一种磷酸二氘钾晶体的抛光方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种磷酸二氘钾晶体的抛光方法，更详细地说，涉及质软、质脆、极易潮解的晶体抛光方法。
【背景技术】
[0002]磷酸二氘钾晶体(KD2PO4)简称DKDP晶体或KD*P晶体，是一种性能优良的电光材料和非线性激光材料，其电光系数是磷酸二氢钾晶体的2倍。近几年来，被广泛的用于电光调制、电光Q开关、高速摄影、电光偏转、激光测距、高功率激光频率转换及激光惯性约束核聚变点火领域中，而且其应用范围正在进一步扩大。目前，磷酸二氘钾晶体的生长技术已较成熟，但是，由于抛光困难，在高性能激光设备、激光兵器测距设备、激光核聚变点火装置等方面的应用受到了限制。磷酸二氘钾晶体质地脆软，极易潮解、开裂。传统的抛光方法是:
(I)将磨砂合格的磷酸二氘钾晶体在绸布盘上，用无水乙醇稀释的氧化铝抛光液抛光，绸布盘静止不转动，只靠磷酸二氘钾晶体运动来完成抛光。(2)抛完光的磷酸二氘钾晶体用无水乙醇、乙醚清洗或不清洗。(3)磷酸二氘钾晶体器件镀膜。磷酸二氘钾晶体器件不镀膜直接应用，或采用化学法镀多孔Si02增透膜。采用传统方法抛光的磷酸二氘钾晶体，因抛光盘载体是绸布，且抛光盘没有转动，达不到高光学级的平面要求。磷酸二氘钾晶体抛光完工后用无水乙醇、乙醚清洗，抛光表面很容易起雾，不能应用在高功率激光系统中。磷酸二氘钾晶体器件不镀膜，会造成激光系统输出能量偏低和磷酸二氘钾晶体器件使用寿命缩短。化学法镀多孔Si02增透膜，镀膜条件难以控制，批次间膜层质量不稳定，只处在研宄阶段。二i^一世纪初有研宄称采用超精密金刚石刀对KDP抛光，且只对KDP抛光，但抛光表面达不到λ/10的要求，抛光成本也高。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的不足，本发明公开了一种磷酸二氘钾晶体的抛光方法；
[0004]本发明所述抛光方法是一种可靠性高、重复性好的高光学质量的磷酸二氘钾晶体抛光方法。
[0005]本发明的技术方案如下:
[0006]一种磷酸二氘钾晶体的抛光方法，具体步骤包括:
[0007](I)制作抛光盘
[0008]a、将纯光学沥青与蜂蜡或石蜡的混合物加热，纯光学沥青与蜂蜡或石蜡的混合物完全溶化时搅拌均匀，纯光学沥青与蜂蜡或石蜡的混合物表面沸腾时停止加热；其中，纯光学沥青的纯度范围为95% -100%，纯光学沥青与蜂蜡的重量比范围为1:1-1:3，纯光学沥青与石蜡的重量比范围为1:3-1:5 ；
[0009]b、将步骤(a)得到的纯光学沥青与蜂蜡或石蜡的混合物倒入平盘中，自然冷却至室温;
[0010]C、将步骤(b)得到的载有纯光学沥青与蜂蜡或石蜡的混合物的平盘在60_80°C条件下预热10_30min ；
[0011]d、利用平板将步骤(C)预热后得到的载有纯光学沥青与蜂蜡的混合物的平盘压平，冷却至室温，去除平板，即得抛光盘；
[0012](2)配制抛光液
[0013]将钻石粉与有机溶剂混合均匀，钻石粉与有机溶剂的质量比范围为1:200—1:300 ;即得抛光液；
[0014]⑶抛光
[0015]取步骤⑵得到的抛光液2-5滴，滴在步骤⑴得到的抛光盘上，在温度为25-28°C、湿度< 40%条件下，转速为1-40转/min的抛光盘对磷酸二氘钾晶体进行抛光，在抛光过程中检验磷酸二氘钾晶体抛光表面平行差、平面度、表面质量，使磷酸二氘钾晶体抛光表面平行差〈10”，磷酸二氘钾晶体抛光表面平面度优于λ/10，磷酸二氘钾晶体抛光表面表面质量优于20/10。
[0016]根据本发明优选的，所述磷酸二氘钾晶体的抛光方法，具体步骤还包括:
[0017](4)去除磷酸二氘钾晶体表面污物、镀膜
[0018]去除步骤(3)抛光后得到的磷酸二氘钾晶体表面污物，镀膜，即得。
