犓犇犘晶体加工表面的亚表面损伤检测与分析

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1、第１５卷第１１期光学精密工程Ｖｏｌ．１５Ｎｏ．１１２００７年１１月ＯｐｔｉｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＮｏｖ．２００７文章编号１００４９２４Ｘ（２００７）１１１７２１０６犓犇犘晶体加工表面的亚表面损伤检测与分析吴东江，曹先锁，王强国，王奔，高航，康仁科（大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室，辽宁大连１１６０２４）摘要：采用截面显微法和择优蚀刻法分别对磷酸二氢钾（ＫＤＰ）晶体从线切割样品制备到磨削、抛光亚表面损伤进行检测，利用ＯＬＹＭＰＵＳＭＸ４０光学显微镜对表面腐蚀现象与亚表面裂纹形状进

2、行观测，并对裂纹深度进行测量。结果表明，由线切割产生的亚表面损伤裂纹形状以“斜线状”为主，裂纹深度最大值为８５．５９μｍ；由＃６００砂轮磨削产生的亚表面损伤深度最大值为８．５５μｍ。在（００１）晶面出现了四方形的分布密度较高的位错腐蚀坑；而在三倍频晶面上出现的是密度较低、形状类似梯形的位错腐蚀坑。该研究为ＫＤＰ晶体亚表面损伤提供了一种检测与分析手段。关键词：ＫＤＰ晶体；损伤检测；裂纹形状；裂纹深度中图分类号：Ｏ７８６文献标识码：Ａ犇犪犿犪犵犲犱犲狋犲犮狋犻狅狀犪狀犱犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳犿犪犮犺犻狀犲犱犓犇犘犮狉狔狊狋犪犾

3、狊狌犫狊狌狉犳犪犮犲ＷＵＤｏｎｇｊｉａｎｇ，ＣＡＯＸｉａｎｓｕｏ，ＷＡＮＧＱｉａｎｇｇｕｏ，ＷＡＮＧＢｅｎ，ＧＡＯＨａｎｇ，ＫＡＮＧＲｅｎｋｅ（犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔犳狅狉犘狉犲犮犻狊犻狅狀犪狀犱犖狅狀狋狉犪犱犻狋犻狅狀犪犾犕犪犮犺犻狀犻狀犵犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔狅犳狋犺犲犕犻狀犻狊狋狉狔狅犳犈犱狌犮犪狋犻狅狀，犇犪犾犻犪狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔，犇犪犾犻犪狀１１６０２４，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：ＴｈｅｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｄａｍａｇｅｏｆＰｏｔａｓｓｉｕｍＤｉｈｙｄｒｏｇｅｎＰｈｏ

4、ｓｐｈａｔｅ（ＫＤＰ）ｃｒｙｓｔａｌｍａｃｈｉｎｅｄｆｒｏｍｌｉｎｅｉｎｃｉｓｉｏｎｔｏｇｒｉｎｄｉｎｇａｎｄｐｏｌｉｓｈｉｎｇｗａｓｄｅｔｅｃｔｅｄｕｓｉｎｇｓｅｃｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄｓｔｅｐｅｔｃｈｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．ＴｈｅＯＬＹＭＰＵＳＭＸ４０ｏｐｔｉｃｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｗａｓｕｓｅｄｔｏｏｂｓｅｒｖｅｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｅｔｃｈｉｎｇｐｈｅｎｏｍｅｎａａｎｄｔｈｅｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｍｉｃｒｏｃｒａｃｋｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ，ａｎｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｍｉｃｒｏｃｒａｃ

5、ｋｄｅｐｔｈ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｍｉｃｒｏｃｒａｃｋｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｉｎｄｕｃｅｄｂｙｌｉｎｅｉｎｃｉｓｉｏｎｉｓｍａｉｎｌｙｏｆ“ｂｉａｓｆｉｇｕｒｅ”，ａｎｄｔｈｅｍａｘｍｉｃｒｏｃｒａｃｋｄｅｐｔｈｉｓ８５．５９μｍ．Ｗｈｉｌｅｂｙｔｈｅ＃６００ｇｒｉｎｄｉｎｇｗｈｅｅｌｔｈｅｍａｘｄｅｐｔｈｒｅｄｕｃｅｓｔｏ８．５５μｍ．Ｔｈｅｓｑｕａｒｅｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎｓｅｔｃｈｉｎｇｐｉｔｓｗｉｔｈｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙａｒｅｏｎ（００１）ｃｒｙｓｔａｌ

6、ｓｕｒｆａｃｅａｎｄｔｈｅｌｏｗｄｅｎｓｉｔｙｅｔｃｈｉｎｇｐｉｔｓｗｉｔｈｔｈｅｆｉｇｕｒｅｒｅｓｅｍｂｌｅｄｔｒａｐｅｚｉｕｍａｒｅｏｎｔｈｅｔｒｉｐｌｅｒｓｕｒｆａｃｅ．ＴｈｉｓｓｔｕｄｙａｆｆｏｒｄｓａｅｘｃｅｌｌｅｎｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｄａｍａｇｅｏｆＫＤＰｃｒｙｓｔａｌｍａｃｈｉｎｉｎｇ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ＫＤＰｃｒｙｓｔａｌ；ｄａｍａｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｍｉｃｒｏｃｒａｃｋｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ；ｍｉｃｒｏｃｒａｃｋｄｅｐｔｈ收

7、稿日期：２００７０７０２；修订日期：２００７０８２１．基金项目：国家自然科学基金重点项目（Ｎｏ．５０５３５０２０）１７２２光学精密工程第１５卷容易实现，但精确度不高，对损伤较小的晶体检测［５７］１引言很困难。ＫＤＰ晶体加工所需样品制备在沈阳科晶公科学技术的迅速发展，尤其是航空航天、国防司生产的ＳＴＸ６０２型精密台式金刚石线切割机军工、信息技术、微电子及光电子等尖端科学技术上完成（切割参数：金刚石线直径０．２７ｍｍ，金刚的不断发展，对材料提出了新的要求，推动了新材石粒度Ｗ２０，线速度１００ｍ／ｍｉｎ，进给量为料

8、的发展。ＫＤＰ（ＫＨ２ＰＯ４）晶体是２０世纪４０年０．８ｍｍ／ｍｉｎ），切割后的ＫＤＰ晶体表面有明显代发展起来的一种非常优良的电光非线性光学晶金刚石线切割留下的切痕，粗糙度值较大，犚犪＝体材料。由于它具有较大的电光和非线性系数以４．２１μｍ。由于线切割产生的亚表面损伤较大，及较高的激光损伤阈值等特点，已被广泛应用于故