RU2646066C2 - Способ очистки рабочих поверхностей призм при изготовлении оптико-механического модулятора добротности лазера на эффекте нарушения полного внутреннего отражения - Google Patents
Способ очистки рабочих поверхностей призм при изготовлении оптико-механического модулятора добротности лазера на эффекте нарушения полного внутреннего отражения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2646066C2 RU2646066C2 RU2016116444A RU2016116444A RU2646066C2 RU 2646066 C2 RU2646066 C2 RU 2646066C2 RU 2016116444 A RU2016116444 A RU 2016116444A RU 2016116444 A RU2016116444 A RU 2016116444A RU 2646066 C2 RU2646066 C2 RU 2646066C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- prisms
- optical
- cleaning
- laser
- prism
- Prior art date
Links
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 4
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 241000555745 Sciuridae Species 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 235000013861 fat-free Nutrition 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 235000020071 rectified spirit Nutrition 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
- B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
- B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations
-
- 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
- B08B7/02—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by distortion, beating, or vibration of the surface to be cleaned
- B08B7/026—Using sound waves
- B08B7/028—Using ultrasounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B11/00—Cleaning flexible or delicate articles by methods or apparatus specially adapted thereto
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
- B08B3/08—Cleaning involving contact with liquid the liquid having chemical or dissolving effect
-
- 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
- B08B7/04—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by a combination of operations
Landscapes
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Cleaning In General (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
Использование: в лазерной технике, где необходима прецизионная очистка оптических поверхностей. Способ очистки рабочих поверхностей призм при изготовлении оптико-механического модулятора добротности лазера на эффекте нарушения полного внутреннего отражения включает погружение призм в водный раствор поверхностно-активных веществ (ПАВ), возбуждение в нем ультразвуковых колебаний и постановку призм на оптический контакт. Между возбуждением ультразвуковых колебаний в водном растворе ПАВ с погруженными в него призмами и постановкой призм на оптический контакт дополнительно устанавливают на нерабочую поверхность призм пьезоактуаторы. Затем проводят высокоскоростную деформацию призм, подавая на пьезоактуаторы импульсы напряжения в количестве 50000 - 250000 импульсов амплитудой 200 B и частотой 10 Гц. После этого пьезоактуаторы с нерабочей поверхности призм удаляют, а призмы промывают. Технический результат: улучшение качества очистки рабочих поверхностей призм оптико-механического модулятора НПВО, а также уменьшение себестоимости изделия за счет уменьшения брака. 1 ил, 1 табл.
Description
Изобретение относится к лазерной технике, где необходима прецизионная очистка оптических поверхностей.
Одной из причин отказа работы оптико-механического модулятора добротности лазера на эффекте нарушения полного внутреннего отражения (оптико-механический модулятор НПВО) является плохое качество очистки поверхностей призм.
Известен способ очистки оптических поверхностей, представленный в литературе: «Чистка оптических деталей», Молчанова О.С. - Москва, 1972, стр. 33.
Очистка поверхностей оптических деталей происходит в следующей последовательности:
- протирка оптических деталей обезжиренной салфеткой, смоченной органическим растворителем, например, этиловым спиртом-ректификатом;
- протирка оптических деталей ватным тампоном, смоченным органическим растворителем (например, смесью 85-90 объемных частей петролейного эфира и 5-10 частей этилового спирта-ректификата);
- удаление с поверхностей оптических деталей твердых нерастворимых частиц с помощью, например, беличьей кисти.
Однако ручная очистка поверхностей оптических деталей, а именно очистка призм при изготовлении оптико-механического модулятора НПВО, недостаточна и приводит к большому количеству брака.
Поэтому актуальна проблема создания новых технологических процессов для очистки поверхностей призм.
Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является способ ультразвуковой (УЗ) очистки поверхностей призм в водных растворах поверхностно-активных веществ (ПАВ) - ультразвуковая ванна, описанный в литературе: Журнал «Фотоника», №4/2007, стр. 35-40.
