[发明专利]一种用于光学晶体超精密加工亚表面损伤的评价方法

说明书

本发明涉及一种用于光学晶体超精密加工亚表面损伤的评价方法，是为了解决现有的晶体表面损伤检测过程往往具有破坏性，检测和评价结果也不能全面准确地反映实际加工过程中光学晶体材料的亚表面损伤层的结构特征，因而不能全面准确地表征光学晶体超精密加工过程中材料的变形行为与表面/亚表面损伤的形成过程的缺点而提出的，包括：将样品置于工作台上；调整X射线源位置；获取X射线衍射谱信息：启动X射线探测器沿圆周移动，获取被测样品不同区域以及不同位向表面和亚表面损伤层的X射线衍射谱信息。根据所述衍射谱信息，对被测样品的亚表面损伤情况进行评价。本发明适用于信息通讯、航空航天领域的晶体亚表面损伤检测和评价。

技术领域

本发明涉及一种晶体表面损伤的评价方法，具体涉及一种用于光学晶体超精密加工亚表面损伤的评价方法。

背景技术

光学晶体具有倍频效应、光电效应、压电效应、易于实现相位匹配、透光波段较宽或光学均匀性优良等特点，在信息通讯、航空航天和武器装备等尖端科学技术领域发挥着十分重要的作用。超精密加工过程导致的亚表面损伤会严重地影响光学晶体器件的使用性能和使用寿命。对光学晶体超精密加工中形成的亚表面损伤进行无损检测与评价是目前光学器件超精密加工领域的难点与热点。现有技术主要是基于某一特定的亚表面损伤形式(如微裂纹等)进行检测和评价，检测过程往往具有破坏性，其检测和评价结果也不能全面准确地反映实际加工过程中光学晶体材料的亚表面损伤层的结构特征，因而不能全面准确地表征光学晶体超精密加工过程中材料的变形行为与表面/亚表面损伤的形成过程。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的晶体表面损伤检测过程往往具有破坏性，检测和评价结果也不能全面准确地反映实际加工过程中光学晶体材料的亚表面损伤层的结构特征，因而不能全面准确地表征光学晶体超精密加工过程中材料的变形行为与表面/亚表面损伤的形成过程的缺点，而提出一种用于光学晶体超精密加工亚表面损伤的评价方法，包括：

步骤一、将被检测光学晶体作为样品置于可移动工作台上，被检测表面朝上。

步骤二、调整X射线源的初始位置，使其产生的平行X射线的初始位置与被检测样品的上表面平行，同时使X射线探测器5复位到初始位置，也即X射线衍射仪2θ角为0°时的位置。

步骤三、调整X射线源位置，使其产生的平行X射线与被检测光学晶体样品上表面之间形成夹角ω并保持夹角ω不变。

步骤四、获取X射线衍射谱信息：启动X射线探测器沿圆周移动，探测X射线与光学晶体表面和亚表面结构发生衍射时的角度位置2θ和衍射X射线的强度，记录并存储，得到当前角度下X射线与检测样品表面和亚表面损伤层晶体结构发生衍射的衍射谱信息。

步骤五：移动载物台或绕被测样品上表面法线n转动载物台获取被测样品不同区域以及不同位向表面和亚表面损伤层的X射线衍射谱信息。

步骤六、重复步骤三、步骤四、步骤五，得到不同夹角ω、不同区域以及不同位向条件下X射线与检测样品表面和亚表面晶体损伤层结构发生衍射的衍射谱信息。

步骤七、根据所述衍射谱信息，对被测样品的亚表面损伤情况进行评价。

本发明的有益效果为：1、采用X射线衍射方式对样品的亚表面损伤进行检测，对被测样品没有损伤，且检测分辨率高，结果准确，相比于现有技术，检测过程没有破坏性，检测成本降低约50％，检测周期缩短约20％；2、以样品的晶面结构变化为特征，综合分析不检测条件下X射线衍射谱信息，可以直接得到被测样品不同区域、不同位向以及不同亚表面损伤层深度的晶体结构特征，实现亚表面损伤层结构特征的全面评价。

附图说明

图1是本发明具体实施方式一中对样品亚表面损伤进行检测的原理示意图。

图2是样品亚表面损伤层晶面间距或位向发生变化时入射角ω与X射线衍射坐标2θ的对应关系；图中的hlk表示某一晶面的晶面指数。