王泉 刘卫国 周顺

摘要：为了消除单点金刚石车削（SPDT）后KDP晶体表面留下的周期性小尺度波纹，文章探索采用离子束溅射沉积刻蚀的方法对车削后KDP晶体进行抛光加工。本文主要分析了平坦化层材料的选择，溅射沉积工艺参数对KDP晶体平坦化层粗糙度的影响，并计算了平坦化层刻蚀速率从而完成了刻蚀转移。利用刻蚀转移成功地将单点金刚石车削后的表面由初始的654nmRMS，经过1.76nmRMS的平坦化层，最终刻蚀转移到KDP晶体表面得到1.84nmRMS的光滑表面，实验结果验证了离子束溅射沉积—刻蚀抛光方法的可行性。

关键词：KDP晶体；离子束溅射沉积；离子束刻蚀；表面粗糙度

1 绪论

光学晶体磷酸二氢钾（Potassium Dihydrogen Phosphate，简写KH2PO4）作为一种典型且用途广泛的非线性光学晶体材料，在核爆模拟、高功率激光系统受控热核反应等重大技术上表现出巨大的应用前景。[1，2]它是唯一可用于惯性约束核聚变工程的晶体材料，尤其是大口径的KDP晶体，在该工程中起到频率转换器和光电开关的作用。[3]KDP晶体具有易脆、易潮解、质地柔软、各向异性、对温度加工敏感、易开裂等特性，[4]无不给加工带来了极大的困难，因此被列为最难加工材料的典型代表。[5]所以，解决KDP晶体材料的加工问题，来满足激光工程对KDP晶体的使用要求成了一件必须的事情。

目前就工程应用成品来说，除了超精密磨削、磁流抛光（MRF）和KDP晶体微水雾法抛光，单点金刚石车削是加工KDP晶体的主要方法。然而在面对激光惯性约束核聚变对KDP晶体所提出的面形精度和表面质量的高要求时，仅靠单点金刚石车削技术是无法满足的，但随着磁流变抛光技术在KDP晶体加工领域的应用，由单点金刚石产生的周期性小尺度波纹等不利现象得以有效的解决。……