CN108580441A - 一种激光清洗透镜的方法 - Google Patents

一种激光清洗透镜的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108580441A
CN108580441A CN201810175276.1A CN201810175276A CN108580441A CN 108580441 A CN108580441 A CN 108580441A CN 201810175276 A CN201810175276 A CN 201810175276A CN 108580441 A CN108580441 A CN 108580441A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
viscose
absorbed layer
laser beam
cleaned
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201810175276.1A
Other languages
English (en)
Inventor
戴峰泽
汪张煜
周建忠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu University
Original Assignee
Jiangsu University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University filed Critical Jiangsu University
Priority to CN201810175276.1A priority Critical patent/CN108580441A/zh
Publication of CN108580441A publication Critical patent/CN108580441A/zh
Priority to CN201910044747.XA priority patent/CN109671616B/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/0035—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like
    • B08B7/0042—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like by laser

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)

Abstract

本发明涉及表面处理领域，具体涉及一种激光清洗透镜的方法。黏胶涂覆在透镜的表面后，颗粒污物被黏胶包围，经过干燥后颗粒污物将被固化在黏胶内；吸收层在黏胶没有干燥之前被涂覆，因此吸收层与黏胶粘结在一起；脉冲激光束作用在对脉冲激光束吸收率很高的吸收层上，产生冲击波，在激光的瞬时热力作用下，吸收层、黏胶和固化在黏胶内的颗粒污物开裂成粒度为100～300微粒的碎片并从透镜的表面飞离，使颗粒污物从透镜的待处理表面分离；透镜经过高压气体吹洗之后，放入丙酮溶液进行超声清洗可以清除粘着在透镜表面的黏胶残渣，最终获得具有清洁表面的透镜。本发明可应用于精密光学透镜的清洗。

