CN105669040B - 光学损伤元件损伤增长的抑制装置和抑制方法 - Google Patents

光学损伤元件损伤增长的抑制装置和抑制方法 Download PDF

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Abstract

一种光学损伤元件损伤增长的抑制装置和抑制方法，装置包括三维移动控制台、角度调整台、元件夹具、元件清洗槽、超声清洗槽、暗场成像CCD相机组件、刻蚀围栏制作器、第一平移控制台、第二平移控制台、监控CCD、挡光板、显示控制处理系统和塑料毛细管。暗场成像CCD相机组件包括CCD相机、相机镜头和LED环形光源。显示控制处理系统为计算机。通过先在光学元件上制作刻蚀围栏，然后采用塑料毛细管投递高浓度HF对损伤点进行刻蚀。本发明可以用于对各种尺寸光学元件表面损伤的损伤增长的抑制，以提升其抗激光损伤的能力。

Description

光学损伤元件损伤增长的抑制装置和抑制方法
技术领域
本发明属于光学材料与光学元件技术领域，具体是一种光学损伤元件损伤增长的抑制装置和抑制方法。
背景技术
熔石英是一种非常重要的光学元件，广泛应用于高功率固体激光系统中。系统中用到各类大小口径的高精度光学元件的数量达上万件。其中，作为透镜、窗口、反射镜、偏振片和光栅材料的熔石英光学元件占据相当大的比例。虽然随着研磨、抛光技术的不断改进和提高，已大幅度提升熔石英光学元件表面质量。但是，元件在高通量激光辐照下，表面仍然会产生初始损伤点，而且在后续激光的连续辐照下，损伤尺寸会呈指数式增长，以致发生灾难性的破坏，严重影响光束传输质量和光学元件使用寿命。因此，损伤修复或损伤增长的抑制具有非常重要的工程意义和经济价值。
为有效地提升熔石英光学元件的负载能力，延长熔石英光学元件使用寿命。目前国内外报道的处理手段主要包括：等离子体刻蚀、二氧化碳激光定点局域或者全口径扫描修复和氢氟酸刻蚀。等离子体刻蚀方法会在处理过程中通入四氟化碳气体，这样会残留氟离子，从而污染熔石英光学元件(参见M.Kozlowski,S.Demos,Z-L Wu,等,“3ωDamage:Growth Mitigation”,report,UCRL-ID-142773)；二氧化碳激光定点局域或全口径扫描熔石英光学元件表面损伤后会形成较大的残余应力(Y.Jiang,X.Xiang,C.M.Liu，等，“Effectof residual stress on laser-induced damage characterization of mitigateddamage sites in fused silica”，Journal of Non-Crystalline Solids，2015，410:88-95)，且影响熔石英光学元件的光传输特性(参见白阳，张丽娟，廖威，等，“熔石英损伤修复坑下游光场调制的数值模拟与实验研究”，物理学报，2016，65(2)：024205)。多次作用还可能形成气泡(参见G.Guss,I.Bassa,V.Draggoo，等，Mitigation of growth of laserinitiated surface damage in fused silica using a 4.6μm wavelength laser，SPIE，2007，6403：64030M)和烧蚀(参见Y.Jiang,X.Xiang,C.M.Liu，等，Two localized CO2lasertreatment methods for mitigation of UV damage growth in fused silica，Chin.Phys.B，2012，21(6)：064219)，以致修复区域在后续激光辐照下可能再次引发损伤。氢氟酸定点刻蚀损伤部分，可以有效地抑制损伤增长，但仅针对横向尺寸小于20微米的损伤点，且只针对直径为5厘米小口径光学元件上的损伤点(参见L.W.Hrubesh,M.A.Norton,W.A.Molander,等，“Chemical Etch Effects on Laser-Induced Surface Damage Growthin Fused Silica”，SPIE，2001，4347：553-559)，还不能满足目前的实际需求。即使对于小口径元件上大于20微米的损伤点进行刻蚀，刻蚀后也必须借助二氧化碳激光的二次处理(参见Y.Jiang，X.D.Yuan，S.B.He，等。“Mitigation of surface damage growth byhydrofluoric acid etching combined with carbon dioxide laser treatment”，Optical Engineering，2012，51(8),08430,)，导致应力等问题，同时因没有相应的保护措施，刻蚀会造成对元件表面的污染。
