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铌酸锂晶体(LiNbO3简称LN)因其优良的压电、电光以及非线性光学等性能,在诸多方面被广泛研究和应用。比如,因其优良的压电效应,铌酸锂晶体被广泛应用在声表面波滤波器方面;因其优良的电光性能,铌酸锂晶体可用于电光调Q开关;除了压电和电光性能之外,铌酸锂晶体还是优良的非线性光学晶体材料,在光参量振荡(OPO)、准相位匹配光参量振荡(QPM-OPO)等方面得到了广泛的应用。铌酸锂晶体在作为压电、电光以及非线性晶体使用时,对晶体的切割方向以及晶片的表面质量都有特定的要求。如电光调Q开关、光参量振荡以及周期极化铌酸锂晶体的应用都需要晶体进行双面抛光,对晶体的表面粗糙度、光洁度以及平面度也提出了更严格的要求。由于铌酸锂晶体的各向异性,为了满足相位匹配,当用作光参量振荡时,需要考虑特殊切型的晶体,这就对晶体的定向切割也提出更高的要求。 本论文的工作主要围绕铌酸锂晶体光学加工工艺中的关键问题展开。首先,概括介绍了铌酸锂晶体的定向,尤其是铌酸锂晶体非衍射面的定向;然后,详细总结了目前铌酸锂晶体的切割方法,通过优化工艺条件,得到了表面质量较好的大尺寸的铌酸锂晶体切割片;最后,详细总结了目前铌酸锂晶片的抛光工艺和方式以及化学机械抛光的机理,通过优化双面化学机械抛光的工艺参数,制备出了高质量、高精度的铌酸锂双面抛光晶片。 论文分为以下几个章节: 第一章,简要介绍本论文的选题背景、铌酸锂晶体光学加工工艺以及铌酸锂晶体光学加工工艺的研究现状。 第二章,介绍了铌酸锂晶体的定向方法,尤其是铌酸锂晶体非衍射面的定向方法;定性分析了铌酸锂晶体切割过程中切削液和金刚石内圆刀片两大主要因素对晶片质量的影响。通过优化工艺条件,得到了表面质量较好的大尺寸的铌酸锂晶体切割片。 第三章,理论分析了双面化学机械抛光工艺参数对铌酸锂晶体表面质量的影响机理;采用本实验室C62/C6150-2B/YJ型精密平磨机/抛光机对铌酸锂晶片进行了双面化学机械抛光,通过测量不同抛光条件下晶片的表面粗糙度,观察其表面形貌,详细分析了抛光压力、抛光盘转速以及抛光时间对铌酸锂晶片表面质量的影响规律;从而优化了铌酸锂晶体双面化学机械抛光工艺参数,确定了最佳的抛光工艺组合,在此抛光工艺条件下可以得到高质量的铌酸锂晶体双面抛光片:其光洁度和平面度较高,且表面粗糙度达到0.85nm。 第四章,总结本论文的工作,并对下一步工作进行了展望。