超光滑光学表面的磁性类Bingham流体确定性抛光  

作　　者：程灏波 冯之敬[1] 王英伟[2] 张云[1] 郭占社[3] 余景池[4] 

机构地区：[1]清华大学精密仪器系制造工程研究所,北京100084 [2]中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春130021 [3]清华大学精密仪器系摩擦学国家重点实验室,北京100084 [4]苏州大学近代光学研究所,苏州215006

出　　处：《科学通报》2005年第1期84-91,共8页Chinese Science Bulletin

基　　金：国家自然科学基金(批准号:50175062)资助项目

摘　　要：利用磁性抛光介质在梯度磁场作用下呈现出具有粘塑性的类Bingham流体的特点,实现了对具有超光滑表面精度要求(表面粗糙度一般低于0.5nm)的光学元件,特别是应用于接近衍射极限的短波段光学元件的确定性抛光.磁流体与被抛光工件间的相对运动导致工件表面抛光区域产生较强的剪切力,从而去除工件表面材料.通过控制梯度磁场的敏感参量如磁场强度、磁极间距等获得磁场中类Bingham流体形成柔性抛光带的形状及工作状态的实时响应.去除函数和去除率曲线反映了磁流体抛光符合经典Preston抛光模型,并突出体现确定性去除这一特点.磁流体抛光全过程中去除函数向外周呈稳定的高斯分布状光滑渐变化趋势.抛光结果表明,配制成功的初始粘度0.5Pa·s的标准磁流体抛光液可实现对超光滑光学元件确定性抛光,弥补传统接触式或压力式光学抛光呈现较大下表面破坏层、去除确定性不高等缺点,抛光35min后工件表面粗糙度由最初17.58nm收敛到0.43nm.

关 键 词：超精密光学元件 超光滑光学表面 磁流体 非球面 磁性抛光 Bingham流体 

分 类 号：TG66[金属学及工艺—金属切削加工及机床]