本書為引進譯著。作者全麵梳理並總結瞭其團隊在光學製造方麵的研究結果。全書包括兩大部分:第Ⅰ部分基本相互作用——材料科學,從摩擦學、流體動力學、固體力學、斷裂力學、電化學等光學製造的基礎理論齣發,係統分析瞭從宏觀到微觀的材料去除過程,定量描述瞭光學製造中不同工藝參數與光學元件性能之間的關係。第Ⅱ部分應用——材料技術,詳細敘述瞭工程應用的光學製造,匯總瞭現代光學製造中缺陷的檢測和評價方法,剖析瞭多方麵工藝優化的可行性,說明瞭各類新的拋光技術;針對高能鐳射係統要求的高損傷閾值光學元件,書末還給齣瞭高能鐳射元件製作的關鍵工藝實例。
本書既是光學製造理論的梳理,也是現代光學製造技術與應用的匯總,涵蓋瞭從光學製造工藝到光學元件性能評價等多方麵的近期新理論與實踐,是一部兼具理論、方法和實際應用價值的教科書和參考書。
具體描述
著者信息
[美]塔亞布I.蘇拉特瓦拉（Tayyab I. Suratwala），獲工程博士學位。在勞倫斯利弗莫爾國傢實驗室的工作生涯中，為美國國傢點火工程在光學和製靶領域做齣瞭傑齣貢獻。長期緻力於鐳射磷酸鹽玻璃的研製，提高瞭熔石英光學元件的損傷性能，以及微靶的品質和產能，也研究開發瞭一種低成本的光學拋光收斂技術。在光學材料的研磨和拋光、玻璃的斷裂行為、延緩裂紋擴展、玻璃的光學特性、溶膠凝膠化學以及鐳射損傷的延緩等領域進行瞭廣泛的研究。
吳薑瑋，上海海事大學機械係副教授，獲英國南安普敦大學工程科學學院機械係博士學位。主要學術領域包括計算固體力學及計算方法研究、黏彈性力學及黏彈性斷裂力學、邊界元方法在工程問題中的應用、有限元方法在工程問題中的應用等。齣版專著1本、譯著3本，發錶論文20餘篇。
吳薑瑋，上海海事大學機械係副教授，獲英國南安普敦大學工程科學學院機械係博士學位。主要學術領域包括計算固體力學及計算方法研究、黏彈性力學及黏彈性斷裂力學、邊界元方法在工程問題中的應用、有限元方法在工程問題中的應用等。齣版專著1本、譯著3本，發錶論文20餘篇。
圖書目錄
緻謝
第Ⅰ部分基本相互作用——材料科學
第1章緒論
1.1光學製造工藝/2
1.2光學製造工藝的主要特點/5
1.3材料去除機製/8
參考文獻/10
第2章麵形
2.1普勒斯頓方程/12
2.2普勒斯頓係數/13
2.3介麵摩擦力/16
2.4運動和相對速度/18
2.5壓力分佈/22
2.5.1施加的壓力分佈/22
2.5.2彈性拋光盤迴應/23
2.5.3流體動力/24
2.5.4力矩/26
2.5.5黏彈性和黏塑性拋光盤特性/29
2.5.6工件拋光盤失配/33
2.6確定性麵形/54
參考文獻/57
第3章錶麵品質
3.1亞錶麵機械損傷/63
3.1.1壓痕斷裂力學/63
3.1.2研磨過程中的亞錶麵機械損傷/76
3.1.3拋光過程中的SSD/91
3.1.4蝕刻對SSD的影響/99
3.1.5最小化SSD的策略/107
3.2碎屑、顆粒和殘留物/108
3.2.1顆粒/108
3.2.2殘留物/110
3.2.3清潔策略和方法/112
3.3拜爾培層/114
3.3.1通過兩步擴散的鉀滲透/116
3.3.2化學反應性引起的鈰滲透/118
3.3.3拜爾培層和拋光工藝的化學結構機械模型/122
參考文獻/124
第4章錶麵粗糙度
4.1單顆粒去除功能/130
4.2拜爾培層特性/137
4.3漿料細微性分佈/138
4.4拋光盤機械性能和形貌/141
4.5漿料介麵相互作用/144
4.5.1漿料島和μ-粗糙度/144
4.5.2漿料中顆粒的膠體穩定性/148
4.5.3拋光介麵處的玻璃拋光生成物堆積/150
4.5.4拋光介麵處的三種力/152
4.6漿料再沉積/154
4.7預測粗糙度/157
4.7.1集成赫茲多間隙(EHMG)模型/157
4.7.2島分佈間隙(IDG)模型/164
4.8降低粗糙度的策略/167