发明内容
本发明目的在于提供一种光学损伤元件损伤增长的抑制装置和抑制方法。该装置和方法可以用于对各种尺寸光学元件表面损伤增长的抑制，避免元件表面在刻蚀过程中造成的污染，以达提升光学元件抗激光损伤的能力，延长光学元件的使用寿命的目的。
为了实现上述目的，本发明的技术解决方案如下：
一种光学损伤元件损伤增长的抑制装置，其特点在于，该装置包括：三维移动控制台、角度调整台、元件夹具、元件清洗槽、超声清洗槽、暗场成像CCD相机组件、刻蚀围栏制作器、第一平移控制台、第二平移控制台、监控CCD、挡光板、显示控制处理系统和带刻度的塑料毛细管：
所述的角度调整台固定在所述的三维移动控制台上，所述的元件夹具固定在所述的角度调整台上，所述的元件夹具供光学元件的夹持和固定，在所述的元件夹具的上方设置所述的第二平移控制台，在该第二平移控制台上分别设置所述的暗场成像CCD相机组件和第一平移控制台，在所述的第一平移控制台上设置所述的刻蚀围栏制作器，在所述的第一平移控制台的一侧向所述的刻蚀围栏制作器设置所述的监控CCD，在所述的元件夹具的下方设置所述的元件清洗槽和超声清洗槽，在所述的元件夹具和所述的元件清洗槽和超声清洗槽之间还有可移动的挡光板，所述的暗场成像CCD相机组件、刻蚀围栏制作器和监控CCD的输出端与所述的显示控制处理系统的输入端相连，所述的显示控制处理系统的输出端分别与所述的三维移动控制台、角度调整台、刻蚀围栏制作器、第一平移控制台、第二平移控制台的控制端相连。
所述的暗场成像CCD相机组件包括CCD相机、相机镜头和LED环形光源，所述的LED环形光源用于提供暗场成像时的照明光源，所述的相机镜头用于将光学元件表面成像到CCD相机的感光面。
所述的显示控制处理系统为计算机。
所述的刻蚀围栏制作器由活塞、唧筒和置于所述的唧筒内的硅脂构成。
所述的挡光板为表面粗糙的全黑色挡板。
利用上述装置抑制光学损伤元件损伤增长的方法，该方法包括以下步骤：
1)将待处理的光学元件安装到所述的元件夹具上；
2)所述的显示控制处理系统驱动所述的三维移动控制台并调整所述的角度调整台的角度，将所述的光学元件移动至所述的元件清洗槽中，采用去离子水对光学元件前后表面进行漂洗和喷淋，清洗后采用无水乙醇进行脱水处理；
3)所述的显示控制处理系统驱动所述的第二平移控制台，将所述的暗场成像CCD相机组件移动至第二平移控制台的工作原点位置；驱动所述的三维移动控制台并调整角度调整台的角度，将所述的光学元件移动至暗场成像CCD相机组件前，调整所述的元件夹具使所述的元件夹具的工作原点与所述的第二平移控制台的工作原点同轴，微调所述的三维移动控制台，使所述的光学元件的上表面处于所述的暗场成像CCD相机组件焦平面，将所述的挡光板放置在元件夹具与元件清洗槽和超声清洗槽之间；
4)所述的显示控制处理系统驱动所述的暗场成像CCD相机组件对所述的光学元件进行拍摄并传输给所述的显示控制处理系统，所述的显示控制处理系统对拍摄图像进行拼接处理，确定光学元件待处理的损伤点并对损伤点进行数量统计与尺寸分析；
5)所述的显示控制处理系统驱动所述的三维移动控制台，将待处理的光学元件的一个待处理的损伤点移至所述的第二平移控制台的工作原点对应并同轴；
6)所述的显示控制处理系统驱动所述的第一平移控制台，将所述的刻蚀围栏制作器移动至第二平移控制台的工作原点位置，移动所述的第二平移控制台将所述的刻蚀围栏制作器并通过所述的监控CCD对准待处理的损伤点，当所述的刻蚀围栏制作器对准该损伤点后，通过所述的刻蚀围栏制作器对所述的损伤点注入高真空硅酯，形成刻蚀围栏；
7)重复步骤5和步骤6，对光学元件所有待处理的损伤点制作刻蚀围栏；
8)按照损伤点的尺寸从大到小的顺序，所述的显示控制处理系统驱动所述的三维移动控制台依次将带有刻蚀围栏的损伤点移动至监控CCD的视场范围，采用带刻度的塑料毛细管对有刻蚀围栏的损伤点依次注入氢氟酸溶液，所述的监控CCD判断刻蚀溶液的注入量，对损伤点进行刻蚀；
9)刻蚀完成后，撤离所述的挡光板，所述的显示控制处理系统驱动所述的三维移动控制台并调整角度调整台的角度，将刻蚀处理后的光学元件移动至所述的元件清洗槽中，采用去离子水对光学元件前后表面进行漂洗并喷淋，同时采用光学元件擦拭布协助清洗元件表面的硅酯，清洗后采用无水乙醇进行脱水处理；
10)所述的显示控制处理系统驱动三维移动控制台并调整角度调整台的角度，将刻蚀处理后的光学元件移动至所述的超声清洗槽中，在无水乙醇溶液中，采用多频超声清洗所述的光学元件，光学损伤元件损伤增长的抑制结束。.
