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光學石英玻璃是光學精密器件的常用材料

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光學石英玻璃是光學精密器件的常用材料

發布日期:2022-05-20 作者:翊成網絡g 點擊:

石英玻璃的制作工藝十分獨特,與一般玻璃制品有天壤之別,出產石英玻璃有許多難點:熔化溫度高、粘度大、氣泡很難掃除。石英玻璃的質料為水晶單一成分,不能加任何熔劑。另外要獲得優異功能的石英玻璃有必要是高純度,雜質總量小于萬分之一,熔化石英玻璃有必要在真空或氫氣維護下進行。


石英玻璃


石英玻璃在半導體工業設備上,使用溫度經常在1000至1300攝氏度之高溫狀態,在這種狀態下由于附著不純物導致失透現象發生,失透部分為石英晶質化,晶質化的變態點為275攝氏度,當石英玻璃自高溫降至変態溫度時,表面失透晶質化部分與石英玻璃本身高溫與低溫的相間膨脹系數不同在急速冷卻下產生不透明的剝離狀,更嚴重時會造成破裂現象產生。為使石英制品能使用更久,就必須注意防止造成石英失透產生的原因,而造成失透的污染源就屬堿金屬、堿土金屬、汗水、口水、油污、塵埃等等。且0.1mg/cm2就會造成數十倍或數百倍的失透量。因此,防止這些污染源附著在石英表面上除了不直接用空手去拿石英外,使用在高溫作業之前必先做清洗工作以確保石英表面潔凈度。

光學石英玻璃在紫外、可見、近紅外光譜區域(185~3 500nm)有優異的透過性能,并具有耐高溫、抗熱沖擊、熱膨脹系數極小、化學性能穩定、耐射線輻照等獨特優點,是惡劣環境中光學精密器件常用的光學材料,被廣泛用于空間技術、探測系統、光譜儀器、光導通訊等領域。

光學石英玻璃是光學精密器件的常用材料,制備光學石英玻璃器件一般要經過切割、研磨、拋光等加工。加工技術直接決定光學器件的表、界面質量,而表面質量(如:表面缺陷、粗糙度、損傷層厚度)又是決定光學器件性能的關鍵因素。

借助光學顯微鏡和AFM,研究光學石英玻璃加工后表面微觀形貌與損傷層厚度,探索表面缺陷與亞表層損傷形成機理。結果表明,切片表面損傷嚴重,損傷大深度近50μm;粗磨表面次之,損傷大深度近30μm;精磨后表面粗糙度與損傷層厚度皆大大降低;粗拋樣表面存在少量劃痕與破點;精拋樣在顯微鏡下觀察不到表面缺陷,損傷層厚度小于1μm。古典拋光表面粗糙度小、光潔度優于CMP表面,但CMP表面產生劃痕或破點的幾率遠小于古典拋光。


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