[发明专利]光学低通滤波器基片加工工艺

说明书

技术领域本发明涉及光学晶体材料加工工艺；直接涉及光学晶体基片加工工艺。

背景技术光学低通滤波器，英文名称为optic low pass filter，简称OLPF，由两块或多块光学石英晶体基片与玻璃构成。在光学仪器中使用时，OLPF位于光电耦合器件(英文名称为charge coupled device，简称CCD)的前面。被摄图像信息的光束经过OLPF后产生双折射，分为寻常光光束和异常光光束，根据CCD像素尺寸的大小和总感光面积计算出抽样截止频率，同时也可计算出寻常光光束和异常光光束分开的距离。改变入射光束将会形成差额的目标频率，达到减弱或消除低频干抗条纹的目的。

由于光学低通滤波器采用晶体的双折射和透射效应，不仅对晶体基片的包裹体、折射率、条纹即脉理指标有严格要求，对基片的加工工艺也有严格的要求，以防止加工时机械应力和热应力的产生，从而保障光学低通滤波器的质量。

晶体基片的传统加工工艺一般是在磨床上用金刚石砂轮直接加工，加工过程中由于机械作用造成的刀痕、损伤、破损会在基片中产生亚损伤层，并产生机械应力和热应力，当基片作为光学低通滤波器基片使用时会产生折射率的差异，从而影响低通滤波器的质量。当机械应力和热应力超过晶体滑移临界应力时，还会导致基片破碎。

发明内容本发明的目的就是要提供一种改进的光学低通滤波器基片加工工艺，它能有效地解决传统加工工艺容易产生机械应力和热应力的问题，从而也有效地解决了传统加工工艺加工的基片作为光学低通滤波器基片使用时会产生折射率差异的问题。

本发明的目的通过下列途径实现。

光学低通滤波器基片加工工艺，包括以下工艺步骤：

a.定向

采用多向调整夹持器进行X光定向，对晶体光轴面进行定向，定向精度控制在25°20′±10′；

b.磨基准面

将定好向的夹持器放置到平面立磨机上进行基准面研磨，立磨机转速采用1000-1300转/每分钟，进刀量采用0.05-0.35mm/每分钟，厚度控制在基片最终尺寸+20μm；

c.切条

将磨好基准面的晶体块粘在玻璃板上，并在单刀切割机按照基片尺寸进行切条；

d.切片

采用线切割机进行切片，采用Φ0.1-Φ0.35mm钢丝线，磨料采用1200#粒度的绿色碳化硅，进刀速率采用0.05-0.15mm/每分钟，磨削液温度采用15-25℃，磨料输送量采用4-10升/每分钟，损伤层深度控制在0-10μm；

e.粘砣

将切割好的晶片排列整齐后，用粘接剂粘接成晶片砣；

f.磨砣

将晶片砣放入游行轮，在双面研磨机中磨砣，达到基片需求尺寸；

g.化砣

将晶片砣的粘接剂融化；

h.粗研磨

将化砣后晶片放入研磨机游行轮内进行粗研磨，磨料采用1200#绿碳化硅，粗磨加工量达到每分钟0.01-0.05mm；

i.倒角

按照基片要求将粗研磨后晶片的相应角和边进行倒角倒边加工；

j.细研磨

将倒角倒边后晶片用高纯水清洗10-20分钟后放入研磨机进行细研磨，磨料采用3000#绿碳化硅，细磨加工量达到每分钟0.005-0.008mm；

k.抛光

将细研磨后晶片在高纯水中清洗10-20分钟后放入抛光机进行抛光，磨料采用8000#氧化铈抛光粉，抛光加工量达到每分钟0.1-0.3μm；

1.清洗

将抛光后晶片在超声清洗机内加高纯水清洗60-90分钟并烘干后，装入无尘盒内；

m.检验

对加工好的晶片进行检验，合格的作为基片标记入库。

本发明的加工工艺是对晶体基片的微创加工工艺，通过调整线切割张力、进给速度、控制冷却剂流量和温度等一系列措施，达到对于翘曲度、弯曲度、总厚度误差、中心厚度误差等质量参数的控制，极大地降低了因刀痕、损伤、破损在基片中产生亚损伤层的几率，极大地降低了机械应力和热应力，晶体基片合格率可达98％，远远高于传统加工工艺中80％的合格率。采用本发明的加工工艺，极大地减少了基片作为光学低通滤波器基片使用时产生的折射率差异，从而也极大地提高了低通滤波器的质量。

附图说明