隨著連續(xù)位相板(Continuous Phase Plates,CPPs)等光學(xué)元件在激光驅(qū)動(dòng)慣性約束核聚變(Inertia Confinement Fusion,ICF)項(xiàng)目中的廣泛應(yīng)用,對(duì)其加工精度與效率的要求越來(lái)越高。大氣等離子體加工技術(shù)具有較高的加工分辨率和材料去除率,且不引入亞表面損傷,是一種極具應(yīng)用前景的光學(xué)加工方法。然而,目前其長(zhǎng)時(shí)間加工穩(wěn)定性和傳統(tǒng)的點(diǎn)位加工模式還無(wú)法滿足大口徑光學(xué)元件批量加工的要求。因此,針對(duì)上述問(wèn)題,本文采用理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,對(duì)影響大口徑微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件加工精度和效率的若干關(guān)鍵因素展開(kāi)系統(tǒng)研究,為實(shí)現(xiàn)大口徑連續(xù)位相板高效高精度的確定性加工奠定技術(shù)基礎(chǔ)。根據(jù)大口徑連續(xù)位相板的加工特點(diǎn)和要求,本文首先設(shè)計(jì)并搭建了雙層進(jìn)氣式等離子體發(fā)生器并進(jìn)行放電特性分析。其次,為了探究活性粒子在加工區(qū)域的分布規(guī)律,應(yīng)用COMSOL Multiphysics軟件建立了多物理場(chǎng)耦合仿真模型,并對(duì)加工區(qū)域的流場(chǎng)和組分場(chǎng)進(jìn)行仿真分析。為了驗(yàn)證新型等離子體炬的優(yōu)越性,進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間加工穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,峰值去除率和半高寬的波動(dòng)均在3%以內(nèi)。最后,采用單因素法,詳細(xì)討...

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-3 PJM原理示意圖及其實(shí)物放電照片[8]

德國(guó)萊比錫市的萊布尼茲表面改性研究所(Leibniz-InstitutfürOberfl?chenModifizierung,IOM)提出了等離子體射流加工(PlasmaJetMachining,PJM)技術(shù),如圖1-3所示。該等離子體發(fā)生器采用兩個(gè)同軸電極雙層進(jìn)氣的方....

圖1-4一種基于PJM技術(shù)的自由曲面光學(xué)加工工藝鏈及其加工結(jié)果[9]

Th.Arnold等學(xué)者提出了一種基于PJM技術(shù)的自由曲面光學(xué)加工工藝鏈,并采用該工藝鏈在100×100×3mm3的熔石英工件表面上加工出面形峰谷值為200μm的自由曲面,如圖1-4所示。因?yàn)榧庸さ膶?duì)象是已經(jīng)拋光過(guò)的熔石英工件,所以省略了等離子射流拋光(PlasmaJetPo....

圖1-5硅表面上加工的貝殼狀曲面結(jié)構(gòu)[10]

Th.Arnold等學(xué)者使用自主研制的微孔等離子體射流炬,通過(guò)同時(shí)改變面形的周期和幅值在硅表面上加工出貝殼狀曲面結(jié)構(gòu),如圖1-5所示。面形PV值隨著周期的減小而減小,在毫米或亞毫米的橫向尺度內(nèi)深度方向達(dá)到了納米級(jí)的去除。但是,加工后的表面會(huì)出現(xiàn)孔狀的過(guò)刻蝕現(xiàn)象,目前其產(chǎn)生原因尚不....

圖1-6 RAP加工原理示意圖[11]

美國(guó)加利福尼亞州的的勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LawrenceLivermoreNationalLaboratory,LLNL)于1999年提出了反應(yīng)原子等離子體(ReactiveAtomPlasma,RAP)加工技術(shù),并之后創(chuàng)建了RAPT公司,專門(mén)為美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火工程制....

本文編號(hào)：4039076