大气等离子体加工去除稳定性及轴锥镜修形研究

发布时间：2024-02-04 01:26

　　大气等离子体加工是一种高效、低成本的确定性加工方法,能以较高的精度实现精密光学元件的无损加工。然而,目前其去除稳定性严重制约了该技术加工精度的进一步提高。针对该问题,本文采用建模和仿真的方式深入探究了等离子体的工作特性,进一步地,对影响等离子体加工去除稳定性的因素进行了实验研究。在上述研究的基础上,开展了轴锥镜的大气等离子体修形预实验研究。首先,根据等离子体发生系统的组成,建立了相应的阻抗匹配网络模型。由射频电源输出功率最大化原则,推导了匹配网络的最佳阻抗匹配点。建立了等离子体的阻抗特性仿真模型,研究了加工距离和功率变化对等离子体等效阻抗的影响。考虑到大气等离子体加工的本质是化学刻蚀,建立了放电区域粒子浓度分布的仿真模型。结果表明,不同活性粒子在工件表面的浓度分布均呈高斯型。然后,对影响大气等离子体加工去除稳定性的因素进行了实验研究。实验结果表明,功率波动主要影响去除深度,对去除半高宽的影响较小。对比了针电极材料和镀膜厚度对去除稳定性的影响,从中优选出去除稳定性较好的电极。研究了地电极位置对去除稳定性的影响,发现地电极不同位置的加工深度均值存在明显差异。通过分析结合实验验证,证实了地电...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1飞秒激光成丝现象

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-1-第1章绪论1.1课题来源及研究背景和意义1.1.1课题来源本课题来源于惯约专项项目“熔石英抗损加固技术及高性价比材料探索”及国家自然科学基金-大气等离子体超精密光学加工的多尺度去除机理及表面创成研究（No.51905130）。1.1.2课题研究....

图1-1飞秒激光成丝现象及多丝横截面强度分布[3]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-1-第1章绪论1.1课题来源及研究背景和意义1.1.1课题来源本课题来源于惯约专项项目“熔石英抗损加固技术及高性价比材料探索”及国家自然科学基金-大气等离子体超精密光学加工的多尺度去除机理及表面创成研究（No.51905130）。1.1.2课题研究....

图1-2轴锥镜原理图[6]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-2-年有研究表明轴锥镜具有抑制多丝现象的潜力[4-5]。除此之外，轴锥镜也是深紫外光刻照明系统光束整形单元的一个重要光学元件[6]。图1-2轴锥镜原理图[6]轴锥镜的母线误差和表面微观形貌对进行调制的光束有着很大影响。传统机械加工无法达到其要求的母....

图1-3PJM原理示

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-外研究大气等离子体加工的主要有：德国莱布尼兹表面改性研究所（IOM）、美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）以及日本大阪大学。国内哈尔滨工业大学对大气等离子体加工的研究起步较早，经过多年的努力，已经取得了不错的成果。1.2.1.1大气等离子体....

本文编号：3894968