終端光學(xué)組件表面污染物粘附機(jī)理及清洗技術(shù)研究.pdf

1、終端光學(xué)組件位于神光-Ⅲ裝置的末端，是慣性約束核聚變激光裝置的核心單元之一，但是在裝置使用過程中，發(fā)現(xiàn)組件表面污染嚴(yán)重。污染物的一個(gè)重要來源是切削液中的成分在工件加工過程中殘留在工件表面上。污染物的存在一方面會(huì)嚴(yán)重影響組件內(nèi)的通光質(zhì)量和通光強(qiáng)度，制約著激光打靶的連續(xù)性、穩(wěn)定性和安全性；另一方面污染物吸收熱量，導(dǎo)致工件局部溫度過高而對(duì)其造成損傷。因此很有必要研究高功率激光裝置中污染物在光學(xué)組件表面的粘附、去除機(jī)理及相應(yīng)的清洗技術(shù)。

2、　　首先，本文對(duì)分子動(dòng)力學(xué)的基本理論進(jìn)行了介紹，為后續(xù)仿真中勢(shì)函數(shù)、積分步長(zhǎng)、系綜和溫度控制方法等問題奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)目前終端光學(xué)組件的清洗工藝進(jìn)行了總結(jié)。
　　其次，對(duì)清洗工藝中工藝參數(shù)和外部條件對(duì)表面潔凈度影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并分析空氣潔凈度、烘干溫度和材料對(duì)工件表面水滴接觸角大小或表面形成水膜能力的影響，同時(shí)，對(duì)清洗前后的工件進(jìn)行XPS(X射線光電子能譜分析)檢測(cè)。
　　再次，采用分子動(dòng)力學(xué)（MD）的方法模擬了水在鋁

3、表面的吸附機(jī)理，得到了穩(wěn)定狀態(tài)下完美鋁表面水分子的分布規(guī)律，并通過觀測(cè)溝槽的寬度和深度對(duì)水滴接觸角的影響以分析溝槽狀表面納米結(jié)構(gòu)對(duì)其疏水性能的影響。
　　最后，采用MD方法模擬了十二烷油分子在羥基化三氧化二鋁表面的吸附，通過十二烷油分子的吸附，構(gòu)造了一個(gè)被污染的表面，然后在此基礎(chǔ)上，模擬了油分子在十烷基三甲基溴化銨（CTAB）陽離子表面活性劑的作用下，從基底表面脫離的過程，詳細(xì)分析了油分子的脫離機(jī)理，并獲得了表面活性劑在清洗劑中的