Titanyum katkılı safir kristal lazer çubuklarının yüzey işleme yöntemi

Titanyum değerli taş kristalleri Ti:Al2O3 (doping konsantrasyonu %0,35 ağırlık Ti2O3), kristal boşlukları, bu buluşun titanyum değerli taş kristal lazer çubuğunun yüzey işleme yönteminin proses akış şemasına göre Şekil 1'de gösterilmiştir. Bu buluşun titanyum değerli taş kristal lazer çubuğunun yüzey işleme yönteminin özel hazırlama adımları aşağıdaki gibidir:

<1> Yönlendirme kesimi: Titanyum değerli taş kristali önce yönlendirilir ve daha sonra tamamlanan lazer çubuğunun boyutuna göre yaklaşık 0,4 ila 0,6 mm'lik bir işleme payı bırakılarak tetragonal sütun şeklinde bir boşluğa kesilir.

<2>Kolon kaba ve ince taşlama: Kolon boşluğu, 120~180# silisyum karbür veya bor karbür aşındırıcılar ile kaba taşlama makinesinde, ±0,01 mm koniklik ve yuvarlaklıktan sapma hatası ile tetragonal veya silindirik bir kesite taşlanır.

<3> Uç yüzey işleme: Çelik disk üzerinde W40, W20, W10 bor karbür taşlama uç yüzeyi ile titanyum değerli taş lazer çubuğu üzerinde ardışık iki uç yüzey işleme. Taşlama işlemi sırasında, uç yüzeyin dikeyliğinin ölçülmesine dikkat edilmelidir.

<4> Kimyasal-mekanik parlatma: Kimyasal-mekanik parlatma, önceden formüle edilmiş kimyasal aşındırma solüsyonu damlatılarak parlatma pedindeki kristallerin parlatılması işlemidir. Parlatma işleminde iş parçası ve parlatma pedi, bağıl hareket ve sürtünmeye karşı korunurken, araştırmada kimyasal aşındırma maddesi içeren bulamaç (parlatma sıvısı olarak adlandırılır) yardımıyla parlatma işlemi tamamlanır.

<5> Asit aşındırma: Yukarıda açıklanan şekilde cilalandıktan sonra titanyum değerli taş çubukları, 100-400°C sıcaklıkta H2SO4:H3PO4 = 3:1 (h/h) karışımına yerleştirilir ve 5-30 dakika asit aşındırılır. Amaç, lazer çubuğunun yüzeyinde mekanik alt yüzey hasarı sonucu oluşan cilalama işlemini ortadan kaldırmak ve çeşitli lekeleri gidererek temiz yüzeyin atomik düzeyde pürüzsüz ve düz, kafes bütünlüğünü sağlamaktır.

<6> YÜZEY ISIL İŞLEMİ: Önceki işlemden kaynaklanan yüzey gerilimlerini ve çizikleri daha da ortadan kaldırmak ve atomik seviyede düzleştirilmiş bir yüzey elde etmek için, asit aşındırma işleminden sonra titanyum değerli taş çubuğu 5 dakika boyunca deiyonize su ile durulandı ve titanyum değerli taş çubuğu 1360±20° C'lik bir ortama, 1 ila 3 saat sabit sıcaklıkta hidrojen atmosferine yerleştirildi ve yüzey ısıl işlemine tabi tutuldu.