שיטת עיבוד פני השטח של מוטות לייזר ספיר קריסטל מסוממים בטיטניום

גבישי אבן חן טיטניום Ti:Al2O3 (ריכוז סימום 0.35% משקל Ti2O3), שחסרי הגביש שלהם הם על פי דיאגרמת זרימת התהליך של שיטת עיבוד פני השטח של מוט הלייזר קריסטל אבן חן טיטניום של ההמצאה הנוכחית מוצגים באיור 1. שלבי ההכנה הספציפיים של שיטת עיבוד פני השטח של מוט הלייזר קריסטל אבן חן טיטניום של ההמצאה הנוכחית הם כדלקמן:

<1> חיתוך כיוון: תחילה מכוונים את גביש אבן החן מטיטניום, ולאחר מכן חותכים אותו לריק בצורת עמודה ארבע-גונית על ידי השארת קצבת עיבוד של כ-0.4 עד 0.6 מ"מ בהתאם לגודל מוט הלייזר המושלם.

<2>שחיקה גסה ועדינה של עמודות: ריק העמודים נטחן לחתך ארבע-גוני או גלילי עם חומרי שוחקים של 120~180# סיליקון קרביד או בורון קרביד במכונת שחיקה גסה, עם שגיאת התחדדות וחוסר עגול של ±0.01 מ"מ.

<3> עיבוד פנים קצה: סרגל לייזר אבן חן טיטניום שני קצה עיבוד ברציפות עם קצה קצה של W40, W20, W10 בורון קרביד על דיסק הפלדה. בתהליך השחזה, יש לשים לב למדידת האנכיות של פני הקצה.

<4> ליטוש כימי-מכני: ליטוש כימי-מכני הוא תהליך של ליטוש גבישים על כרית הליטוש עם טיפות של תמיסת תחריט כימית שהוכנה מראש. ליטוש חתיכת עבודה ורפידת ליטוש לתנועה וחיכוך יחסי, כאשר במחקר תרחיץ מכיל חומר תחריט כימי (הנקרא נוזל ליטוש) להשלמת הליטוש בעזרת.

<5> תחריט חומצה: מוטות אבני החן מטיטניום לאחר הליטוש כמתואר לעיל מוכנסים לתערובת של H2SO4:H3PO4 = 3:1 (v/v), בטמפרטורה של 100-400°C, ונחרטים בחומצה למשך 5 -30 דקות. המטרה היא להסיר את תהליך הליטוש על פני סרגל הלייזר שנוצר על ידי הנזק המכני התת-קרקעי, ולהסיר מגוון של כתמים, כדי לקבל את הרמה האטומית של שלמות סריג חלקה ושטוחה של המשטח הנקי .

<6> טיפול בחום פני השטח: על מנת לחסל עוד יותר את הלחצים והשריטות של פני השטח שנוצרו עקב התהליך הקודם ולהשיג משטח שטוח ברמה האטומית, מוט אבן החן הטיטניום לאחר תחריט חומצה נשטף במים מפושטים למשך 5 דקות, ומוט אבן החן הטיטניום הונח בסביבה של 1360±20 מעלות צלזיוס בטמפרטורה קבועה של 1 עד 3 שעות באווירת מימן, ונתון לטיפול בחום על פני השטח.