【正文】 分子振動(dòng)能級(jí)躍遷和電子能級(jí)躍遷的結(jié)果。由于各種物質(zhì)具有各自不同的分子 、原子和不同的分子空間結(jié)構(gòu)，其吸收光能量的情況也就不會(huì)相同，因此，每種物質(zhì)就有其特有的、固定的吸收光譜曲線，可根據(jù)吸收光譜上的某些特征波長(zhǎng)處的吸光度的高低判別或測(cè)定該物質(zhì)的含量。 圖 320 紫外分光光度計(jì) 圖 321 升溫至 1260℃保溫 24小時(shí)后以 15℃ /h的降溫速率降溫的 氟化鈣單晶 紫外級(jí)氟化鈣單晶退火工藝的研究 圖 322 升溫至 1260℃保溫 24小時(shí)后以 10℃ /h的降溫速率降溫 的氟化鈣單晶 圖 323 升溫至 1260℃保溫 24小時(shí)后以 5℃ /h的降溫速率降溫 的氟化鈣單晶 圖 324 升溫至 1210℃保溫 24小時(shí)后以 15℃ /h的降溫速率降溫 的氟化鈣單晶 紫外級(jí)氟化鈣單晶退火工藝的研究 圖 325 升溫至 1210℃保溫 24小時(shí)后以 10℃ /h的降溫速率降溫 的氟化鈣單晶 圖 326 升溫至 1210℃保溫 24小時(shí)后以 5℃ /h的降溫速率降溫 的氟化鈣單晶 圖 327 升溫至 1160℃保溫 24小時(shí)后以 15℃ /h的降溫速率降溫 的氟化鈣單晶 紫外級(jí)氟化鈣單晶退火工藝的研究 圖 328 升溫至 1160℃保溫 24小時(shí)后以 10℃ /h的降溫速率降溫 的氟化鈣單晶 圖 329 升溫至 1160℃保溫 24小時(shí)后以 5℃ /h的降溫速率降溫 的氟化鈣單晶 1）氟化鈣單晶升溫至 1260℃保溫 24 小時(shí)后以 15℃ /h的降溫速率降溫 ， 吸光度 為 2）氟化鈣單晶升溫至 1260℃保溫 24 小時(shí)后以 10℃ /h的降溫速率降溫 ， 吸光度 為 3）氟化鈣單晶升溫至 1260℃保溫 24 小時(shí)后以 5℃ /h的降溫速率降溫 ， 吸光度 為 4）氟化鈣單晶升溫至 1210℃保溫 24 小時(shí)后以 15℃ /h的降溫速率降溫 ， 吸光度 為 5）氟化鈣單晶升溫至 1210℃保溫 24 小時(shí)后以 10℃ /h的降溫速率降溫 ， 吸光度 為 6）氟化鈣單晶升溫至 1210℃保溫 24 小時(shí)后以 5℃ /h的降溫速率降溫 ， 吸光度 為 7）氟化鈣單晶升溫至 1160℃保溫 24 小時(shí)后以 15℃ /h的降溫速率降溫 ， 吸光度 為 紫外級(jí)氟化鈣單晶退火工藝的研究 8）氟化鈣單晶升溫至 1160℃保溫 24 小時(shí)后以 10℃ /h的降溫速率降溫 ， 吸光度 為 9）氟化鈣單晶升溫至 1160℃保溫 24 小時(shí)后以 5℃ /h的降溫速率降溫 ， 吸光度 為 使用紫外分光光度儀分別對(duì)四組試樣進(jìn)行測(cè)試分析，波長(zhǎng)在 400nm1100nm 之間，隨著波長(zhǎng)的升高，四組試樣的吸光度均下降，吸光度是指，材料對(duì)光線的吸收值，吸光度越低，證明材料的光學(xué)性能良好。 對(duì)比 九 組試驗(yàn)數(shù)據(jù)圖表發(fā)現(xiàn)， 1150℃ 48 小時(shí)氟化鈣晶體吸光度最低，次之是同等保溫溫度保溫 24 小時(shí)氟化鈣，其次是 1100℃ 48 小時(shí)，最后是 1100℃ 24 小時(shí)氟化鈣。 