所述的光学元件表面上损伤点的横向尺寸为30-200微米。
所述的氢氟酸刻蚀溶液的氢氟酸质量比为40wt％，刻蚀时间为5～20分钟。
所述的超声波的频率为120kHz-270kHz。
所述的硅酯为高真空润滑硅脂。
所述的元件的处理过程需要在千级洁净环境进行，需配置有通风换气设备。
本发明的技术效果：
本发明在熔石英光学元件表面损伤增长的抑制系统中引入元件的定位控制处理系统，能够实现对40-400毫米之间的方形平面光学元件表面损伤点的半自动流水线式的刻蚀处理，可快速判断、精准识别和高精度刻蚀元件上横向尺寸在30-200微米的损伤点。处理后的损伤点周围不会存在裂纹和引入额外的应力，对光束的调制影响小，避免刻蚀后对元件表面造成的污染，处理后的损伤点可以回复到基底损伤阈值水平，扩展了目前已报道的采用氢氟酸刻蚀处理的熔石英元件尺寸及能处理损伤点尺寸的范围。
同时，本发明可直接应用于对各类光学元件表面损伤增长的抑制操作中。本发明具有重要的实际工程意义，可有效节省经济成本。
附图说明
图1是本发明抑制光学元件表面损伤点损伤增长装置的结构示意图
图2是本发明刻蚀围栏制作器的结构示意图
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清晰明白，以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明抑制光学元件表面损伤点损伤增长装置的结构示意图，由图1可见，本发明抑制光学元件表面损伤点损伤增长装置，包括：三维移动控制台1、角度调整台2、元件夹具3、元件清洗槽4、超声清洗槽5、暗场成像CCD相机组件6、刻蚀围栏制作器7、第一平移控制台8、第二平移控制台9、监控CCD10、挡光板11、显示控制处理系统12和带刻度的塑料毛细管：
所述的角度调整台2固定在所述的三维移动控制台1上，所述的元件夹具3固定在所述的角度调整台2上，所述的元件夹具3供光学元件13的夹持和固定，在所述的元件夹具3的上方设置所述的第二平移控制台9，在该第二平移控制台9上分别设置所述的暗场成像CCD相机组件6和第一平移控制台8，在所述的第一平移控制台8上设置所述的刻蚀围栏制作器7，在所述的第一平移控制台8的一侧向所述的刻蚀围栏制作器7设置所述的监控CCD10，在所述的元件夹具3的下方设置所述的元件清洗槽4和超声清洗槽5，在所述的元件夹具3和所述的元件清洗槽4和超声清洗槽5之间还有可移动的挡光板11，所述的暗场成像CCD相机组件6的输出端、刻蚀围栏制作器7的输出端和监控CCD10的输出端与所述的显示控制处理系统12的输入端相连，所述的显示控制处理系统12的输出端分别与所述的三维移动控制台1的控制端、角度调整台2的控制端、刻蚀围栏制作器7的控制端、第一平移控制台8的控制端、第二平移控制台9的控制端相连。
在本发明实施例1中，所述的三维移动控制台的每一维都为100cm的大行程平移台，其重复定位精度优于2微米；
所述的角度调整台2的控制端与元件夹具3的控制端和显示控制处理系统的输出端连接，用于根据所述的显示控制处理系统的驱动指令运动，以实现对所述的元件夹具的角度进行调整；
在本发明实施例1中，所述的角度调整台2可在顺时针和反时针方向180度的范围可调，调节精度优于0.1度；
所述的元件夹具3固定安装在所述的角度调整台2上，用于实现对待处理光学元件的夹持和固定；
实施例1中，所述的元件夹具3是一种可调夹持尺寸的组件，可实现对厚度尺寸4-20mm，长宽尺寸40-400mm之间的光学元件进行夹持和固定。夹持固定后不会对元件产生额外应力以及对面形产生影响；
实施例1中，所述的元件清洗槽4和超声清洗槽5的厚度尺寸为200mm,长宽尺寸为600mm，可实现对所述的元件夹具夹持的各种尺寸的光学元件的清洗工作；