Воздействие УЗ-полей на жидкие среды вызывает в них процессы кавитации, а также макро- и микропотоки в объеме жидкости, прилегающей к излучаемой поверхности ванны. Захлопывание кавитационных газовых полостей сопровождается образованием ударных микроволн, давление в которых может достигать (1-5)108 Па. Такие микроудары разрушают не только оксидные пленки и загрязнения на обрабатываемой поверхности изделий, но и морфологию поверхности. Обусловленные кавитацией динамические и тепловые эффекты, возникновение микро- и макропотоков определяют интенсификацию процесса удаления загрязнений при сложном профиле оптической поверхности под действием УЗ-поля. Использование рабочих частот в диапазоне 80-120 кГц обеспечивает неразрушающую очистку оптических поверхностей и удаление частиц грязи размером до 1 мкм.
При полировке поверхностей призм субмикронные частицы абразива забиваются в микротрещины стекла, это приводит к тому, что при работе оптико-механического модулятора НПВО появляются дефекты на рабочих поверхностях призм в области зазора (риски, выколки, прогары).
УЗ ванна с водным раствором ПАВ эффективно удаляет загрязнения с поверхности, но недостаточно эффективно справляется с «глубокими» загрязнениями, такими как заполированные в стекло частицы абразивного материала.
В процессе работы оптико-механического модулятора НПВО в составе лазерного излучателя рабочие поверхности призм подвергаются ударному столкновению, вследствие чего твердые частицы попадают из трещин в область зазора на рабочей поверхности призмы и разрушают его. В зазоре оптико-механического модулятора НПВО появляются микроскопические дефекты, которые приводят к его лавинообразному разрушению и появлению прогаров, что в свою очередь становится причиной резкого уменьшения энергии импульсов выходного излучения и, в конечном итоге, пропадания излучения.
Чтобы улучшить работу лазерного излучателя, необходима тщательная очистка рабочих поверхностей призм оптико-механического модулятора НПВО.
Задачей предлагаемого изобретения является улучшение качества очистки рабочих поверхностей призм оптико-механического модулятора НПВО, а также уменьшение себестоимости изделия за счет уменьшения брака.
Для решения поставленной задачи предлагается использовать способ очистки рабочих поверхностей призм при изготовлении оптико-механического модулятора НПВО, который, как и наиболее близкий к нему, выбранный в качестве прототипа, включает погружение призм в водный раствор ПАВ, возбуждение в нем УЗ-колебаний и постановку призм на оптический контакт.
В отличие от прототипа между возбуждением УЗ-колебаний в водном растворе ПАВ с погруженными в него призмами и постановкой призм на оптический контакт дополнительно устанавливают на нерабочую поверхность призм пьезоактуаторы и проводят высокоскоростную деформацию призм, подавая на пьезоактуаторы импульсы напряжения в количестве не менее 50000 импульсов амплитудой 200 В и частотой 10 Гц. После чего пьезоактуаторы с нерабочей поверхности призм удаляют, а призмы промывают.
Сущность изобретения заключается в том, что высокоскоростная деформация призм воздействует не с внешней, а с внутренней стороны рабочей поверхности призмы, деформируя рабочую поверхность, тем самым расширяя микротрещины и выталкивая из них частицы абразивного материала.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом.
Блок призм оптико-механического модулятора НПВО состоит из призмы 1 и призмы 2, которые имеют рабочие поверхности 3, 4 и нерабочие поверхности 5, 6. На рабочей поверхности 3 призмы 1 имеется зона травления 7 глубиной не более 200 нм. При постановке на оптический контакт призм 1 и 2 зона травления 7 образует зазор. К нерабочим поверхностям 5, 6 призм 1 и 2, крепятся пьезоактуаторы 8 и 9.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
Призмы 1 и 2 опускают в УЗ ванну с водным раствором ПАВ, включают ультразвуковой генератор. Возникает ультразвуковая моющая среда с вихревыми макро- и микротечениями, которые способствуют удалению загрязнений с рабочих 3, 4 и нерабочих 5, 6 поверхностей призм 1 и 2.