紅外數(shù)據(jù)分析 紅外分光光度計(jì)：由光源發(fā)出的光，被分為能量均等對(duì)稱的兩束，一束為樣品光通過樣品，另一束為參考光作為基準(zhǔn)。這兩束光通過樣品室進(jìn)入光度計(jì)后，被扇形鏡以一定的頻率所調(diào)制，形成交變信號(hào)，然后兩束光和為一束，并交替通過入射狹縫進(jìn)入單色器中，經(jīng)離軸拋物鏡將光束平行地投射在光柵上，色散并通過出射狹縫之后，被濾光片濾除高級(jí)次光譜，再經(jīng)橢球鏡聚焦在探測(cè)器的接收面上。探測(cè)器將上述交變的信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)放大器進(jìn)行電壓放大后，轉(zhuǎn)入 A/D 轉(zhuǎn)換單位，計(jì)算機(jī)處理后得到從高波數(shù)到低波數(shù)的紅外吸收光譜圖。 圖 330 紅外分光光度儀 紫外級(jí)氟化鈣單晶退火工藝的研究 圖 331 氟化鈣單晶升溫至 1260℃保溫 24小時(shí)后以 15℃ /h的降溫速率降溫 圖 332 氟化鈣單晶升溫至 1260℃保溫 24小時(shí)后以 10℃ /h的降溫速率降溫 圖 333氟化鈣單晶升溫至 1260℃保溫 24小時(shí)后以 5℃ /h的降溫速率降溫 紫外級(jí)氟化鈣單晶退火工藝的研究 圖 334 氟化鈣單晶升溫至 1210℃保溫 24小時(shí)后以 15℃ /h的降溫速率降溫 圖 335 氟化鈣單晶升溫至 1210℃保溫 24小時(shí)后以 10℃ /h的降溫速率降溫 圖 336 氟化鈣單晶升溫至 1210℃保溫 24小時(shí)后以 5℃ /h的降溫速率降溫 紫外級(jí)氟化鈣單晶退火工藝的研究 圖 337 氟化鈣單晶升溫至 1160℃保溫 24小時(shí)后以 15℃ /h的降溫速率降溫 圖 338 氟化鈣單晶升溫至 1160℃保溫 24小時(shí)后以 10℃ /h的降溫速率降溫 圖 339 氟化鈣單晶升溫至 1160℃保溫 24 小時(shí)后以 5℃ /h的降溫速率降溫 紫外級(jí)氟化鈣單晶退火工藝的研究 1）升溫至 1260℃保溫 24小時(shí)后以 15℃ /h的降溫速率降溫的 氟化鈣單晶，透過率峰值 為 2）升溫至 1260℃保溫 24小時(shí)后以 10℃ /h的降溫速率降溫的 氟化鈣單晶，透過率峰值 為 3）升溫至 1260℃保溫 24小時(shí)后以 5℃ /h 的降溫速率降溫的 氟化鈣單晶，透過率峰值 為 4）升溫至 1210℃保溫 24小時(shí)后以 15℃ /h的降溫速率降溫的 氟化鈣單晶，透過率峰值 為 5）升溫至 1210℃保溫 24小時(shí)后以 10℃ /h的降溫速率降溫的 氟化鈣單晶，透過率峰值 為 6）升溫至 1210℃保溫 24小時(shí)后以 5℃ /h 的降溫速率降溫的 氟化鈣單晶，透過率峰值 為 7）升溫至 1160℃保溫 24小時(shí)后以 15℃ /h的降溫速率降溫的 氟化鈣單晶，透過率峰值 為 8）升溫至 1160℃保溫 24小時(shí)后以 10℃ /h的降溫速率降溫的 氟化鈣單晶，透過率峰值 為 9）升溫至 1160℃保溫 24小時(shí)后以 5℃ /h 的降溫速率降溫的 氟化鈣單晶，透過率峰值 為 使用紅外分光光度儀分別對(duì)四組試樣進(jìn)行測(cè)試分析，波長(zhǎng)在 800nm 以上，隨著波長(zhǎng)的升高，四組試樣的透過率均上升，透過率是指，光線透過材料后與透過前的比，因此推斷材料的光學(xué)性能良好。 