所述的暗场成像CCD相机组件6包括CCD相机、相机镜头和LED环形光源，所述的LED环形光源用于提供暗场成像时的照明光源，所述的暗场成像CCD相机组件6的分辨率为1微米。暗场成像时，必须关闭除LED环形光源之外的所有环境光源。
所述的相机镜头用于将光学元件表面成像到CCD相机的感光面。
所述的显示控制处理系统12为计算机。
所述的刻蚀围栏制作器7如图2所示，由活塞14、唧筒15和置于所述的唧筒内的硅脂16构成。
所述的挡光板11为表面粗糙的全黑色挡板。
利用上述装置进行光学损伤元件损伤增长的抑制方法，该方法包括以下步骤：
1)将待处理的光学元件13安装到所述的元件夹具3上；
2)所述的显示控制处理系统12驱动所述的三维移动控制台1并调整所述的角度调整台2的角度，将所述的光学元件13移动至所述的元件清洗槽4中，采用去离子水对光学元件13前后表面进行漂洗和喷淋，清洗后采用无水乙醇进行脱水处理；
3)所述的显示控制处理系统12驱动所述的第二平移控制台9，将所述的暗场成像CCD相机组件6移动至第二平移控制台9的工作原点位置；驱动所述的三维移动控制台1并调整角度调整台2的角度，将所述的光学元件13移动至暗场成像CCD相机组件6前，调整所述的元件夹具3使所述的元件夹具3的工作原点与所述的第二平移控制台9的工作原点同轴，微调所述的三维移动控制台1，使所述的光学元件13的上表面处于所述的暗场成像CCD相机组件6焦平面，将所述的挡光板11放置在元件夹具3与元件清洗槽4和超声清洗槽5之间；
4)所述的显示控制处理系统12驱动所述的暗场成像CCD相机组件6对所述的光学元件13进行拍摄并传输给所述的显示控制处理系统12，所述的显示控制处理系统12对拍摄图像进行拼接处理，确定光学元件13待处理的损伤点并对损伤点进行数量统计与尺寸分析；
5)所述的显示控制处理系统12驱动所述的三维移动控制台1，将待处理的光学元件13的一个待处理的损伤点移至所述的第二平移控制台9的工作原点对应并同轴；
6)所述的显示控制处理系统12驱动所述的第一平移控制台8，将所述的刻蚀围栏制作器7移动至第二平移控制台9的工作原点位置，移动所述的第二平移控制台9将所述的刻蚀围栏制作器7并通过所述的监控CCD10对准待处理的损伤点，当所述的刻蚀围栏制作器7对准该损伤点后，通过所述的刻蚀围栏制作器7对所述的损伤点注入高真空硅酯，形成刻蚀围栏，即驱动如图2所示的活塞14向下移动，会驱动高真空润滑硅酯16与光学元件表面13接触形成刻蚀围栏，当从所述的监控CCD10中观察到形成的围栏高度达到要求时，所述的监控CCD10向所述的计算机12发出信息，所述的计算机向所述的第二平移控制台8发出指令，将所述的刻蚀围栏制作器7移开；
7)重复步骤5和步骤6，对光学元件13所有待处理的损伤点制作刻蚀围栏；
8)按照损伤点的尺寸从大到小的顺序，所述的显示控制处理系统12驱动所述的三维移动控制台1依次将带有刻蚀围栏的损伤点移动至监控CCD10的视场范围，采用带刻度的塑料毛细管对有刻蚀围栏的损伤点依次注入氢氟酸溶液，所述的监控CCD10判断刻蚀溶液的注入量，对损伤点进行刻蚀；
9)刻蚀完成后，撤离所述的挡光板11，所述的显示控制处理系统12驱动所述的三维移动控制台1并调整角度调整台2的角度，将刻蚀处理后的光学元件13移动至所述的元件清洗槽4中，采用去离子水对光学元件13前后表面进行漂洗并喷淋，同时采用光学元件擦拭布协助清洗元件表面的硅酯，清洗后采用无水乙醇进行脱水处理；
10)所述的显示控制处理系统12驱动三维移动控制台1并调整角度调整台2的角度，将刻蚀处理后的光学元件13移动至所述的超声清洗槽5中，在无水乙醇溶液中，采用多频超声清洗所述的光学元件13，充分清除元件表面的刻蚀沉淀物和残留硅酯，光学损伤元件损伤增长的抑制结束。.
