שיטת עיבוד פני השטח של מוטות לייזר ספיר קריסטל מסוממים בטיטניום

גבישי אבן חן טיטניום Ti:Al2O3 (ריכוז סימום 0.35% wt Ti2O3), שחסרי הגבישים 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> 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>שחזה גס ועדין של עמודות: עמוד החסר נטחן לחתך טטראגונל או גלילי עם חומרי שוחקים של 120~180# סיליקון קרביד או בורון קרביד על מכונת שחיקה גסה, עם שגיאה מתחדדת ושגיאת חוסר 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 התת-קרקעי המכני, 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 כתוצאה מהתהליך הקודם ולהשיג משטח שטוח ברמה האטומית, מוט אבן החן טיטניום לאחר תחריט חומצה נשטף עם מים מפושטים במשך 5 דקות, ומוט אבן החן טיטניום של ±130°C הונח בסביבה קבועה של ±130°C. 3 שעות באווירת מימן, ונתון לטיפול בחום על פני השטח.