基于化学蚀刻检测光学玻璃亚表面损伤深度

作者：王华东; 蒋伟峰; 彭光健; 张泰华^*

来源：表面技术, 2020, 49(11): 326-333.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.11.038

• 光学玻璃
• 亚表面损伤
• 化学蚀刻
• 研磨
• 激光共聚焦显微镜
• 探针式粗糙度仪

目的提出一种光学玻璃机械加工亚表面损伤深度的检测方法,给光学玻璃超精密抛光的加工深度提供参考依据。方法首先通过实验分析K9玻璃研磨试样在化学蚀刻过程中亚表面裂纹的结构变化,采用探针式粗糙度仪检测化学蚀刻表面的裂纹深度,并探讨探针半径和化学蚀刻时间对裂纹深度测量结果的影响,建立以蚀刻表面峰谷粗糙度(PV)表征亚表面裂纹深度的测量条件。然后利用激光共聚焦显微镜检测化学蚀刻表面PV粗糙度,确定光学玻璃的亚表面裂纹深度。最后采用截面抛光法直接检测光学玻璃的亚表面裂纹深度,验证上述两种检测方法的可靠性。结果以蚀刻表面PV粗糙度表征亚表面裂纹深度的测量条件为,测量介质须在蚀刻表面裂纹开始融合之前有效探测至裂纹底部。针对W18和W40磨粒研磨的K9玻璃试样,采用激光共聚焦显微镜检测蚀刻表面PV粗糙度方法测得的两种试样裂纹深度为12.82μm和20.45μm,直接测量方法的测量结果为12.50μm和19.34μm。两种方法测量结果的偏差分别为2.56%和5.74%,一致性较好。结论基于化学蚀刻和激光共聚焦显微镜检测光学玻璃亚表面损伤深度的方法不受表面裂纹宽度限制,满足以蚀刻表面PV粗糙度表征亚表面损伤深度的测量条件,且对试样损伤较小,提高了光学玻璃亚表面损伤深度的测量效率和结果可靠性。

• 单位
  浙江工业大学; 浙江师范大学