Комплексные исследования качества сапфировых оптических окон современными неразрушающими методами

Сапфір є унікальним матеріалом, який широко використовується в сучасних приладах як для виробництвах оптичних пристроїв так і в мікроелектроніці. Тому вимірювання внутрішніх напружень та якості полірування поверхонь в деталях із сапфіру є актуальною проблемою в науковому приладобудуванні. Як відомо, на геометрію фронту розповсюдження випромінювання може впливати як якість полірування, так і внутрішні механічні напруження, пов’язані з вирощуванням кристалів сапфіру. Метою роботи було розроблення високочутливого методу неруйнівного контролю лазерних вікон із сапфіру та встановлення зв’язку між розподілом внутрішніх механічних напружень з наношорсткістю полірованих поверхонь. Були проведені комплексні дослідження: якості полірування методом атомно-силової мікроскопії та внутрішніх напружень - новим неруйнівним поляризаційно-модуляційним методом. Результати досліджень дозволили виявити розподіл внутрішніх механічних напружень в лазерних вікнах із сапфіру і вперше встановити пропорційну залежність між внутрішніми механічними напруженнями та наношорсткістю полірованих поверхонь.Sapphire is a unique material that is widely used in modern instruments, as in the production of optical devices and microelectronics. Therefore, measurement of internal stress and the quality of polishing of detail’s surfaces of sapphire is an urgent problem in the scientific instrument. It is known that the geometry of the front of the radiation can affect the quality of polishing, and internal mechanical stresses associated with growing sapphire crystals. The goal of the work was to develop a highly sensitive method of nondestructive testing of the laser sapphire window and the link between the distribution of internal mechanical stresses nanoroughness with polished surfaces. Comprehensive studies have been conducted: the quality of polishing using atomic force microscopy, and the internal stresses – a new non-destructive polarization-modulation method. First established proportional relationship of internal stresses in laser sapphire windows and their nanoroughness of polished surfaces. The practical value lies in the development of new highly sensitive non-destructive polarization-modulation method by which control is performed tension-and micro-and nanodefect in crystalline materials that can be used in production.Сапфир является уникальным материалом, который широко используется в современных приборах, как в производстве оптических устройств, так и в микроэлектронике. Поэтому измерения внутренних напряжений и качества полировки поверхностей в деталях из сапфира является актуальной проблемой в научном приборостроении. Как известно, на геометрию фронта распространения излучения может влиять как качество полирования, так и внутренние механические напряжения, связанные с выращиванием кристаллов сапфира. Целью работы была разработка высокочувствительного метода неразрушающего контроля лазерных окон с сапфиром и установления связи между распределением внутренних механических напряжений с наношероховатостью полированных поверхностей. Были проведены комплексные исследования: качество полирования методом атомно-силовой микроскопии и внутренние напряжения - новым неразрушающим поляризационно-модуляционным методом. Результаты исследований позволили выявить распределение внутренних механических напряжений в лазерных сапфировых окнах и впервые установить пропорциональную зависимость между внутренними механическими напряжениями и наношероховатостью полированных поверхностей