所述的光学元件13表面上损伤点的横向尺寸为30-200微米。
所述的氢氟酸刻蚀溶液的氢氟酸质量比为40wt％，刻蚀时间为5～20分钟。
所述的超声波的频率为120kHz-270kHz。
所述的硅酯为高真空润滑硅脂。
所述的刻蚀围栏的横向尺寸为100-400微米，高度为3-5毫米。
所述的元件的处理过程需要在千级洁净环境进行，需配置有通风换气设备。
所述的第一平移控制台8、刻蚀围栏制作器7、第二平移控制台9和显示控制处理系统12连接，用于根据所述的显示控制处理系统的驱动指令运动，以实现对所述的刻蚀围栏制作器7相对于所述的光学元件表面距离的控制与调整；
所述的第一平移控制台8与第二平移控制台9、暗场成像CCD相机组件6和显示控制处理系统12连接，用于根据所述的显示控制处理系统的驱动指令运动，以实现对所述的一维平移控制台8和暗场成像CCD相机组件的位置进行控制和调整；
所述的监控CCD10与显示控制处理系统12连接，用于对所述的刻蚀围栏制作器7与光学元件13表面上的位置进行监控，判断所述的刻蚀围栏制作器7是否与损伤点对准。同时监控制作成型的围栏质量和高度，以及监控刻蚀溶液的注入量。
所述的挡光板11放置于所述的元件夹具3、元件清洗槽4和超声清洗槽5之间，用于暗场成像时提供漫反射。
实验表明，本发明先在光学元件上制作刻蚀围栏，然后采用塑料毛细管投递高浓度HF对损伤点进行刻蚀，能够实现对40-400毫米之间的方形平面光学元件表面损伤点的刻蚀处理，可刻蚀横向尺寸在30-200微米的损伤点。处理后的损伤点周围不会存在裂纹和引入额外的应力，对光束的调制影响小，避免刻蚀后对元件表面造成的污染，处理后的损伤点可以回复到基底损伤阈值水平。因此本发明具有重要的实际工程意义，有效的节约经济成本。

Claims (10)

1.一种光学损伤元件损伤增长的抑制装置，其特征在于，该装置包括：三维移动控制台(1)、角度调整台(2)、元件夹具(3)、元件清洗槽(4)、超声清洗槽(5)、暗场成像CCD相机组件(6)、刻蚀围栏制作器(7)、第一平移控制台(8)、第二平移控制台(9)、监控CCD(10)、挡光板(11)、显示控制处理系统(12)和带刻度的塑料毛细管：
所述的角度调整台(2)固定在所述的三维移动控制台(1)上，所述的元件夹具(3)固定在所述的角度调整台(2)上，所述的元件夹具(3)供光学元件(13)的夹持和固定，在所述的元件夹具(3)的上方设置所述的第二平移控制台(9)，在该第二平移控制台(9)上分别设置所述的暗场成像CCD相机组件(6)和第一平移控制台(8)，在所述的第一平移控制台(8)上设置所述的刻蚀围栏制作器(7)，在所述的第一平移控制台(8)的一侧向所述的刻蚀围栏制作器(7)设置所述的监控CCD(10)，在所述的元件夹具(3)的下方设置所述的元件清洗槽(4)和超声清洗槽(5)，在所述的元件夹具(3)和所述的元件清洗槽(4)和超声清洗槽(5)之间还有可移动的挡光板(11)，所述的暗场成像CCD相机组件(6)的输出端、刻蚀围栏制作器(7)的输出端和监控CCD(10)的输出端与所述的显示控制处理系统(12)的输入端相连，所述的显示控制处理系统(12)的输出端分别与所述的三维移动控制台(1)的控制端、角度调整台(2)的控制端、刻蚀围栏制作器(7)的控制端、第一平移控制台(8)的控制端、第二平移控制台(9)的控制端相连。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的暗场成像CCD相机组件(6)包括CCD相机、相机镜头和LED环形光源，所述的LED环形光源用于提供暗场成像时的照明光源，所述的相机镜头用于将光学元件表面成像到CCD相机的感光面。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的显示控制处理系统(12)为计算机。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的刻蚀围栏制作器(7)由活塞(14)、唧筒(15)和置于所述的唧筒(15)内的硅脂(16)构成。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的挡光板(11)为表面粗糙的全黑色挡板。
6.利用权利要求1所述的装置抑制光学损伤元件损伤增长的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)将待处理的光学元件(13)安装到所述的元件夹具(3)上；
