Effect of CO2 Laser on Silicon Carbide (SiC) Polishing

Abstract

실리콘 카바이드 (SiC)는 일반적으로 사용되는 다른 유리 및 금속보다 많은 장점을 제공하기 때문에 오랫동안 고성능 광학 응용 분야에서 우수한 재료로 인정 받고 있다. SiC의 우수한 특성 중 일부는 매우 높은 고유 강성 (E / ρ), 높은 열 전도성 및 뛰어난 치수 안정성을 포함한다. 실리콘 카바이드에 대한 CO2 레이저 연마와 레이저의 공구 경로의 효과가 조사했다. 이 하이브리드 과정에는 먼저 원하는 패턴에 레이저 크랙을 냈다. 이어서, 레이저 보조 연마가 동일한 공구 경로에서 수행되다. 표면은 레이저 유도 크랙이 있는 영역과 크랙이 없는 영역에서 물질 제거에 있어 뚜렷한 차이를 보였다.. 이러한 물질 제거의 높은 차이는 매크로 및 미세 패턴을 가공하기 위해서 사용되었다. 폭은 2 mm에서 200 μm까지, 그리고 깊이는 5 μm에서 20 μm까지 홈이 성공적으로 생성되었다. 또한, 이 하이브리드 과정은 나중에 Newtonian 망원경의 일부로 사용되는 구형 오목 거울을 가공하는 데 사용된다.

Silicon carbide (SiC) has long been recognized as an excellent material for high performance optical applications because it offers many advantages over other commonly used glasses and metals. Some of the superior attributes of SiC include extremely high specific stiffness (E/ρ), high thermal conductivity and outstanding dimensional stability. The effect of and CO2 laser and its tool path on silicon carbide (SiC) were investigated. The process started by creating Laser induced cracks on the desired pattern. Subsequently, laser assisted polishing was conducted on the same tool path. The surface showed a sharp difference in material removal in the areas with laser induced cracks and in areas with no cracks. This high difference in material removal was used to generate macro and micro patterns. Grooves from 2mm to 200μm in width and 5μm to 20μm depth were successfully generated. Moreover, this process was used to machine a spherical concave mirror that was later used as part of a Newtonian telescope.