近期，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所精密光學(xué)制造與檢測(cè)中心研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合化學(xué)深刻蝕和激光拋光，對(duì)精磨后的熔石英玻璃進(jìn)行加工，獲得具有超光滑表面和高激光損傷閾值的熔石英元件。

熔石英元件的紫外激光損傷是制約高功率激光系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。熔石英玻璃的傳統(tǒng)加工方法歷經(jīng)成型、研磨和機(jī)械化學(xué)拋光等工藝手段，該方法實(shí)現(xiàn)超光滑表面耗時(shí)長(zhǎng)，且易引起元件表面和亞表面缺陷，導(dǎo)致元件的表面損傷閾值降低。

該研究中，科研人員通過(guò)結(jié)合兆聲化學(xué)刻蝕和激光熔融拋光，對(duì)精磨熔石英玻璃進(jìn)行后續(xù)加工。化學(xué)深刻蝕打開(kāi)精磨后的亞表面缺陷，經(jīng)過(guò)激光高精度拋光獲得超光滑表面。與傳統(tǒng)工藝加工的元件相比，采用該復(fù)合工藝加工的熔石英元件具有更高的紫外損傷閾值、耗時(shí)更短。該研究為高激光損傷閾值熔石英元件的加工提供新思路。

相關(guān)研究成果以Ground fused silica processed by combined chemical etching and CO2 laser polishing with super-smooth surface and high damage resistance為題，發(fā)表在Optics Letters上。研究工作得到國(guó)家自然基金、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、上海揚(yáng)帆計(jì)劃的支持。

論文鏈接

圖1.（a）激光拋光光路示意圖；（b）復(fù)合工藝過(guò)程中樣品表面形貌變化

圖2.不同工藝處理下的熔石英元件。（a）表面損傷概率；（b）污染元素深度分布