После УЗ-очистки на нерабочие поверхности 5, 6 призм 1 и 2 наклеивают пьезоактуаторы 8 и 9, затем проводят высокоскоростную деформацию, подавая на пьезоактуаторы 8 и 9 не менее 50000 импульсов частотой 10 Гц. Это воздействие приводит к деформации рабочей поверхности 4 призмы 2 и рабочей поверхности 3 с зоной травления 7 призмы 1, расширяя микротрещины и выталкивая из них частицы абразивного материала. Затем пьезоактуаторы 8 и 9 отклеивают от нерабочих поверхностей 5, 6 призм 1 и 2. Призмы 1 и 2 промывают и очищают все поверхности ацетоном. После этого призмы 1 и 2 ставят на оптический контакт.
Для экспериментального доказательства эффективности вышеописанного способа были взяты две партии блоков призм:
1) Блоки призм (9 шт.), не побывавшие в работе (чистая зона травления);
2) Блоки призм (10 шт.) с наработкой и с небольшими дефектами зоны травления.
После применения вышеописанного способа очистки блоки призм из первой партии были подвергнуты ресурсной наработке в количестве 250000 импульсов и ресурсной наработке под излучением в количестве 100000 импульсов. По окончании ресурсных наработок характерных дефектов в области зазора не обнаружено.
После применения вышеописанного способа очистки блоки призм из второй партии также были подвергнуты ресурсной наработке в количестве 250000 импульсов и ресурсной наработке под излучением в количестве 100000 импульсов. По окончании ресурсных наработок увеличения количества и/или размера небольших дефектов в области зазора не обнаружено.
Таким образом, более тщательная очистка позволяет минимизировать риск появления дефектов на рабочих поверхностях призм в области зазора в оптико-механических модуляторах НПВО, а также дает возможность остановить дальнейшее разрушение поверхности зазора ранее поврежденных модуляторов, что, в конечном счете, приводит к уменьшению брака и уменьшению себестоимости изделий.
Claims (1)
- Способ очистки рабочих поверхностей призм при изготовлении оптико-механического модулятора добротности лазера на эффекте нарушения полного внутреннего отражения, включающий погружение призм в водный раствор поверхностно-активных веществ (ПАВ), возбуждение в нем ультразвуковых колебаний и постановку призм на оптический контакт, отличающийся тем, что между возбуждением ультразвуковых колебаний в водном растворе ПАВ с погруженными в него призмами и постановкой призм на оптический контакт дополнительно устанавливают на нерабочую поверхность призм пьезоактуаторы и проводят высокоскоростную деформацию призм, подавая на пьезоактуаторы импульсы напряжения в количестве 50000 – 250000 импульсов амплитудой 200 В и частотой 10 Гц, после чего пьезоактуаторы с нерабочей поверхности призм удаляют, а призмы промывают.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016116444A RU2646066C2 (ru) | 2016-04-26 | 2016-04-26 | Способ очистки рабочих поверхностей призм при изготовлении оптико-механического модулятора добротности лазера на эффекте нарушения полного внутреннего отражения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016116444A RU2646066C2 (ru) | 2016-04-26 | 2016-04-26 | Способ очистки рабочих поверхностей призм при изготовлении оптико-механического модулятора добротности лазера на эффекте нарушения полного внутреннего отражения |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016116444A RU2016116444A (ru) | 2017-10-31 |
| RU2646066C2 true RU2646066C2 (ru) | 2018-03-01 |
Family
