中科院光電所在磁流變拋光液研究領(lǐng)域取得進(jìn)展

超精密磁流變拋光(Magnetorheological Finishing，MRF)技術(shù)自1998年被美國(guó)QED公司成功研制之后，其無(wú)應(yīng)力、無(wú)亞表面損傷、柔性剪切去除等特性受到國(guó)內(nèi)外眾多科研單位的青睞，與離子束加工技術(shù)(Ion beam figuring，IBF)共同被認(rèn)為是近30年來(lái)光學(xué)加工領(lǐng)域最為創(chuàng)新的兩大技術(shù)。而柔性剪切磁流變拋光液、高效去除算法的校正與補(bǔ)償是磁流變工藝技術(shù)的主要核心，美國(guó)QED公司在該領(lǐng)域?qū)ν鈱?shí)行技術(shù)封鎖。

光學(xué)加工是一項(xiàng)極其復(fù)雜的工藝過(guò)程，隨著現(xiàn)代精密光學(xué)系統(tǒng)對(duì)光學(xué)元件面形精度、光潔度、粗糙度等要求的不斷提升，傳統(tǒng)光學(xué)加工技術(shù)已不能完全適應(yīng)當(dāng)前光學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。近期，中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所超精密光學(xué)技術(shù)及裝備總體部鐘顯云帶領(lǐng)的精密光學(xué)加工課題組在國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)課題的支持下，先后突破了雙相基載磁流變拋光液的研制技術(shù)以及基于Bayesian迭代的拋光斑校正與補(bǔ)償算法，并在現(xiàn)有的MRF設(shè)備上成功解決研究所多塊高難度光學(xué)元件的精密制造。

由于光學(xué)材料性能存在差異，磁流變對(duì)不同材料的去除機(jī)理及效率也不盡相同。課題組對(duì)磁流變拋光液進(jìn)行了多年的理化分析及實(shí)驗(yàn)測(cè)試，對(duì)拋光液的成分及比例做不同程度的調(diào)整，共完成了三種雙相基載磁流變拋光液的研制，分別適用于Fused Silica、Zerodur等常規(guī)光學(xué)玻璃材料、Si、CaF2、ZnSe等軟性材料、Rb-SiC，S-SiC等硬性材料。開(kāi)發(fā)的基于Bayesian迭代的拋光斑校正與補(bǔ)償算法，有效地對(duì)光學(xué)元件低頻誤差(f>8mm-1)確定性去除，并有效抑制了中頻誤差，低頻收斂精度由75%提升為93%，中頻誤差由4nm-6nm抑制在1nm以?xún)?nèi)。