終端光學(xué)組件表面污染物粘附機理及清洗技術(shù)研究.pdf

1、終端光學(xué)組件位于神光-Ⅲ裝置的末端，是慣性約束核聚變激光裝置的核心單元之一，但是在裝置使用過程中，發(fā)現(xiàn)組件表面污染嚴(yán)重。污染物的一個重要來源是切削液中的成分在工件加工過程中殘留在工件表面上。污染物的存在一方面會嚴(yán)重影響組件內(nèi)的通光質(zhì)量和通光強度，制約著激光打靶的連續(xù)性、穩(wěn)定性和安全性；另一方面污染物吸收熱量，導(dǎo)致工件局部溫度過高而對其造成損傷。因此很有必要研究高功率激光裝置中污染物在光學(xué)組件表面的粘附、去除機理及相應(yīng)的清洗技術(shù)。

2、　　首先，本文對分子動力學(xué)的基本理論進(jìn)行了介紹，為后續(xù)仿真中勢函數(shù)、積分步長、系綜和溫度控制方法等問題奠定了基礎(chǔ)，同時對目前終端光學(xué)組件的清洗工藝進(jìn)行了總結(jié)。
　　其次，對清洗工藝中工藝參數(shù)和外部條件對表面潔凈度影響進(jìn)行了實驗研究，并分析空氣潔凈度、烘干溫度和材料對工件表面水滴接觸角大小或表面形成水膜能力的影響，同時，對清洗前后的工件進(jìn)行XPS(X射線光電子能譜分析)檢測。
　　再次，采用分子動力學(xué)（MD）的方法模擬了水在鋁

3、表面的吸附機理，得到了穩(wěn)定狀態(tài)下完美鋁表面水分子的分布規(guī)律，并通過觀測溝槽的寬度和深度對水滴接觸角的影響以分析溝槽狀表面納米結(jié)構(gòu)對其疏水性能的影響。
　　最后，采用MD方法模擬了十二烷油分子在羥基化三氧化二鋁表面的吸附，通過十二烷油分子的吸附，構(gòu)造了一個被污染的表面，然后在此基礎(chǔ)上，模擬了油分子在十烷基三甲基溴化銨（CTAB）陽離子表面活性劑的作用下，從基底表面脫離的過程，詳細(xì)分析了油分子的脫離機理，并獲得了表面活性劑在清洗劑中的