激光清洗光学元件表面污染的机理与应用研究

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1、毛击种故丈葦ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ￣ｒ＇＊－１ｒ＾？Ｈｆｅ］ＴＢｒｇＴ■＃ｘ於參为＼’巧结皆ｒ成猶皆＊ＭＷｐｉ＃Ｗ片；，．论文題目激光清洗光学元件表面污染的机理与应用妍究学科专业凝聚态物理学号２０１３２１０４０１２２作者姓名韩丰明指导教师徐世珍副教授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

2、究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，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己在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名；１扛＞句日期；年ｒ月巧日论文使用授权、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口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Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进巧

3、检索，可Ｗ采用影巧、缩巧或扫描等复制手段保存、氾编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）、化作者签名：导师签名：巧每日期；如，告年Ｘ月／名日分类号密级注1UDC学位论文激光清洗光学元件表面污染的机理与应用研究（题名和副题名）韩丰明（作者姓名）指导教师徐世珍副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业凝聚态物理提交论文日期2015.4.论文答辩日期2016.5.学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。Mechanismand

4、ExperimentalStudyonLaserCleaningofContaminantsfromOpitcalElementsAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CondensedMatterPhysicsAuthor:FengmingHanSupervisor:Prof.ShizhenXuSchool:SchoolofPhysicalElectronics摘要摘要激光清洗技术是利用激光与物质通过直接或者间接的相互作用

5、，将污染物从待清洗物体表面去除，来达到清洗的目的。激光清洗技术具有很多优势，它能够通过调节激光参数来清洗不同的污染物，适用范围广，且清洗效率高、无污染、成本低、能够清洗微米及亚微米的颗粒污染物。在大型高功率固体激光装置中，光学元件受到颗粒、油脂类污染物污染后，降低了光学元件的损伤阈值，严重影响激光最终输出通量，所以有必要对其表面的污染进行清洗。而传统的清洗技术很难将细小的颗粒污染物去除，本文针对光学元件的污染情况，选取K9玻璃表面污染物的清洗作为研究对象，进行了理论分析和实验研究，目的是找到最佳的清洗参数。通过激光干式清洗法、激光等离子体冲击

6、波清洗法对K9玻璃表面的颗粒污染物进行了清洗，作为对比，本文还采用了射频等离子体清洗法对K9玻璃表面的颗粒和油脂类污染物进行清洗，采用光学显微镜、紫外-可见近红外分光光度计、图像分析软件、表面颗粒仪对其清洗效果进行了分析，主要研究内容和结论如下：（1）采用波长为355nm的脉冲激光对K9玻璃表面上的灰尘颗粒和Al2O3颗粒进行直接辐照清洗，并检测其清洗效果，分析了光斑面积、激光能量、作用发次对清洗效果的影响，获得了激光干式清洗K9玻璃表面灰尘污染物的最佳工艺参22数为：光斑面积3.4mm，激光能量密度约为4.3J/cm，作用发次为5发。此参数

7、清洗既有较好的清洗效果，又不会对K9玻璃基底产生损伤，且可以实现定点清洗，能够有效清除微米级甚至亚微米级污染物。（2）使用激光诱导等离子体冲击波法清洗K9玻璃表面的灰尘颗粒，检测效果表明能取得较高的清洗效率，并获得清洗效率同作用距离、清洗发次的关系曲线，清洗效率和清洗面积随着距离的增大迅速减小，清洗效率随着发次的增加而增加。当激光聚焦点离待清洗物基底表面的距离为1.0mm、激光作用发次为10发次时，达到最佳的清洗效率。（3）进行射频等离子体清洗K9玻璃表面二灰尘颗粒和机油污染物，分析了其清洗效果，并与激光清洗做了对比，在清洗颗粒物方面，其清洗

8、效率不如后者，但是射频等离子体在清洗油脂污染时具有很好的效果，可为激光清洗做补充。关键词：激光清洗，等离子体冲击波，颗粒污染，清洗效率IABSTRACTABSTRA