激光在光学元件清洗中的应用研究

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1、分类号密级UDC学位论文激光在光学元件清洗中的应用研究（题名和副题名）尹烨（作者姓名）指导教师姓名肖峻教授电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请学位级别硕士专业名称光学工程论文提交日期2007.4论文答辩日期2007.5学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席邱琪教授评阅人朱大勇教授卢亚雄教授2007年6月14日注1注明《国际十进分类法UDC》的类号独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成

2、果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要激光清洗技术是

3、指采用激光束照射被污染表面，使表面的污染物发生瞬间蒸发或剥离，以达到洁净的目的。激光清洗满足了工业上去除表面亚微米量级粒子的需要。与传统的清洗方法相比，激光清洗技术在环境保护和高精度要求方面具有明显的优势。衡量清洗效果最常用的是洁净度这一参数，即被去除的污染物与原污染物量的比值。也可以通过显微镜、精密天平等仪器来评价清洗效果。本论文采用理论分析与实验研究的方法，全面研究了连续CO2激光和脉冲Nd：YAG三倍频激光对K9玻璃表面上的三种实验室常见的污染物（指纹、皮肤油脂和硅油）的清洗作用，以及对洁净的化学膜层的作用；使用了光学显微镜、紫外－可

4、见分光光度计、傅立叶变换红外－拉曼光谱仪和界面张力测量仪获得了上述不同表面在不同参数激光照射后的检测数据，得到了如下的研究结果：1.根据显微照片和透过率谱，发现皮肤油脂所造成的污染最为严重，指纹其次，硅油最轻微。拉曼光谱和接触角测量结果显示，被指纹和皮肤油脂污染的样品具有相似的特点。2.在CO2激光的照射下，三种污染物微粒的线度都随着激光功率的增加而减小，这说明激光清洗有明显效果，但污染物还不能被完全去除。当功率高达一定程度时，基片将出现裂纹，显示出清洗效果与基片的激光损伤阈值之间的矛盾。对于被皮肤油脂污染的基片，增大激光功率能够使其透光性

5、得到较大的改善。接触角测量结果显示激光照射后，受皮肤油脂污染的样品与洁净基片最为接近。3.在Nd：YAG三倍频激光的照射下，对于被污染的膜层，在同等能量激光的照射下，脉冲数越多，污染物面减少越多；而在相同脉冲数下，激光能量越高，污染物面也减少越多。然而，增加脉冲数或增大激光能量会发生暗化效应，并且暗化程度与脉冲重叠率成正比。4.使用大津法对显微照片进行了二值化处理可得到了污染物所占的面积百分比和污染物的去除率（也即洁净度）。将CO2激光与Nd：YAG三倍频激光的清洗效果进行比较表明：CO2激光适合清洗基片表面的重度污染，而Nd：YAG三倍频

6、激光则对轻度污染更为有效。关键词：激光清洗，光学表面，洁净度，透过率，表面接触角IABSTRACTABSTRACTLasercleaningisatechniquethatuselaserirradiationtovaporizeorejectcontaminants、rustsandcoatingsonsolidsurface,therebyreachacleanlevel.Lasercleaningsatisfiestheneedofremovalsubmicronparticlesintheindustry.Comparewithtr

7、aditionalcleantechnique,lasercleaninghasobviousadvantageinenvironmentprotectionandhighprecision.Cleannessisawidelyusedparametertojudgethecleaneffect;itistheratioofpollutantsremovedbythetotalpollutants.Besides,microscopeandbalancecanhelptoestimatethecleaneffect.Inthisdisser

8、tation,theoreticalanalysisandexperimentaltestareusedtoinvestigateirradiationsofCO2CWlaser