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文檔簡介
1、藍(lán)寶石具有高耐磨性、高硬度、高脆性和化學(xué)性能穩(wěn)定等特點,是重要的光學(xué)元件和半導(dǎo)體襯底材料,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、國防和科研等領(lǐng)域。激光誘導(dǎo)背面濕式刻蝕藍(lán)寶石的過程復(fù)雜,涉及激光與樣件、工作液體等多層介質(zhì)層材料相互作用的問題,目前對激光誘導(dǎo)背面濕式刻蝕的加工機(jī)理不甚明確。在不同的激光加工工藝參數(shù)下,加工過程中存在聲音變化,因此采用聲發(fā)射技術(shù)來監(jiān)測激光誘導(dǎo)背面濕式刻蝕藍(lán)寶石基片的全過程,為解釋激光誘導(dǎo)背面濕式刻蝕機(jī)理和提高刻蝕質(zhì)量提供參考依據(jù)。<
2、br> 本文根據(jù)激光誘導(dǎo)背面濕式刻蝕藍(lán)寶石的特點,選擇合適的軟硬件,搭建了聲發(fā)射實驗監(jiān)測系統(tǒng)。對藍(lán)寶石在不同的工作液體下進(jìn)行了激光誘導(dǎo)背面濕式刻蝕聲發(fā)射實驗研究。首先總結(jié)了進(jìn)行激光誘導(dǎo)背面濕式刻蝕過程的聲發(fā)射檢測實驗研究意義,總結(jié)了濕法刻蝕技術(shù)和聲發(fā)射技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀;并對聲發(fā)射技術(shù)在脆性材料加工和激光加工領(lǐng)域的研究狀況進(jìn)行了歸納;概述了聲發(fā)射技術(shù)的基礎(chǔ)理論,總結(jié)了常用的聲發(fā)射信號處理方法。在此基礎(chǔ)上,形成了激光誘導(dǎo)背面濕式刻蝕藍(lán)
3、寶石過程中聲發(fā)射實驗研究思路。主要研究方法和結(jié)論如下:
?。?)首先通過研究聲發(fā)射技術(shù)的相關(guān)理論,總結(jié)了常用的聲發(fā)射信號參數(shù)分析方法,確定了利用聲發(fā)射特征參數(shù)幅度、撞擊計數(shù)、能量計數(shù)聯(lián)合分析激光誘導(dǎo)背面濕式刻蝕藍(lán)寶石的全過程。
?。?)對激光誘導(dǎo)背面濕式刻蝕藍(lán)寶石基片過程中的聲發(fā)射信號的參數(shù)特征進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)激光誘導(dǎo)背面濕式刻蝕藍(lán)寶石時,聲發(fā)射事件少,幅度較大,能量計數(shù)比較大,撞擊計數(shù)較小。當(dāng)形成部分刻穿時,聲發(fā)射事件逐
4、漸增多,幅度減小,能量計數(shù)基本降為零,撞擊計數(shù)開始大幅增加。因此可以利用聲發(fā)射信號特征來判斷藍(lán)寶石是否被切穿。
(3)為了進(jìn)一步了解不同刻蝕狀態(tài)的頻譜特征,對常用的頻譜分析方法如短時傅里葉變換、功率譜等相關(guān)原理進(jìn)行分析,確定選用功率譜作為本課題的聲發(fā)射信號的頻譜分析方法。通過對一個完整的激光誘導(dǎo)背面濕式刻蝕藍(lán)寶石過程中聲發(fā)射信號的功率譜分析,發(fā)現(xiàn)不同的刻蝕狀態(tài)下聲發(fā)射信號的頻譜特征不一樣。激光設(shè)備空轉(zhuǎn)時的聲發(fā)射信號分布在100
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