摘要：超精加工技术的不断发展,对光滑表面粗糙度检测精度要求越来越高。采用显微相移干涉技术,设计软件算法实现超光滑表面任意横向或纵向截面线粗糙度以及面粗糙度在线检测与三维动态显示,初步实验表明,该系统测量精度达纳米量级,满足超光滑表面粗糙度检测性能要求。

摘要：超精密加工的目标是通过表面质量控制获得预定的表面功能。一定的加工过程产生相应的表面特征 ,而表面特征在很大程度上又决定着表面的实际功能。为了通过预先设计及加工控制获得要求的功能表面 ,必须对超光滑表面的加工、表征。

摘要：流体动压抛光基于流体剪切效应可实现非接触微去除,可获得粗糙度1 nm以下的超光滑表面,在先进光学及微电子材料加工领域有很好应用前景。基于球体弹性发射加工方式设计流体驱动抛光球,通过Fluent软件对抛光区流场仿真,分析了流体速度以及工件表面压力和剪切力分布,从抛光间隙、工具球直径及主轴转速等3个参数探究其对工件表面所受最大压力和剪切力的影响规律。设计单因素抛光试验进行参数优选,并开展小口径(20 mm×20 mm)抛光试验,工件表面粗糙度RMS从16.939 nm下降至2.467 nm的结果,初步实验表明该加工方式在光学元件的应用具有可行性。

摘要：叙述了基于流体二维振动的超光滑表面加工技术的原理,并采用Ansys有限元分析软件对装置的动态特性进行了分析。通过分析获得了最佳的振动频率,为后续实验研究奠定了基础。

摘要：本文依据软Ｘ射线标量散射理论，给出了一种用软Ｘ射线全积分散射检测超光滑表面粗糙度ＲＭＳ值的方法，并设计和建立了测试装置。

摘要：完成情况简介：本项目开展了对玻璃、金属、陶瓷三种不同特性材料超光滑表面加工、检测方法、完整性评价及其参数、表面粗糙度特征谱分析等的研究。了解了当前各种超光滑表面加工方法的进展情况及其发展前景，设计了需要的各种试件，初步得到了部分参数与加工工艺间的联系；开展了对基于各种测量原理仪器的研究，分析了现阶段对超光滑表面完整性评价的局限性，在粗糙度、硬度、残余应力等完整性参数基础上，

摘要：介绍了一种新型超光滑表面加工方法及其系统的设计.该方法主要基于低温等离子体化学作用,通过活性反应原子与工件表面原子间的化学反应实现原子级的材料去除,避免了表层和亚表层损伤.该常压低温等离子体抛光系统首次引入了电容耦合式射频等离子体炬,并根据装置的实际特性进行了良好的阻抗匹配.原子发射光谱分析结果表明,该系统实现了稳定的大气压等离子体放电,并有效地激发出高密度的活性反应原子.针对单晶硅片的加工试验结果,也证明了该系统可高效稳定地工作,并实现了约1.46,mm3/min的材料去除速率和0.6,nm(Ra)的表面粗糙度.

摘要：本文设计并研制了一套可控制抛光作用力的精密抛光装置，该装置具有抛光作用力微调功能及显示功能。用该装置对Ｚｅｒｏｄｕｒ陶瓷玻璃进行控制力抛光实验，稳定地获得了具有纳米级及亚纳米级表面粗糙度的超光滑表面，将该装置与机械化学抛光方法结合使用，可高效地加工出表面无损伤的超光滑基片。

摘要：为了实现对工件表面的超精密抛光,建立了紫外光诱导纳米颗粒胶体射流加工系统。对不同型腔结构的两种喷嘴的光耦合纳米颗粒胶体射流抛光的流体动力学特性、抛光工艺、超光滑表面形貌特性进行了研究。首先,根据光-液耦合要求设计了锥柱和余弦光液耦合喷嘴。接着,对所设计的两种光液耦合喷嘴进行了非淹没射流三相流仿真,对比分析了纳米颗粒的流动径迹及流场分布情况。然后,用TiO 2纳米颗粒胶体作为抛光液,用两种喷嘴对同一单晶硅工件分别进行了光耦合射流抛光试验。最后,对抛光前后的表面进行了表征及对比分析。结果表明:相同条件下余弦喷嘴获得的流动速度(20.73 m/s)和动压力(2.5 MPa)均高于锥柱喷嘴的流动速度(7.12 m/s)和动压力(0.2 MPa),纳米颗粒在余弦喷嘴内的平均停留时间(0.005 s)比锥柱喷嘴的平均停留时间(0.023 s)更短。相同参数下余弦喷嘴射流抛光后的工件表面粗糙度(Rq=0.810 nm,Ra=0.651 nm)更低。光耦合纳米颗粒胶体射流抛光中利用余弦喷嘴可获得比锥柱喷嘴更低的表面粗糙度。

摘要：依据化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)加工玻璃光学元件的原理,通过对抛光运动机理的理论分析,提出了抛光垫的磨削均匀性对光学元件面形的影响,并设计了新的工艺流程.通过工艺试验,完成了高准确度玻璃光学元件的CMP加工,获得了表面质量N<0.2,Rq<0.3nm的玻璃光学元件.