张自力， 金洙吉， 慕 卿， 杨辉鹏， 韩晓龙

(大连理工大学， 精密与特种加工教育部重点实验室， 辽宁 大连 116024)

钇铝石榴石(YAG)激光晶体作为激光器内部的核心组成部件，其表面加工质量对激光器输出性能有着重要的影响。为了获得较高的激光阈值、避免高功率激光束对激光器自身的损害，要求YAG激光晶体具有较好的表面质量,包括低表面粗糙度和低表面损伤[1]。

目前针对YAG晶体的超精密加工，研究内容还比较少，并且存在很多难题。现阶段，YAG晶体的超精密加工主要通过超硬磨料机械抛光，强酸化学腐蚀抛光以及硅溶胶化学机械抛光来实现。该三种加工方法均存在明显缺点，无法同时实现YAG晶体高效高质量的加工。KIM等[2-3]通过硬磨料氧化铝对YAG晶体进行抛光加工，但是由于硬磨料强烈的机械作用，加工后YAG晶体表面存在很多位错、微划痕和较大的表面损伤，不利于激光器性能的提升。KOSTI等[4]在高温条件下使用高浓度的磷酸化学腐蚀抛光YAG，但是由于化学腐蚀的不稳定性，抛光过程中材料去除率不均匀，YAG表面产生许多凹坑。同时，该加工方法需要在高温和强酸环境下进行，因此对设备和环境损害较大，不适用于实际生产。在对YAG晶体进行加工时，为了获得较好的表面质量，MCKAY[5]使用SiO2磨料与NaOH试剂的混合悬浮液抛光YAG晶体，最终获得了表面粗糙度Sa为0.1 nm的表面。但是，该加工方法中YAG晶体的材料去除率仅有0.3 nm/min，效率极低。而且随着抛光时间的增加，材料去除率逐渐降低[6-7]，因此该加工方法的使用受到限制。……