Description

一种激光清洗透镜的方法
技术领域
本发明涉及表面处理领域，具体涉及一种激光清洗透镜的方法。
背景技术
高功率透镜镜片在镀膜前通常需要进行清洗，以去除加工过程中附着在镜片表面的颗粒污物，从而提高镜片的损伤阈值。微纳米级的颗粒污物在镜片表面的粘着机制与较大尺寸的颗粒污物的粘着机制完全不同，在自身的重量下，会产生塑性变形，从而使黏着力大幅度上升，导致常规的化学清洗和超声清洗无法去除。纳米尺寸的污物对镜片的质量影响不大，而微米尺寸以上的污物将会严重影响镀膜质量，因此清洗掉微米尺寸的污物是镜片制造工艺中的一个难题。激光清洗是一种新型的清洗手段，可以有效去除多种类型的表面污物，然而，由于附着在镜片表面的颗粒污染物通常都是透镜镜片材料，对激光的吸收率很低，因此需要采用大功率激光全覆盖的方式进行清洗，清洗效率低，生产成本高，且有时候无法清除污物。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光清洗透镜的方法，以提高激光清洗镜片的效率和清洗效果。
为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：
一种激光清洗透镜的方法，其特征在于，由以下步骤组成：
步骤一：在透镜的待清洗表面上均匀涂覆一层黏胶；
步骤二：在黏胶上表面涂覆一层吸收层；
步骤三：对吸收层和黏胶进行烘干硬化；
步骤四：脉冲激光束辐照在吸收层表面，对整个透镜的待清洗表面进行激光清洗；
步骤五：透镜经过高压气体吹洗之后，放入丙酮溶液进行超声清洗。
黏胶涂覆在透镜的待清洗表面后，颗粒污物被黏胶包围，经过干燥后颗粒污物将被固化在黏胶内；吸收层在黏胶没有干燥之前被涂覆，因此吸收层与黏胶粘结在一起；脉冲激光束作用在对脉冲激光束吸收率超过50％的吸收层上，产生冲击波，在激光的瞬时热力作用下，吸收层、黏胶和固化在黏胶内的颗粒污物开裂成粒度为100～300μm的碎片并从透镜的表面飞离，使颗粒污物从透镜的待清洗表面分离；透镜经过高压气体吹洗之后，放入丙酮溶液进行超声清洗能够清除粘着在透镜表面的残渣。
所述的脉冲激光束作用于吸收层的上表面，吸收层和黏胶依次涂覆在透镜的待清洗表面上。
所述的脉冲激光束的脉宽范围为10～300ns，激光束到达吸收层表面时的直径为50～60μm，功率密度范围为106～107GW/cm2。
所述的吸收层为黑色氨基漆，易开裂，对脉冲激光束的吸收率超过50％；厚度为5-20μm。
所述的黏胶的成分为丙烯酸环氧树脂，干燥后在外力作用下易开裂，且易溶于丙酮等有机溶剂；厚度为50-80μm。
所述的污物颗粒的尺寸为0.5～50μm，材质与透镜的材质相同或是其他类型的污物，采用常规透镜清洗工艺无法去除。
丙酮溶液的体积百分浓度为50％。
本发明的工作原理为：黏胶涂覆在透镜的表面后，颗粒污物被黏胶包围，经过干燥后颗粒污物将被固化在黏胶内；吸收层在黏胶没有干燥之前被涂覆，因此吸收层与黏胶粘结在一起；脉冲激光束作用在对脉冲激光束吸收率很高的吸收层上，产生冲击波，在激光的瞬时热力作用下，吸收层、黏胶和固化在黏胶内的颗粒污物开裂成粒度为100～300μm的碎片并从透镜的表面飞离，使颗粒污物从透镜的待处理表面分离；透镜经过高压气体吹洗，可以吹走附着在透镜表面的污物碎片；将透镜放入丙酮溶液进行超声清洗可以清除粘着在透镜表面的黏胶残渣，最终获得具有清洁表面的透镜。
本发明具有的有益效果：采用脆性的丙烯酸环氧树脂作为黏胶材料，可以很好地包覆颗粒污物，且硬化后易开裂，在激光束热力和冲击波作用下会形成100～300μm的颗粒污物从透镜表面剥离，最终使颗粒污物剥离，清洗效果好；在激光束的热力作用下，形成的剥离物尺寸大于激光束辐照到吸收层表面时的直径，因此相邻激光光斑之间无需搭接，光斑之间的距离是光斑直径的2～5倍，可以大幅度提高清洗效率。