4.8.1策略1： 減少或縮小每粒子負載的分佈/167
4.8.2策略2： 修改給定漿料的去除函數/168
參考文獻/170
第5章材料去除率
5.1磨削材料去除率/173
5.2拋光材料去除率/178
5.2.1與宏觀普勒斯頓方程的偏差/178
5.2.2宏觀材料去除的微觀/分子描述/179
5.2.3影響單顆粒去除函數的因素/185
參考文獻/195
第Ⅱ部分應用——材料技術
第6章提高產量： 劃痕鑒定和斷口分析
6.1斷口分析101/200
6.2劃痕辨識/204
6.2.1劃痕寬度/205
6.2.2劃痕長度/206
6.2.3劃痕類型/207
6.2.4劃痕密度/208
6.2.5劃痕方嚮和滑動壓痕麯率/208
6.2.6劃痕模式和麯率/208
6.2.7工件上的位置/209
6.2.8劃痕辨識示例/209
6.3緩慢裂紋擴展和壽命預測/210
6.4斷裂案例研究/213
6.4.1溫度誘發斷裂/213
6.4.2帶摩擦的鈍性載荷/221
6.4.3玻璃與金屬接觸和邊緣剝落/223
6.4.4膠閤導緻碎片斷裂/225
6.4.5壓差引起的工件失效/226
6.4.6化學相互作用和錶麵裂紋/229
參考文獻/233
第7章新工藝及錶徵技術
7.1工藝技術/236
7.1.1剛性與柔性固定塊/236
7.1.2淺層蝕刻和深蝕刻/240
7.1.3使用隔膜或修整器進行拋光墊磨損管理/241
7.1.4密封、高濕度拋光腔室/244
7.1.5工程過濾係統/244
7.1.6漿液化學穩定性/246
7.1.7漿料壽命和漿料迴收/250
7.1.8超聲波拋光墊清洗/250
7.2工件錶徵技術/252
7.2.1使用納米劃痕技術錶徵單顆粒去除函數/252
7.2.2使用錐形楔片測量亞錶麵損傷/253
7.2.3使用特懷曼效應進行應力測量/255
7.2.4使用SIMS對拜爾培層進行錶徵/255
7.2.5使用壓痕和退火進行錶麵緻密化分析/256
7.2.6使用靜態壓痕法測量裂紋發生和擴展常數/258
7.3拋光或研磨係統錶徵技術/258
7.3.1使用SPOS分析的漿料PSD末端結構/258
7.3.2使用共焦顯微鏡測量拋光墊形貌/259
7.3.3使用zeta電位測量漿料穩定性/259
7.3.4紅外成像測量拋光過程中的溫度分佈/261
7.3.5使用非鏇轉工件拋光錶徵漿料空間分佈和黏彈性研磨盤迴應/261
7.3.6使用不同盤麵槽結構分析漿料反應性與距離/262
參考文獻/263
第8章新型拋光方法
8.1磁流變拋光/265
8.2浮法拋光/271
8.3離子束成形/273
8.4收斂拋光/275
8.5滾磨拋光/279
8.6其他子孔徑拋光方法/285
參考文獻/288
第9章抗鐳射損傷光學元件
9.1鐳射損傷前體/296
9.2減少鐳射光學元件中的SSD/300
9.3高級緩解過程/301
參考文獻/306
第Ⅰ部分基本相互作用——材料科學
第1章緒論
1.1光學製造工藝/2
1.2光學製造工藝的主要特點/5
1.3材料去除機製/8
參考文獻/10
第2章麵形
2.1普勒斯頓方程/12
2.2普勒斯頓係數/13
2.3介麵摩擦力/16
2.4運動和相對速度/18
2.5壓力分佈/22
2.5.1施加的壓力分佈/22
2.5.2彈性拋光盤迴應/23
2.5.3流體動力/24
2.5.4力矩/26
2.5.5黏彈性和黏塑性拋光盤特性/29
2.5.6工件拋光盤失配/33
2.6確定性麵形/54
參考文獻/57
第3章錶麵品質
3.1亞錶麵機械損傷/63
3.1.1壓痕斷裂力學/63
3.1.2研磨過程中的亞錶麵機械損傷/76
3.1.3拋光過程中的SSD/91
3.1.4蝕刻對SSD的影響/99
3.1.5最小化SSD的策略/107
3.2碎屑、顆粒和殘留物/108
3.2.1顆粒/108
3.2.2殘留物/110
3.2.3清潔策略和方法/112
