光学制造材料科学与技术 || 表面粗糙度

摘要： 由于光学玻璃元件的表面粗糙度会影响光学散射损耗和下游激光调制[1]，因此它是许多光学系统（包括激光器和望远镜）的重要参数。在光学抛光过程中，工件、抛光液和抛光垫之间的多种相互作用可能会在不同空间尺度上影响最终的工件粗糙度。第2章描述了影响大空间尺度（>1毫米，即表面面形）的现象（见图2.1）。相比之下，本章重点阐述影响小空间尺度（<1毫米，即从原子力显微镜2级粗糙度到微米级粗糙度的表面粗糙度）的现象和工艺参数（见图1.8）。通常通过原子力显微镜（AFM）测量的精细尺度粗糙度分为AFM1（≤5微米）和AFM2粗糙度（≤50微米），如图表右侧所示。该尺度的粗糙度受单颗粒去除函数、贝氏层特性、抛光液颗粒尺寸分布（PSD）、抛光垫形貌、抛光垫力学性能以及抛光液颗粒再沉积等参数影响。更高一级的空间尺度（微米至毫米范围，称为微观或μ-粗糙度）通常通过白光干涉仪测量（图1.8）。μ-粗糙度不仅受上述较小空间尺度现象影响，还与控制抛光液界面相互作用的参数有关，例如界面处抛光液颗粒的空间分布。这些参数和现象列于图4.1中，该图展示了在影响最终抛光表面粗糙度的目标空间尺度上，工件-抛光盘界面的示意图。图4.1为理解本章内容提供了重要框架。