附图说明
图1是激光清洗透镜装置示意图；
图中：1脉冲激光束 2吸收层 3黏胶 4颗粒污物 5透镜。
具体实施方式
为更好的阐述本发明的实施细节，下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。
本发明的一种激光清洗透镜工艺如图1所示，包括工作台脉冲激光束1、吸收层2、黏胶3、颗粒污物4和透镜5。吸收层2和黏胶3依次覆盖在透镜5的待清洗表面上。
实施实例一：
本实例中，脉冲激光器单脉冲能量为1mJ，频率为100KHZ，所发出的脉冲激光束1脉宽为10ns，功率密度为106GW/cm2，脉冲激光束1经聚焦后到达吸收层2的上表面时光斑直径为50μm；吸收层2为脆性黑色氨基漆，其厚度约为10μm；黏胶3的主要成分是丙烯酸环氧树脂，厚度为60μm；透镜5的材质为石英；颗粒污物4的材质为石英，粒度分布为0.5～50μm。
步骤一：在透镜5的待清洗表面均匀涂覆一层厚度约为60μm的黏胶3；
步骤二：在黏胶3上表面涂覆一层厚度约为10μm吸收层2；
步骤三：对吸收层2和黏胶3进行烘干硬化；
步骤四：脉冲激光束1辐照在吸收层2表面，聚焦后光斑之间的距离为100μm，对整个透镜5表面进行激光清洗；
步骤五：透镜5经过高压气体吹洗之后，放入50％的丙酮溶液进行超声清洗。
激光清洗效率为2.4m2/h。经检测，激光清洗前透镜5表面的颗粒污物密度为10.8颗/cm2，激光清洗后，透镜5表面的颗粒污物密度为0.6颗/cm2。
实施实例二
本实例中，脉冲激光器单脉冲能量为0.5mJ，频率为150KHZ，所发出的脉冲激光束1脉宽为100ns，功率密度为5*106GW/cm2，脉冲激光束1经聚焦后到达吸收层2的上表面时光斑直径为55μm；吸收层2为脆性黑色氨基漆，其厚度约为10μm；黏胶3的主要成分是丙烯酸环氧树脂，厚度为60μm；透镜5的材质为石英；颗粒污物4的材质为石英，粒度分布为0.5～50μm。
步骤一：在透镜5的待清洗表面均匀涂覆一层厚度约为60μm的黏胶3；
步骤二：在黏胶3上表面涂覆一层厚度约为10μm吸收层2；
步骤三：对吸收层2和黏胶3进行烘干硬化；
步骤四：脉冲激光束1辐照在吸收层2表面，聚焦后光斑之间的距离为150μm，对整个透镜5表面进行激光清洗；
步骤五：透镜5经过高压气体吹洗之后，放入50％的丙酮溶液进行超声清洗。
激光清洗效率为4.8m2/h。经检测，激光清洗前透镜5表面的颗粒污物密度为11.2颗/cm2，激光清洗后，透镜5表面的颗粒污物密度为1.1颗/cm2。
实施实例三
本实例中，脉冲激光器单脉冲能量为1.5mJ，频率为200KHZ，所发出的脉冲激光束1脉宽为300ns，功率密度为107GW/cm2，脉冲激光束1经聚焦后到达吸收层2的上表面时光斑直径为60μm；吸收层2为脆性黑色氨基漆，其厚度约为10μm；黏胶3的主要成分是丙烯酸环氧树脂，厚度为60μm；透镜5的材质为石英；颗粒污物4的材质为石英，粒度分布为0.5～50μm。
步骤一：在透镜5的待清洗表面均匀涂覆一层厚度约为60μm的黏胶3；
步骤二：在黏胶3上表面涂覆一层厚度约为10μm吸收层2；
步骤三：对吸收层2和黏胶3进行烘干硬化；
步骤四：脉冲激光束1辐照在吸收层2表面，聚焦后光斑之间的距离为200μm，对整个透镜5表面进行激光清洗；
步骤五：透镜5经过高压气体吹洗之后，放入50％丙酮溶液进行超声清洗。
激光清洗效率为7.2m2/h。经检测，激光清洗前透镜5表面的颗粒污物密度为11.8颗/cm2，激光清洗后，透镜5表面的颗粒污物密度为0.7颗/cm2。