ID=60264112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016116444A RU2646066C2 (ru) | 2016-04-26 | 2016-04-26 | Способ очистки рабочих поверхностей призм при изготовлении оптико-механического модулятора добротности лазера на эффекте нарушения полного внутреннего отражения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2646066C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2690244C1 (ru) * | 2018-07-25 | 2019-05-31 | Акционерное общество "ЛОМО" | Способ соединения оптических деталей методом оптического контакта |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU16835U1 (ru) * | 2000-07-28 | 2001-02-20 | ОАО "ОКТБ Кристалл" | Устройство пьезоэлектрическое для ультразвуковой очистки авиационных фильтроэлементов, фильтропакетов и фильтров |
| JP2002177908A (ja) * | 2000-12-15 | 2002-06-25 | Olympus Optical Co Ltd | 光学部品の洗浄方法 |
| JP2006326389A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Olympus Corp | 洗浄装置および洗浄方法 |
| US20090165830A1 (en) * | 2006-02-17 | 2009-07-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angweandten Forschung e.V. | Ultrasound Actuator for Cleaning Objects |
-
2016
- 2016-04-26 RU RU2016116444A patent/RU2646066C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU16835U1 (ru) * | 2000-07-28 | 2001-02-20 | ОАО "ОКТБ Кристалл" | Устройство пьезоэлектрическое для ультразвуковой очистки авиационных фильтроэлементов, фильтропакетов и фильтров |
| JP2002177908A (ja) * | 2000-12-15 | 2002-06-25 | Olympus Optical Co Ltd | 光学部品の洗浄方法 |
| JP2006326389A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Olympus Corp | 洗浄装置および洗浄方法 |
| US20090165830A1 (en) * | 2006-02-17 | 2009-07-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angweandten Forschung e.V. | Ultrasound Actuator for Cleaning Objects |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ТОМАЛЬ В. и др. Ультразвуковая очистка микрорельефных поверхностей оптоэлектронных изделий, Фотоника, 2007, N4, с.35-40. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2690244C1 (ru) * | 2018-07-25 | 2019-05-31 | Акционерное общество "ЛОМО" | Способ соединения оптических деталей методом оптического контакта |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016116444A (ru) | 2017-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109693039A (zh) | 一种硅片表面激光抛光的方法 | |
| US10967407B2 (en) | Conditioning chamber component | |
| JP2017098452A (ja) | 洗浄方法 | |
| US20060254681A1 (en) | Bare metal laser shock peening | |
| RU2646066C2 (ru) | Способ очистки рабочих поверхностей призм при изготовлении оптико-механического модулятора добротности лазера на эффекте нарушения полного внутреннего отражения | |
| US7104268B2 (en) | Megasonic cleaning system with buffered cavitation method | |
| WO2020015380A1 (zh) | 激光清洗物体表面污染层的方法 | |
| Kadam et al. | Ultrasound scouring of wool and its effects on fibre quality | |
| CN105057882B (zh) | 一种去除汽车车身油漆的激光方法 | |
| CN107721196A (zh) | 熔石英元件表面化学结构缺陷的去除方法 | |
| CN107737766A (zh) | 一种光学玻璃超声波清洗工艺 | |
| US20160067749A1 (en) | Ultrasonic cleaning apparatus and method for cleaning | |
| CN101154558A (zh) | 刻蚀设备组件的清洗方法 | |
| CN204076853U (zh) | 一种粉末材料成形3d打印生产线 | |
| CN111112217A (zh) | 一种用于球面反射镜上盘工具板粘接蜡清洗的方法 | |
| JP3189288B2 (ja) | 洗浄方法 | |
| CN106925565A (zh) | 一种lbo晶体的刻蚀清洗方法 | |
| Stowers et al. | Cleaning optical surfaces | |
| EP2031096A2 (de) | Verfahren zur Reinigung von Oberflächen sowie Verwendung des Verfahrens | |
| Pudas et al. | Machining of Aluminium with MHz High-Intensity Focused Ultrasound | |
| JP2005158132A (ja) | 磁気ヘッドの洗浄方法、及びそれを用いた磁気ヘッド | |
| CN114214701B (zh) | 清洗方法及阳极氧化染色处理方法 | |
| JP3668384B2 (ja) | 動圧軸受の洗浄方法 | |
| Zhao et al. | Generating mechanism and eliminating method of striated haze in advanced mitigation process | |
| CN211620894U (zh) | 超声波清洗的染色机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20171227 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200427 |