光学基片是光学器件中的重要元件，提高光学器件性能的一项关键技术就是进一步改善光学基片的表面特性。表面清洗是光学基片制造中必不可少的工序之一，随着表面污染微粒的容限提高到微米甚至亚微米级，传统的清洗技术难以满足要求，已经成为制约基片性能提高的主要技术难题之一。激光清洗技术作为一种新型的精密清洗技术在微细颗粒清洗方面很有成效，它具有去除力强、非接触式清洗、操作灵活和无二次污染等特点。因此将激光清洗技术应用于清洗光学基片超光滑表面具有重要的意义。 本文针对典型的光学玻璃基片，分析了激光清洗的机理，讨论了激光清洗超光滑光学基片表面的方式，进行了激光清洗的工艺试验，并且开发了超光滑表面清洁度自动分析软件。主要内容与研究成果包括： 1．利用扫描电镜和电子探针分析了光学基片上吸附污染微粒的性质和分布，发现用传统的清洗方法清洗后表面仍然吸附着大量微米级和亚微米级的抛光微粒，它们与基体间紧密吸附。对微粒与固体表面物理特性的研究表明范德华力是微粒吸附于基体的最主要作用力。根据理论计算，对吸附在光学基片表面上微米和亚微米级的抛光微粒，其范德华力与自身质量之比F_v／m高达10~6～10~9，传统的清洗方法难以克服它。 2．从激光与材料相互作用的理论出发，建立了激光干式和湿式清洗的激光加热模型，并利用数字方法模拟了清洗中温度场的动态分布。在此基础上首先建产了干式清洗时去除力大小的计算模型，结合对吸附力的研究，得到了激光干式清洗超光滑光学基片表面吸附杂质微粒的清洗阈值，并且讨论了干式清洗的局限性。然后引入气泡成长动力学和流体冲击力学理论，解释了激光湿式清洗中微粒被去除的机理，建立了激光湿式清洗光学基片的动力学模型。试验的结果与模型分析的结论都表明激光湿式清洗能够有效去除表面吸附的微米甚至亚微米级的污染微粒。 3．在超光滑光学基片表面激光干式清洗和湿式清洗模型的指导下，针对典型的光学基片及其上的典型杂质微粒进行了相应的激光湿式和干式清洗工艺试验，利用电子仪器和清洁度分析软件逐个分析了试验的结果，得到了激光清洗不同对象的优化参数。超光滑光学基片表面激光清洗的机理和试验研究西北工业大学硕士学位论文 4.对试验中基片清洗前后SEM照片进行统计分析，提取了基片表面上杂质微粒的图像特征，结合计一算机图象处理技术，开发了表面清洁度自动评价软件，实现了对超光滑基片表面上吸附的污染微粒进行自动识别和特征分析，包括微粒的尺寸分布、单位面积的微粒数、最大的微粒尺寸等重要参数。