Claims (6)

1.一种激光清洗透镜的方法，其特征在于，由以下步骤组成：
步骤一：在透镜的待清洗表面上均匀涂覆一层黏胶；
步骤二：在黏胶上表面涂覆一层吸收层；
步骤三：对吸收层和黏胶进行烘干硬化；
步骤四：脉冲激光束辐照在吸收层表面，对整个透镜的待清洗表面进行激光清洗；
步骤五：透镜经过高压气体吹洗之后，放入丙酮溶液进行超声清洗；
黏胶涂覆在透镜的待清洗表面后，颗粒污物被黏胶包围，经过干燥后颗粒污物将被固化在黏胶内；吸收层在黏胶没有干燥之前被涂覆，因此吸收层与黏胶粘结在一起；脉冲激光束作用在对脉冲激光束吸收率超过50％的吸收层上，产生冲击波，在激光的瞬时热力作用下，吸收层、黏胶和固化在黏胶内的颗粒污物开裂成粒度为100～300μm的碎片并从透镜的表面飞离，使颗粒污物从透镜的待清洗表面分离；透镜经过高压气体吹洗之后，放入丙酮溶液进行超声清洗能够清除粘着在透镜表面的残渣。
2.如权利要求1所述的一种激光清洗透镜的方法，其特征在于，所述的脉冲激光束的脉宽范围为10～300ns，激光束到达吸收层表面时的直径为50～60μm，功率密度范围为106～107GW/cm2。
3.如权利要求1所述的一种激光清洗透镜的方法，其特征在于，所述的吸收层为黑色氨基漆，易开裂，对脉冲激光束的吸收率超过50％；厚度为5-20μm。
4.如权利要求1所述的一种激光清洗透镜的方法，其特征在于，所述的黏胶的成分为丙烯酸环氧树脂，干燥后在外力作用下易开裂，且易溶于丙酮等有机溶剂；厚度为50-80μm。
5.如权利要求1所述的一种激光清洗透镜的方法，其特征在于，所述的污物颗粒的尺寸为0.5～50μm，采用常规透镜清洗工艺无法去除。
6.如权利要求1所述的一种激光清洗透镜的方法，其特征在于，丙酮溶液的体积百分浓度为50％。
CN201810175276.1A 2018-02-28 2018-03-02 一种激光清洗透镜的方法 Withdrawn CN108580441A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810175276.1A CN108580441A (zh) 2018-03-02 2018-03-02 一种激光清洗透镜的方法
CN201910044747.XA CN109671616B (zh) 2018-02-28 2019-01-17 一种激光清洗硅片或透镜表面颗粒的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810175276.1A CN108580441A (zh) 2018-03-02 2018-03-02 一种激光清洗透镜的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108580441A true CN108580441A (zh) 2018-09-28

Family

ID=63625562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810175276.1A Withdrawn CN108580441A (zh) 2018-02-28 2018-03-02 一种激光清洗透镜的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108580441A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9953912B2 (en) Work pieces and methods of laser drilling through holes in substrates using an exit sacrificial cover layer
US9758876B2 (en) Sacrificial cover layers for laser drilling substrates and methods thereof
US6777642B2 (en) Method and apparatus for cleaning surfaces
CN111230309B (zh) 一种新型的涂层清洗方法
CN103934234B (zh) 一种抛光片载片盒的清洗工艺
KR20120007381A (ko) 패턴 제조 방법
CN110586579B (zh) 一种碳纤维复合材料激光清洗与表面改性复合加工的装置及方法
TWI572489B (zh) 層積體之製造方法、基板之處理方法及層積體
CN103008311A (zh) 一种基于紫外光的干式清洗方法
CN109671616B (zh) 一种激光清洗硅片或透镜表面颗粒的方法
JP2017104908A (ja) レーザ加工後のデブリ除去システムのための犠牲層及び除去方法
TW201911612A (zh) 一種smd石英晶體諧振器加工方法及其諧振器
CN111770901A (zh) 由透明母片激光形成透明制品以及原位加工透明制品的方法
CN108406090A (zh) 一种去除金属表面隐身涂层的高能短脉冲激光加工方法
CN108405487A (zh) 一种无损激光清洗方法
Chizari et al. Automated Optical‐Tweezers Assembly of Engineered Microgranular Crystals
CN109351716B (zh) 激光清洗织物方法
CN108580441A (zh) 一种激光清洗透镜的方法
CN110548466A (zh) 一种沉积层原子级缺陷的飞秒激光修复方法
CN107096782A (zh) 一种MicroLED玻璃基板超声波清洗方法
CN206981344U (zh) 一种线扫描激光清洗头
CN108538709A (zh) 一种高效激光清洗硅片工艺
CN108325949A (zh) 一种激光清洗颗粒污物方法
CN106970068A (zh) 一种快速制备大面积表面增强拉曼散射基底的方法
CN108538708A (zh) 一种激光清洗硅片的工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20180928

WW01 Invention patent application withdrawn after publication