SIPM avança en la modificació làser de femtosegons de la superfície de carbur de silici per millorar la investigació de l'eficiència del poliment

Recentment, l'equip de Wei Chaoyang al Laboratori del Centre de Proves i Fabricació Òptica de Precisió de l'Institut de Maquinària de Precisió Òptica de Xangai, Acadèmia Xinesa de Ciències, ha avançat en l'estudi de la modificació làser de femtosegons de superfícies de carbur de silici per millorar l'eficiència del poliment. Es troba que la modificació de la superfície de RB-SiC recoberta prèviament amb pols de Si mitjançant làser de femtosegon pot obtenir una capa de modificació de superfície amb una força d'unió de 55,46 N. La capa de modificació de la superfície també es pot modificar amb làser de femtosegon per millorar l'eficiència de poliment. . La superfície RB-SiC modificada es pot polir només durant 4,5 hores per obtenir una superfície òptica amb una rugositat superficial Sq de 4,45 nm, que és més de tres vegades més eficient que el poliment directe. Els resultats amplien el mètode de modificació de superfície de RB-SiC, i la controlabilitat del làser i la senzillesa del mètode permeten utilitzar-lo per a la modificació de superfície de RB-SiC amb contorns complexos. Els resultats relacionats es van publicar a Applied Surface Science.

RB-SiC, com a ceràmica de carbur de silici amb excel·lents propietats, s'ha convertit en un dels materials més excel·lents i factibles per a components òptics de telescopis lleugers i grans, especialment per a miralls de gran mida i de forma complexa. Tanmateix, RB-SiC, com a material típic de fase complexa d'alta duresa, té un 15% -30% de silici residual que queda en el blanc quan el Si líquid reacciona químicament amb C durant el procés de sinterització. I la diferència en les propietats de poliment d'aquests dos materials formarà micro-passos a la unió de la fase SiC i els components de la fase Si durant el procés de polit de precisió superficial, que és propens a la difracció i no és propici per obtenir superfícies polides d'alta qualitat. , i suposa un gran repte per al polit posterior.

Per abordar els problemes anteriors, l'estudi proposa un mètode de pretractament de modificació de la superfície amb làser de femtosegon, que utilitza un làser de femtosegon per modificar la superfície RB-SiC recoberta prèviament amb pols de silici, que no només resol el problema de la dispersió de la superfície a causa de la diferència de el rendiment de poliment de les dues fases, però també redueix eficaçment la dificultat de poliment i millora l'eficiència de poliment del substrat RB-SiC. Els resultats mostren que la pols de Si recoberta prèviament a la superfície RB-SiC s'oxida sota l'acció del làser de femtosegons, i amb l'oxidació penetrant gradualment més profundament a la interfície, la capa modificada forma un enllaç amb el substrat RB-SiC. En optimitzar els paràmetres d'escaneig làser per ajustar la profunditat d'oxidació, es va obtenir una capa modificada d'alta qualitat amb una força d'unió de 55,46 N. La capa modificada és més fàcil de polir en comparació amb el substrat RB-SiC, permetent que la rugositat superficial del RB-SiC pretractat es redueixi a Sq 4,5 nm en poques hores de polit, la qual cosa és més de tres vegades més eficient en comparació amb el poliment abrasiu del substrat RB-SiC. A més, el funcionament senzill del mètode i els baixos requisits del perfil superficial del substrat RB-SiC es poden aplicar a superfícies RB-SiC més complexes i millorar significativament l'eficiència del polit.