锑化铟是中波红外探测应用较广的材料。抛光片的表面粗糙度是影响器件性能的关键指标。研究了锑化铟化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing, CMP)液的pH值、氧化剂比例以及抛光液流速对锑化铟抛光片表面粗糙度的影响，并结合原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM)和表面轮廓仪测试对抛光片的表面粗糙度进行了表征和优化。结果表明，当pH值为8、氧化剂比例为0.75%、抛光液流速为200 L/min时，InSb晶片的表面粗糙度为1.05 nm(AFM)，同时晶片的抛光宏观质量较好。

该文研究了化学机械抛光(CMP)条件下, 锗单晶在含HNO3的SiO2抛光液中的腐蚀过程。通过改变抛光时间, 分析锗单晶表面状态的变化规律。结果表明, 在SiO2抛光液pH值为1~2时, SiO2抛光液中存在 Si—OH和 Si—O-形式; 锗单晶先与HNO3反应生成Ge(NO3)4, 而后Ge4+的含氧酸盐会剧烈水解生成Ge—OH, Ge—OH 继续反应并以Ge—OH2+形式存在。由于表面电荷的吸引, Si—O-和Ge—OH2+在锗单晶表面生成Si—O—Ge软化层, 从动力学角度加快了腐蚀速率, 促进了表面抛光的程度。抛光时间为15~20 min时, 机械抛光和侵蚀的法向速度处于平衡状态, CMP抛光后锗单晶表面粗糙度Sa≤0.8 nm, 10倍显微镜下无划痕、麻点。

本文利用单因素及正交试验探究磨粒种类、抛光液pH值、表面活性剂种类、磨粒粒径对C面蓝宝石化学机械抛光材料去除率的影响, 试验结果表明: 采用二氧化硅作为磨粒能得到较高的材料去除率及较好的表面形貌; 材料去除率随抛光液pH值的增大呈现先增大再减小的趋势, 其中pH值在9附近能得到较好的去除率; 材料去除率还随着磨粒粒径的增大而增大; 使用三乙醇胺(TEA)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作表面活性剂能得到较高的材料去除率; 各试验因素对蓝宝石晶片材料去除率的主次顺序为磨粒粒径、表面活性剂、抛光液pH值; 其中当磨粒粒径为50 nm, 表面活性剂选CTAB, 抛光液pH值为9既能得到较高的材料去除率又能获得较好的表面质量。

针对BK7光学玻璃材料去除率和抛光质量不断提高的需求, 提出通过减少磁性复合流体(MCF)抛光液颗粒的团聚、提高MCF分散性, 配制性能优良的抛光液, 提高BK7光学玻璃的MCF抛光性能.MCF中添加不同质量分数的高分子类分散剂聚乙烯醇(PVA), 采用激光粒度分布仪测试MCF抛光液中颗粒的粒径分布和中位粒径, 探究不同PVA浓度的抛光液对BK7光学玻璃抛光性能的影响.试验结果表明：当PVA质量分数为3%时, 中位粒径达到最小值5.854 μm, MCF的分散性最好, 对光学玻璃的抛光性能大幅提高, 当PVA质量分数为5%时, 经MCF抛光10 min后材料去除率达到最大值26.4×10－4g/min, 表面粗糙度达到最小值8.23 nm. MCF中添加适量PVA能够减少抛光液颗粒的团聚, 提高MCF的分散性, 提升BK7光学玻璃的磁性复合流体抛光性能.

抛光液黏度是影响射流抛光(FJP)效果的重要因素,针对硬脆光学元件射流抛光中对抛光液黏度缺乏系统研究的现状,研究了抛光液黏度变化对材料去除函数的影响。建立射流抛光连续相、离散相模型和磨损模型,计算不同黏度下磨粒运动轨迹,分析磨料颗粒撞击速度矢量随黏度的变化规律。配置不同黏度相同质量分数的抛光液,结合BK7工件静态采斑实验研究与塑性磨损理论计算,获得不同黏度下的材料去除函数,分析黏度对去除函数的影响机制,并进一步研究由此引起的工件表面粗糙度变化。结果表明:随着抛光液黏度增大,材料去除函数的去除深度减小、去除形状及去除范围保持不变,这有利于降低工件表面粗糙度。该研究扩展了现有光学元件射流抛光材料去除理论,对实际抛光液黏度调控具有理论指导意义。

研究了化学机械抛光（ CMP）过程中抛光液组分对硫化镉（ CdS）晶片表面粗糙度的影响。通过分析磨粒浓度、氧化剂种类及浓度、 pH值对 CdS晶片表面粗糙度的影响后，得到了用于 CdS晶片 Cd面 CMP的抛光液配比，即磨粒 SiO2浓度为 20%，氧化剂 NaClO的浓度为 2.5%，pH值为 10.64。在优化其他工艺条件下，采用该抛光液对 CdS晶片 Cd面进行抛光，可以获得高质量的抛光表面，经原子力显微镜（AFM）测试，在 10 .m×10 .m的区域内，Cd面表面粗糙度 Ra仅为 0.171 nm。该抛光液也适用于 S面的抛光，S面表面粗糙度 Ra可达到 0.568 nm，从而达到双面共用的效果。

简述了国内外磁流变抛光技术的研究历史和现状。介绍了磁流变抛光技术的抛光原理、特性及优点。着重阐述了长春光学精密机械与物理研究所近几年来在磁流变抛光技术研究方面的最新进展，解决了磁流变抛光的若干关键技术，主要包括：研制出一种新型磁流变抛光液，这种磁流变抛光液具有优良的流变性和较高的抛光效率；研究出一种基于矩阵代数运算模型的磁流变抛光驻留时间求解算法；为了增加去除函数(抛光区)面积、提高材料去除效率，研制出适合大口径非球面反射镜加工的带式磁流变抛光机。

单点金刚石车削铝合金表面具有较好的表面质量和精度, 但车削“纹路”会产生散射现象, 难以满足高品质光学系统要求。对铝合金表面进行直接光学抛光可以去掉表面产生的车削“纹路”, 提高反射表面的光学性能, 分析酸性条件下和碱性条件下的铝镜抛光原理, 采用新型抛光盘与抛光液对单点金刚石车削后铝合金表面进行抛光实验。实验结果表明: 通过合理控制工艺参数, 能够消除铝合金表面残留的周期性车削刀纹, 并且不会产生新的表面划痕, 得到较好的铝镜光学表面质量, 测得的铝镜表面粗糙度Ra=2.6 nm。

磁流变液是一种分散体系，通过对分散体系稳定性的研究，并结合磁流变抛光的实际需求，确定了磁流变抛光液添加组分，配制出了适合于光学加工的水基磁流变抛光液。所配制的磁流变液初始粘度仅为0.2 Pa·s，利用磁流变仪检测所配制磁流变液在剪切率为1 s-1，磁场强度为0.35 T时，剪切应力达42.5 kPa。利用所配制的磁流变抛光液分别对K9玻璃和Si材料进行抛光，经过2 h持续抛光，K9玻璃和Si材料去除函数的峰值去除量相对变化率分别为0.15%和0.22%，体积去除量相对变化率分别为1%和0.88%，去除函数的峰值去除率分别达到4.83 μm/min和1.376 μm/min。结果验证了所配制的抛光液具有极好的稳定性以及较高的去除效率，能够保证抛光材料的快速去除和高效收敛。