Titanyum katkılı safir kristal lazer çubuklarının yüzey işleme yöntemi

Titanyum değerli taş kristalleri Ti:Al2O3 (doping konsantrasyonu %0,35 ağırlıkça Ti2O3), kristal boşlukları, bu buluşun titanyum değerli taş kristal lazer çubuğunun yüzey işleme yönteminin işlem 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 tamamlanmış 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 konik ve yuvarlaklıktan sapma hatası ile tetragonal veya silindirik bir kesite taşlanır.

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

<4> Kimyasal-mekanik parlatma: Kimyasal-mekanik parlatma, kristalleri parlatma pedinde önceden formüle edilmiş kimyasal aşındırma solüsyonu damlalarıyla parlatma işlemidir. Parlatma iş parçası ve parlatma pedi, göreceli hareket ve sürtünme için, araştırmada ise kimyasal aşındırma maddesi içeren bulamaç (parlatma sıvısı olarak adlandırılır) yardımıyla parlatmayı tamamlar.

<5> Asit aşındırma: Yukarıda açıklandığı gibi cilalandıktan sonra titanyum değerli taş çubukları, 100-400°C sıcaklıkta H2SO4:H3PO4 = 3:1 (v/v) karışımına konur ve 5-30 dakika asit aşındırılır. Amaç, lazer çubuğunun yüzeyinde mekanik alt yüzey hasarıyla oluşan cilalama işlemini kaldırmak ve çeşitli lekeleri gidermek, böylece temiz yüzeyin atomik düzeyde pürüzsüz ve düz, kafes bütünlüğünü elde etmektir.

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