2)所述的显示控制处理系统(12)驱动所述的三维移动控制台(1)并调整所述的角度调整台(2)的角度，将所述的光学元件(13)移动至所述的元件清洗槽(4)中，采用去离子水对光学元件(13)前后表面进行漂洗和喷淋，清洗后采用无水乙醇进行脱水处理；
3)所述的显示控制处理系统(12)驱动所述的第二平移控制台(9)，将所述的暗场成像CCD相机组件(6)移动至第二平移控制台(9)的工作原点位置；驱动所述的三维移动控制台(1)并调整角度调整台(2)的角度，将所述的光学元件(13)移动至暗场成像CCD相机组件(6)前，调整所述的元件夹具(3)使所述的元件夹具(3)的工作原点与所述的第二平移控制台(9)的工作原点同轴，微调所述的三维移动控制台(1)，使所述的光学元件(13)的上表面处于所述的暗场成像CCD相机组件(6)焦平面，将所述的挡光板(11)放置在元件夹具(3)与元件清洗槽(4)和超声清洗槽(5)之间；
4)所述的显示控制处理系统(12)驱动所述的暗场成像CCD相机组件(6)对所述的光学元件(13)进行拍摄并传输给所述的显示控制处理系统(12)，所述的显示控制处理系统(12)对拍摄图像进行拼接处理，确定光学元件(13)待处理的损伤点并对损伤点进行数量统计与尺寸分析；
5)所述的显示控制处理系统(12)驱动所述的三维移动控制台(1)，将待处理的光学元件(13)的一个待处理的损伤点移至所述的第二平移控制台(9)的工作原点位置对应并同轴；
6)所述的显示控制处理系统(12)驱动所述的第一平移控制台(8)，将所述的刻蚀围栏制作器(7)移动至第二平移控制台(9)的工作原点位置，移动所述的第二平移控制台(9)将所述的刻蚀围栏制作器(7)并通过所述的监控CCD(10)对准待处理的损伤点，当所述的刻蚀围栏制作器(7)对准该损伤点后，通过所述的刻蚀围栏制作器(7)对所述的损伤点注入高真空硅脂，形成刻蚀围栏；
7)重复步骤5和步骤6，对光学元件(13)所有待处理的损伤点制作刻蚀围栏；
8)按照损伤点的尺寸从大到小的顺序，所述的显示控制处理系统(12)驱动所述的三维移动控制台(1)依次将带有刻蚀围栏的损伤点移动至监控CCD(10)的视场范围，采用带刻度的塑料毛细管对有刻蚀围栏的损伤点依次注入氢氟酸溶液，所述的监控CCD(10)判断刻蚀溶液的注入量，对损伤点进行刻蚀；
9)刻蚀完成后，撤离所述的挡光板(11)，所述的显示控制处理系统(12)驱动所述的三维移动控制台(1)并调整角度调整台(2)的角度，将刻蚀处理后的光学元件(13)移动至所述的元件清洗槽(4)中，采用去离子水对光学元件(13)前后表面进行漂洗并喷淋，同时采用光学元件擦拭布协助清洗元件表面的硅脂，清洗 后采用无水乙醇进行脱水处理；
10)所述的显示控制处理系统(12)驱动三维移动控制台(1)并调整角度调整台(2)的角度，将刻蚀处理后的光学元件(13)移动至所述的超声清洗槽(5)中，在无水乙醇溶液中，采用多频超声清洗所述的光学元件(13)，光学损伤元件损伤增长的抑制结束。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的光学元件(13)表面上损伤点的横向尺寸为30-200微米。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的氢氟酸刻蚀溶液的氢氟酸质量比为40wt％，刻蚀时间为5～20分钟。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的超声波的频率为120kHz-270kHz。
10.根据权利要求6至9任一项所述的方法，其特征在于，所述的硅脂为高真空润滑硅脂。
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US8313662B2 (en) * 2009-10-01 2012-11-20 Lawrence Livermore National Security, Llc Methods for globally treating silica optics to reduce optical damage
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