שיטת עיבוד פני השטח של מוטות לייזר גבישי ספיר מסוממים בטיטניום

גבישי טיטניום Ti:Al2O3 (ריכוז סימום 0.35% משקלי Ti2O3), אשר גבישי הריקים שלהם הם בהתאם לתרשים זרימת התהליך של שיטת עיבוד פני השטח של מוט הלייזר של גביש טיטניום אבני חן של ההמצאה הנוכחית, מוצגים באיור 1. שלבי ההכנה הספציפיים של שיטת עיבוד פני השטח של מוט הלייזר של גביש טיטניום אבני חן של ההמצאה הנוכחית הם כדלקמן:

<1> חיתוך כיוון: גביש אבן הטיטניום מכוון תחילה, ולאחר מכן נחתך לצורת עמודה ארבע-גונית, תוך השארת מרווח עיבוד של כ-0.4 עד 0.6 מ"מ, בהתאם לגודל מוט הלייזר המוגמר.

<2> שחיקה גסה ועדינה של עמודות: ריק העמוד נטחן לחתך טטרגונלי או גלילי עם חומרי שיוף סיליקון קרביד או בורון קרביד בגודל 120~180# במכונת השחזה גסה, עם שגיאת התחדדות וחוסר עיגול של ±0.01 מ"מ.

<3> עיבוד פני קצה: עיבוד שני פני קצה של מוט לייזר אבני חן טיטניום ברצף עם ליטוש פני קצה של בורון קרביד W40, W20 ו-W10 על דיסק הפלדה. בתהליך הליטוש, יש לשים לב למדידת האנכיות של פני הקצה.

<4> ליטוש כימי-מכני: ליטוש כימי-מכני הוא תהליך של ליטוש גבישים על משטח ליטוש בעזרת טיפות של תמיסת איכול כימית מוכנה מראש. ליטוש חומר העבודה ומשטח הליטוש מתבצע על מנת להבטיח תנועה וחיכוך יחסיים, ובתוך כך, מחקר המכיל תמיסת איכול כימית (הנקראת נוזל ליטוש) מבצע השלמת הליטוש.

<5> איכול חומצי: לאחר ליטוש מוטות אבני החן של הטיטניום כמתואר לעיל, מוכנסים לתערובת של H2SO4:H3PO4 = 3:1 (v/v), בטמפרטורה של 100-400°C, ואיכול חומצי למשך 5-30 דקות. המטרה היא להסיר את תהליך הליטוש שנוצר על פני השטח של מוט הלייזר כתוצאה מנזק מכני מתחת לפני השטח, ולהסיר מגוון כתמים, על מנת להשיג את הרמה האטומית של חלקות, שטוחות ושלמות הסריג של המשטח הנקי.

<6> טיפול בחום פני השטח: על מנת למנוע עוד יותר את המאמצים והשריטות על פני השטח שנוצרו עקב התהליך הקודם ולקבל משטח שטוח ברמה האטומית, מוט אבן הטיטניום נשטף לאחר איכול חומצי במים מזוקקים למשך 5 דקות, ומוט אבן הטיטניום הונח בסביבה של 1360±20°C בטמפרטורה קבועה של שעה עד 3 שעות באטמוספרת מימן, ועבר טיפול בחום פני השטח.