激光背面濕式刻蝕藍(lán)寶石過(guò)程的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究開題報(bào)告

激光背面濕式刻蝕藍(lán)寶石過(guò)程的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究開題報(bào)告一、課題背景藍(lán)寶石（sapphire）是一種高硬度、高透光率、高溫穩(wěn)定性和高化學(xué)穩(wěn)定性的材料，因此在光電子、半導(dǎo)體、微電子等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其中，在激光制造領(lǐng)域，藍(lán)寶石的應(yīng)用也越來(lái)越重要。激光背面濕式刻蝕技術(shù)被廣泛應(yīng)用于制造藍(lán)寶石光學(xué)平臺(tái)，但是這種技術(shù)在光學(xué)表面的平坦性和表面質(zhì)量方面存在一定的缺陷，這主要是由于濕式刻蝕中的氣泡和水平面等問(wèn)題導(dǎo)致的。因此，如何規(guī)避這些問(wèn)題，提高藍(lán)寶石光學(xué)平臺(tái)的制造質(zhì)量，是一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。二、研究目的本研究旨在通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究，探究激光背面濕式刻蝕過(guò)程中的影響因素，例如激光參數(shù)（功率、聚焦度等）、濕式刻蝕液的配方和濃度、刻蝕時(shí)間等，以及如何改善刻蝕表面的平坦性和表面質(zhì)量，為制造高質(zhì)量的藍(lán)寶石光學(xué)平臺(tái)提供技術(shù)支持。三、研究?jī)?nèi)容和方法本研究將采用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）數(shù)值模擬方法和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方式，以探究激光背面濕式刻蝕藍(lán)寶石過(guò)程中的影響因素和改善措施。具體研究?jī)?nèi)容如下：1.建立激光背面濕式刻蝕過(guò)程的數(shù)值計(jì)算模型，通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)（CFD）方法分析刻蝕液中的氣泡、水平面等因素對(duì)表面平坦性的影響。2.設(shè)計(jì)并制作激光器和刻蝕實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究，采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括角度掃描反射率、表面形貌等。3.將數(shù)值模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析，探究激光參數(shù)、刻蝕液參數(shù)等因素對(duì)刻蝕表面平坦性和表面質(zhì)量的影響，進(jìn)而提出改善措施。四、預(yù)期結(jié)果本研究預(yù)期結(jié)果為：1.建立激光背面濕式刻蝕過(guò)程的數(shù)值計(jì)算模型，探究刻蝕液中氣泡、水平面等因素的分布特性和對(duì)表面平坦性的影響機(jī)理。2.探究激光參數(shù)（功率、聚焦度等）、濕式刻蝕液的配方和濃度、刻蝕時(shí)間等因素對(duì)藍(lán)寶石刻蝕表面平坦性和表面質(zhì)量的影響規(guī)律。3.提出改善刻蝕表面平坦性和表面質(zhì)量的方法和措施，為提高藍(lán)寶石光學(xué)平臺(tái)的制造質(zhì)量提供理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。五、研究意義本研究對(duì)于提高藍(lán)寶石光學(xué)平臺(tái)的制造質(zhì)量、推進(jìn)激光制造領(lǐng)域的發(fā)展和提高我國(guó)制造技術(shù)水平具有重要意義。六、進(jìn)度安排本研究計(jì)劃分為以下三個(gè)階段進(jìn)行：第一階段：文獻(xiàn)調(diào)研和理論研究（約2個(gè)月）。第二階段：數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究（約6個(gè)月）。第三階段：分析結(jié)果和撰寫論文（約2個(gè)月）。七、參考文獻(xiàn)1.楊秀成,沈來(lái)齊,鮑曉川等.激光背面濕法刻蝕技術(shù)研究[J].光學(xué)精密工程,2018,26(3):552-559.2.郝五一,郭建鋒,蔡德庚等.基于流固耦合方法的藍(lán)寶石激光切割模擬研究[J].激光技術(shù),2019,43(6):1005-1012.3.李駿,王錦輝,張小寧等.