टाइटेनियम-मिश्रित नीलम क्रिस्टल लेजर छड़ों की सतह प्रसंस्करण विधि

टाइटेनियम रत्न क्रिस्टल Ti:Al2O3 (डोपिंग सांद्रता 0.35 wt% Ti2O3), जिनके क्रिस्टल ब्लैंक प्रस्तुत आविष्कार की टाइटेनियम रत्न क्रिस्टल लेजर रॉड की सतह प्रसंस्करण विधि के प्रक्रिया प्रवाह आरेख के अनुसार हैं, चित्र 1 में दर्शाए गए हैं। प्रस्तुत आविष्कार की टाइटेनियम रत्न क्रिस्टल लेजर रॉड की सतह प्रसंस्करण विधि के विशिष्ट तैयारी चरण निम्नलिखित हैं:

<1> अभिविन्यास कटाई: टाइटेनियम रत्न क्रिस्टल को पहले उन्मुख किया जाता है, और फिर तैयार लेजर रॉड के आकार के अनुसार लगभग 0.4 से 0.6 मिमी का प्रसंस्करण भत्ता छोड़कर एक चतुर्भुज स्तंभ के आकार के ब्लैंक में काटा जाता है।

<2>कॉलम रफ और फाइन ग्राइंडिंग: कॉलम ब्लैंक को रफ ग्राइंडिंग मशीन पर 120~180# सिलिकॉन कार्बाइड या बोरॉन कार्बाइड अपघर्षक के साथ एक चतुर्भुज या बेलनाकार क्रॉस-सेक्शन में पीसा जाता है, जिसमें टेपर और गोलाई से बाहर की त्रुटि ±0.01 मिमी होती है।

<3> अंतिम सतह प्रसंस्करण: टाइटेनियम रत्न लेज़र बार की दो अंतिम सतहों का क्रमिक प्रसंस्करण W40, W20, W10 बोरोन कार्बाइड से स्टील डिस्क पर किया जाता है। पीसने की प्रक्रिया में, अंतिम सतह की ऊर्ध्वाधरता को मापने पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए।

<4> रासायनिक-यांत्रिक पॉलिशिंग: रासायनिक-यांत्रिक पॉलिशिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें पॉलिशिंग पैड पर क्रिस्टल को पूर्व-निर्मित रासायनिक नक़्क़ाशी घोल की बूंदों से पॉलिश किया जाता है। पॉलिशिंग वर्कपीस और पॉलिशिंग पैड सापेक्ष गति और घर्षण के लिए, जबकि शोध में रासायनिक नक़्क़ाशी एजेंट (जिसे पॉलिशिंग तरल कहा जाता है) युक्त घोल की मदद से पॉलिशिंग पूरी की जाती है।

<5> अम्ल-उत्कीर्णन: ऊपर वर्णित विधि से पॉलिश किए गए टाइटेनियम रत्न की छड़ों को 100-400°C तापमान पर H2SO4:H3PO4 = 3:1 (v/v) के मिश्रण में डालकर 5-30 मिनट तक अम्ल-उत्कीर्णन किया जाता है। इसका उद्देश्य लेजर बार की सतह पर पॉलिशिंग प्रक्रिया के दौरान यांत्रिक रूप से हुई आंतरिक क्षति को दूर करना और विभिन्न प्रकार के दागों को हटाना है, ताकि परमाणु स्तर पर चिकनी और समतल सतह प्राप्त हो सके, जिसकी जालीदार संरचना बरकरार रहे।

<6> सतही ताप उपचार: पिछली प्रक्रिया के कारण उत्पन्न सतही तनावों और खरोंचों को और अधिक दूर करने और परमाणु स्तर पर एक समतल सतह प्राप्त करने के लिए, एसिड एचिंग के बाद टाइटेनियम रत्न की छड़ को 5 मिनट के लिए विआयनीकृत पानी से धोया गया, और टाइटेनियम रत्न की छड़ को हाइड्रोजन वातावरण में 1 से 3 घंटे के स्थिर तापमान पर 1360±20° सेल्सियस के वातावरण में रखा गया, और सतही ताप उपचार किया गया।