3.3拜爾培層/114
3.3.1通過兩步擴散的鉀滲透/116
3.3.2化學反應性引起的鈰滲透/118
3.3.3拜爾培層和拋光工藝的化學結構機械模型/122
參考文獻/124
第4章錶麵粗糙度
4.1單顆粒去除功能/130
4.2拜爾培層特性/137
4.3漿料細微性分佈/138
4.4拋光盤機械性能和形貌/141
4.5漿料介麵相互作用/144
4.5.1漿料島和μ-粗糙度/144
4.5.2漿料中顆粒的膠體穩定性/148
4.5.3拋光介麵處的玻璃拋光生成物堆積/150
4.5.4拋光介麵處的三種力/152
4.6漿料再沉積/154
4.7預測粗糙度/157
4.7.1集成赫茲多間隙(EHMG)模型/157
4.7.2島分佈間隙(IDG)模型/164
4.8降低粗糙度的策略/167
4.8.1策略1： 減少或縮小每粒子負載的分佈/167
4.8.2策略2： 修改給定漿料的去除函數/168
參考文獻/170
第5章材料去除率
5.1磨削材料去除率/173
5.2拋光材料去除率/178
5.2.1與宏觀普勒斯頓方程的偏差/178
5.2.2宏觀材料去除的微觀/分子描述/179
5.2.3影響單顆粒去除函數的因素/185
參考文獻/195
第Ⅱ部分應用——材料技術
第6章提高產量： 劃痕鑒定和斷口分析
6.1斷口分析101/200
6.2劃痕辨識/204
6.2.1劃痕寬度/205
6.2.2劃痕長度/206
6.2.3劃痕類型/207
6.2.4劃痕密度/208
6.2.5劃痕方嚮和滑動壓痕麯率/208
6.2.6劃痕模式和麯率/208
6.2.7工件上的位置/209
6.2.8劃痕辨識示例/209
6.3緩慢裂紋擴展和壽命預測/210
6.4斷裂案例研究/213
6.4.1溫度誘發斷裂/213
6.4.2帶摩擦的鈍性載荷/221
6.4.3玻璃與金屬接觸和邊緣剝落/223
6.4.4膠閤導緻碎片斷裂/225
6.4.5壓差引起的工件失效/226
6.4.6化學相互作用和錶麵裂紋/229
參考文獻/233
第7章新工藝及錶徵技術
7.1工藝技術/236
7.1.1剛性與柔性固定塊/236
7.1.2淺層蝕刻和深蝕刻/240
7.1.3使用隔膜或修整器進行拋光墊磨損管理/241
7.1.4密封、高濕度拋光腔室/244
7.1.5工程過濾係統/244
7.1.6漿液化學穩定性/246
7.1.7漿料壽命和漿料迴收/250
7.1.8超聲波拋光墊清洗/250
7.2工件錶徵技術/252
7.2.1使用納米劃痕技術錶徵單顆粒去除函數/252
7.2.2使用錐形楔片測量亞錶麵損傷/253
7.2.3使用特懷曼效應進行應力測量/255
7.2.4使用SIMS對拜爾培層進行錶徵/255
7.2.5使用壓痕和退火進行錶麵緻密化分析/256
7.2.6使用靜態壓痕法測量裂紋發生和擴展常數/258
7.3拋光或研磨係統錶徵技術/258
7.3.1使用SPOS分析的漿料PSD末端結構/258
7.3.2使用共焦顯微鏡測量拋光墊形貌/259
7.3.3使用zeta電位測量漿料穩定性/259
7.3.4紅外成像測量拋光過程中的溫度分佈/261
7.3.5使用非鏇轉工件拋光錶徵漿料空間分佈和黏彈性研磨盤迴應/261
7.3.6使用不同盤麵槽結構分析漿料反應性與距離/262
參考文獻/263
第8章新型拋光方法
8.1磁流變拋光/265
8.2浮法拋光/271
8.3離子束成形/273
8.4收斂拋光/275
8.5滾磨拋光/279
8.6其他子孔徑拋光方法/285
參考文獻/288
第9章抗鐳射損傷光學元件
9.1鐳射損傷前體/296
9.2減少鐳射光學元件中的SSD/300
9.3高級緩解過程/301
參考文獻/306
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