[0019]对磷酸二氘钾晶体镀膜之前，磷酸二氘钾晶体的透过率范围为90% -91%，对磷酸二氘钾晶体镀膜之后，磷酸二氘钾晶体的透过率范围为98% -99.5%，增加了磷酸二氘钾晶体透过率，也使磷酸二氘钾晶体表面不被潮解。
[0020]根据本发明优选的，步骤a中，将纯光学沥青与蜂蜡或石蜡的混合物放入铝锅，利用功率为1000W电炉加热；步骤b中，将载有纯光学沥青与蜂蜡或石蜡的混合物的平盘水平放置超静室内，自然冷却至室温；步骤c中，将载有纯光学沥青与蜂蜡或石蜡的混合物的平盘在60-80°C条件下水中预热10-30min。
[0021]根据本发明优选的，步骤(I)中，所述平盘为周围有报纸围成圆筒的铸铁平盘；步骤d中，所述平板为光滑圆玻璃板。
[0022]根据本发明优选的，步骤(2)中，所述有机溶剂为无水乙醇、无水丙醇或乙二醇中的任一种；所述钻石粉的规格为Wl?W0.125，进一步优选为W0.25。
[0023]根据本发明优选的，步骤(2)中，将钻石粉与有机溶剂混合后放入小型超声波清洗机内超声震荡10-20分钟。
[0024]根据本发明优选的，步骤(3)中，抛光方式为反向转动或往复推拉运动；利用光学比较测角仪测试磷酸二氘钾晶体抛光表面平行差，利用激光平面干涉仪测试磷酸二氘钾晶体抛光表面平面度，利用10倍放大镜目测磷酸二氘钾晶体抛光表面质量。
[0025]根据本发明优选的，步骤(I)所述制作抛光盘之前对磷酸二氘钾晶体进行磨砂，具体步骤包括:利用石蜡或者石蜡、松香混合胶将磷酸二氘钾晶体粘结在KDP套圈的中心，在砂纸上进行磨砂。
[0026]根据本发明优选的，步骤⑷中，去除磷酸二氘钾晶体表面污物，具体步骤包括:
[0027]e、利用功率为250W的红外灯对经过步骤(3)得到的磷酸二氘钾晶体加热，直至石蜡或者石蜡、松香混合胶溶化，将磷酸二氘钾晶体取出，冷却至室温；
[0028]f、将磷酸二氘钾晶体放入培养皿，向培养皿加入分析纯试剂至淹没磷酸二氘钾晶体，将磷酸二氘钾晶体浸泡I小时，用高级脱脂棉或无尘软布将磷酸二氘钾晶体表面的污物擦去；
[0029]g、利用分析纯试剂对磷酸二氘钾晶体进行第二次浸泡，浸泡时间为30分钟，用高级脱脂棉或无尘软布蘸取分析纯乙酸乙酯试剂多次擦拭磷酸二氘钾晶体表面，直至磷酸二氘钾晶体两抛光面无任何污物；所述分析纯试剂为分析纯乙酸乙酯试剂、分析纯醋酸乙酯试剂、分析纯醋酸丙酯试剂、分析纯醋酸丁酯试剂，分析纯乙酸丙酯试剂、分析纯乙酸丁酯试剂的任一种。
[0030]根据本发明优选的，步骤⑷中，对磷酸二氘钾晶体镀膜，具体步骤包括:
[0031]将去除表面污物的磷酸二氘钾晶体放入镀膜机，启动镀膜机，设置镀膜程序，调整温度至80-100°C，进行真空蒸镀，所镀膜系为:AR/AR@1064±10nm，要求R〈0.5%，其中，AR为增透膜，R为反射率。
[0032]本发明的有益效果为:
[0033]抛光后的磷酸二氘钾晶体，平行度优于10秒，平面度优于λ/10i633nm,波前畸变优于λ/8@633ηπι，表面质量优于20/10 (MIL-PRF-13830B)，使用温度范围为-40?+50°C，完全达到了高性能激光系统的使用要求。
【具体实施方式】
[0034]下面结合具体实施例对本发明作进一步限定，但不限于此。
[0035]实施例1
[0036]一种磷酸二氘钾晶体的抛光方法，具体步骤包括:
[0037]对磷酸二氘钾晶体进行磨砂，具体步骤包括:利用石蜡将磷酸二氘钾晶体粘结在KDP套圈的中心，在砂纸上进行磨砂；
[0038](I)制作抛光盘
[0039]a、将纯光学沥青与蜂蜡的混合物(重量比为1:1)放入铝锅，利用功率为1000W电炉加热，纯光学沥青与蜂蜡的混合物完全溶化时搅拌均匀，纯光学沥青与蜂蜡的混合物表面沸腾时停止加热，其中，纯光学沥青的纯度为95% ；
[0040]b、将步骤(a)得到的纯光学沥青与蜂蜡的混合物倒入周围有