喷流抛光

喷流抛光（fluid-jet polishing, FJP）被誉为光学加工行业的革命性新技术[1-3]。这种技术被视为颠覆了传统的光学加工行业[2，3]。喷流抛光以非常简便的方式和很低的成本使光学加工达到了前所未有的且远超出传统抛光技术所得到的光学表面精度。这项技术还适合产生大面积特殊图案的光学表面或者按照预设的目标面生成任意面形的光学表面，特别是用在对含多个胶合界面的光学组合器件的复杂累积误差的修正等 [３]。这些特殊的功能在以前几乎是不可能的。这项技术的研发成功使得以前极难的超高精度的光学部件的加工以及几乎不可能的任意面形和图案的光学表面的产生变成了很方便的日常工作。

虽然最初的概念是由荷兰的女博士Silvia Booij在其博士论文中提出的，但真正首个开发成功并用来加工出超高精度的光学部件而且使之产业化的是位于加拿大安大略省渥太华的LightMachinery公司开发的喷流抛光技术和设备[4]。LightMachinery的喷流抛光技术的研发工作主要是由华人工程师黄智完成的[1，4]。它可以日常性地加工出误差（峰-谷差）小至6纳米即光学行业所说的1/100波长（632.8nm波长）的表面面形精度和约为1/1000波长的标准偏差（均方根精度，RMS）的10厘米x10厘米大小以内的超高精度的光学部件。对50毫米X 50毫米大小的平面光学部件，LightMachinery的喷流抛光甚至可以达到峰-谷差为3纳米（1/200波长）的绝对误差之超高精度[3]。LightMachinery还加工出很多特殊图案和任意面形的光学表面[3]。喷流抛光比以前的磁流变加工技术（magnetorheological finishing）的精度要高几倍并且要远比其方便。目前此项成功的技术由 LightMachinery 公司独享，但对所有顾客提供加工服务。

喷流抛光的基本原理是：将抛光液在一定压力下经过喷嘴以喷流的方式垂直作用到光学部件表面上以去除少量材质，通过控制可将这种去除量控制在纳米量级；通过光学表面的目前状态与目标面对比计算出不同部位所需的去除量； 然后用计算机控制喷嘴扫描光学表面以实现预期的不同部位的不同去除量。这种机理和当前很热门的3D打印概念很相似，但却是逆向的，可以简单地理解成3D去除。这样就能“随心所欲”地加工任意面形或者超高精度的光学部件。

参考文献

1.中国《科技日报》2009年9月15号第8版 “ “颠覆”光学加工行业的新技术”，记者毛黎。

2. <<Laser Focus World>>杂志2007年3月期封面故事报道“Fluid-jet polisher is deterministic”，P15-16, 记者 John Wallace。

3. LightMachinery公司网页： http://www.lightmachinery.com/Fluid-Jet-Polishing.html（页面存档备份，存于互联网档案馆）.

4. Zhi Huang (黄 智) et al，US Patent 7,455,573 B2, “Fluid jet polishing with constant pressure pump”。