Titāna leģēta safīra kristāla lāzera stieņu virsmas apstrādes metode

Titāna dārgakmens kristāli Ti:Al2O3 (dopinga koncentrācija 0,35 svara % Ti2O3), kuru kristāla sagataves atbilst šī izgudrojuma titāna dārgakmens kristāla lāzerstieņa virsmas apstrādes metodes procesa plūsmas shēmai, ir parādītas 1. attēlā. Šī izgudrojuma titāna dārgakmens kristāla lāzerstieņa virsmas apstrādes metodes specifiskās sagatavošanas darbības ir šādas:

<1> Orientācijas griešana: titāna dārgakmens kristāls vispirms tiek orientēts un pēc tam sagriezts tetragonālā kolonnas formas sagatavē, atstājot apstrādes pielaidi aptuveni 0,4–0,6 mm atbilstoši pabeigtā lāzera stieņa izmēram.

<2> Kolonnas rupjā un smalkā slīpēšana: Kolonnas sagatavi rupjā slīpēšanas mašīnā slīpē tetragonālā vai cilindriskā šķērsgriezumā ar 120–180# silīcija karbīda vai bora karbīda abrazīviem materiāliem, ar konusveida un apaļuma kļūdu ±0,01 mm.

<3> Gala virsmas apstrāde: titāna dārgakmens lāzera stieņa divu gala virsmu apstrāde secīgi ar W40, W20, W10 bora karbīda slīpēšanas gala virsmu uz tērauda diska. Slīpēšanas procesā jāpievērš uzmanība gala virsmas vertikālajam stāvoklim.

<4> Ķīmiski mehāniskā pulēšana: ķīmiski mehāniskā pulēšana ir kristālu pulēšanas process uz pulēšanas paliktņa, izmantojot iepriekš sagatavota ķīmiskās kodināšanas šķīduma pilienus. Pulēšanas procesā apstrādājamo detaļu un pulēšanas paliktni pulē, lai noteiktu relatīvo kustību un berzi, vienlaikus izmantojot ķīmisko kodināšanas līdzekli (sauktu par pulēšanas šķidrumu) saturošu suspensiju, lai pabeigtu pulēšanu.

<5> Kodināšana ar skābi: Pēc iepriekš aprakstītās pulēšanas titāna dārgakmeņu stieņus ievieto H2SO4:H3PO4 = 3:1 (v/v) maisījumā 100–400 °C temperatūrā un kodina ar skābi 5–30 minūtes. Mērķis ir noņemt pulēšanas procesa radītos mehāniskos bojājumus lāzera stieņa virsmā un noņemt dažādus traipus, lai iegūtu gludu, plakanu un tīru virsmu ar atomu līmeņa režģa integritāti.

<6> VIRSMAS TERMISKĀ APSTRĀDE: Lai vēl vairāk novērstu iepriekšējā procesa rezultātā radušos virsmas spriegumus un skrāpējumus un iegūtu atomu līmenī saplacinātu virsmu, titāna dārgakmens stienis pēc skābes kodināšanas tika skalots ar dejonizētu ūdeni 5 minūtes, un titāna dārgakmens stienis tika ievietots 1360 ± 20 °C vidē ar nemainīgu temperatūru 1 līdz 3 stundas ūdeņraža atmosfērā un pakļauts virsmas termiskai apstrādei.