+7 (3822) 701397

Оптико-механический отдел

Для изготовления высокоэффективных электрооптических модуляторов, основанных на высокоомных кристаллах титанил-фосфата калия (КТР), оптико-механический отдел обеспечивает следующие операции:

  • ориентирование монокристаллов по заданным кристаллографическим направлениям;
  • разрезка монокристаллов на заготовки;
  • шлифовка и оптическая полировка кристаллических элементов

Процесс  механической обработки  включает  в  себя  несколько этапов,  первым  из  которых  идет  исследование кристалла на  наличие пороков  структуры,  возможные  точки  выхода  их  на  поверхность,  и ориентирование  будущего  изделия  в  общем    объеме  кристалла.

Были подробно исследованы технологии ориентирование монокристаллов по заданным кристаллографическим направлениям, разрезка монокристаллов на заготовки, шлифовка и оптическая полировка кристаллических элементов.

Важным моментом является резка кристалла на заготовки, пластинки,  во  время  которого  очень  важно  точно  выдержать запланированные размеры и избежать возможного возникновения пороков операции,  таких  как  появление  трещин  и  сколов.  Трещины  могут возникнуть  от  неправильной  подачи  усилия  нажима  на  кристалл относительно плоскости распиловочного диска.

Кристаллы разрезают на блоки и заготовки на специальных станках алмазным режущим инструментом (пилами). Эти станки, сходные по своему устройству с фрезерными, имеют суппорты для крепления кристаллов, позволяющие точно устанавливать их грани по отношению к плоскости распила. Станки имеют ручную или автоматическую подачу. Существуют более производительные модели станков с многими режущими пилами. Высокая точность при распиловке заготовок и сокращение отходов кристалла вследствие уменьшения толщины пропилов достигаются на станках, имеющих инструмент с внутренней режущей кромкой. Резка кристаллов производится при интенсивном жидкостном охлаждении.

Вырезанные заготовки должны иметь определенную, притом весьма точную ориентацию граней по отношению к кристаллографическим осям кристалла. Эта точность составляет от 1 до 5 угловых минут. Контроль угловой ориентации заготовок (углов среза) осуществляют на специальных установках (рентгеного-ниометрах), позволяющих измерять эти углы с точностью до долей минуты.

      В процессе полировки используют чистую водопроводную воду. Вода помогает процессу шлифовки и полировки. Слегка смоченной поверхности вполне достаточно для проведения процесса полировки. Нужно тщательно промывать область шлифовки между различными операциями (смена зернистости шлифовального порошка, смена воды (ванночки), салфеток, переход к полировке и т.д.).

После этого следует само нанесение граней на порошке размером 40-28 или 28-20 микрон. Но следует отметить одну особенность: качество поверхности грани после шлифовки будет непосредственно влиять на качество и скорость полировки.

Микрометры выпускаются ручные и настольные, в том числе со стрелочным и цифровым отсчётным устройством.

      

      Грани после шлифовки не должны содержать рисок, отличающихся по глубине от общего уровня шероховатости грани. полировка производиться только на мелком порошке.

Полировка производится на оптических станках. Основным приспособлением для полировки служит полировальник - металлический диск плоской или сферической формы. На поверхности диска укреплен слой подложки, участвующий в процессе полировки вместе с полирующим порошком.

Качество полированных элементов проверяется с помощью микроскопа. Исследование полировки кристаллических элементов указывает на то, что для получения хорошей плоскостности у тонких кристаллических элементов необходима двусторонняя шлифовка и полировка, так как односторонняя обработка дает разность напряжений из-за различия в обработке поверхности двух сторон кристаллического элемента.

После того как отобраны образцы кристаллов, соответствующие требованиям по непараллельности торцов, необходимо провести оценку на наличие дефектов.

  1. К однородным, в первую очередь, относятся элементы без внутренних неоднородностей в объеме кристалла и без внешних повреждений (царапины, сколы и т.д.).

     2.  К не отвечающим требованиям элементам относятся:

  • имеющие глубокие царапины, сколы;
  • периодическая структура по всему объему кристалла или отдельные полосы в кристалле, которые видны без поляроидов и несвязанные с интерференцией при попадании на края кристалла.

К оценки однородности закрытия оптического пучка света в оптическом элементе при скрещенных поляроидах соответствуют ЭО элементы, которые показывают однородную темную картину на экране при прохождении света через оптический элемент, помещенный между скрещенными поляроидами (широкой темной полосой закрывают большую часть светового поля).

К не отвечающим требованиям элементам: если свет при прохождении через оптический элемент, помещенный между скрещенными поляроидами, на экране перекрывается тонкой полосой или отдельными областями (имеется раздел пирамид), что связано с ростовыми дефектами, которые невозможно исключить.