對(duì)比四組試驗(yàn)數(shù)據(jù)圖表發(fā)現(xiàn)， 1150℃ 48 小時(shí)氟化鈣晶體透過率最高，次之是同等保溫溫度保溫 24 小時(shí)氟化鈣，其次是 1100℃ 48 小時(shí)，最后是 1100℃ 24 小時(shí)氟化鈣。 應(yīng)力觀察 PSV201 應(yīng)力儀光源為 220V/22W 熒光燈，裝在機(jī)箱內(nèi)，有光源發(fā)出的光束， 透過均光板透過起偏鏡變?yōu)槠矫嫫窆?，再投射到被測(cè)樣品上。起偏鏡采用進(jìn)口偏振片和 1/4 撥片，固定在工作臺(tái)面上。儀器架上方的觀察窗口內(nèi)裝有檢偏鏡。檢偏鏡采用進(jìn)口偏振片和 1/4 玻片，起偏鏡與檢偏鏡的光軸垂直。檢偏鏡下方裝有一全波片，全波片光軸與起偏鏡光軸的夾角為 45 度。 通過使用偏光應(yīng)力儀觀察退火后晶體的應(yīng)力分布，如果被測(cè)試樣是具有雙折射性質(zhì)的，通過檢偏鏡將看到具有應(yīng)力特征的干涉色。 紫外級(jí)氟化鈣單晶退火工藝的研究 干涉色決定于光程差的大小，光程差決定于雙折射的大小和被測(cè)試樣的厚度，可用下式表示： δ=R/t。 在放有一級(jí)紫紅視場(chǎng)中引進(jìn)被測(cè)試樣后，如果被檢物雙折射比較均勻，其光程差比較一致，視場(chǎng)內(nèi)僅出現(xiàn)一種干涉色。轉(zhuǎn)動(dòng)被測(cè)試樣到最大亮度的位置，呈現(xiàn)一種干涉色。再把試樣旋轉(zhuǎn) 90 度 ， 又呈現(xiàn)另一種顏色。這是由于被測(cè)試樣的光程差與全波片的光程差相互疊加或相互減少的緣故。 可由干涉色對(duì)紫紅色的偏離程度來(lái)決定被測(cè)試樣光程差 R 的大小。知道光程差和厚度就知道樣品的級(jí)別了。 由 R/t 值確定玻璃級(jí)別，一級(jí)玻璃的 R/t 不大于 2，一級(jí)半不大于 4，二級(jí)不大于 6，三級(jí)不大于 10，四級(jí)不大于 20. a b c d e f 圖 340 九組試樣的應(yīng)力觀察圖 通過對(duì)九組應(yīng)力顏色的對(duì)比發(fā)現(xiàn) ， 1150℃ 保溫 48 小時(shí)氟化鈣晶體的 應(yīng)力顏色最均勻，粉色面積大，證明應(yīng)力消除良好，只在邊緣殘留少量應(yīng)力，次之的 1150℃保溫 24 小時(shí)氟化鈣晶體中間粉色面積減小，邊緣藍(lán)色面積有所增加，而保溫溫度 1100℃ 的晶體中心都出現(xiàn)了淺藍(lán)色的部分，證明應(yīng)力清除不是很理想。 紫外級(jí)氟化鈣單晶退火工藝的研究 第 四 章 結(jié)論 氟化鈣晶體具有良好的光學(xué)性能、機(jī)械性能及物化穩(wěn)定性 ,有透光范圍寬廣 ()、透過率高 ,折射率低 ,相對(duì)色散大等優(yōu)點(diǎn)。自真空紫外至中紅外波段被廣泛地用作窗口、透鏡、棱鏡、分束器、基板等材料。大尺寸、完整性好的 CaF2 晶體更是紫外與可見波段優(yōu)秀的鏡頭材料。生長(zhǎng)好的氟化鈣單晶由于應(yīng)力過大，無(wú)法加工，所以去應(yīng)力就成為氟化鈣單晶制作不可缺少的一步 。 退火處理是去應(yīng)力的常用方法，本試驗(yàn)設(shè)計(jì)交叉試驗(yàn)，對(duì)保溫溫度和保溫時(shí)間對(duì)晶體退火的影響進(jìn)行研究， 分別設(shè)計(jì)了退火保溫溫度 1150℃ 保溫時(shí)間 24 小時(shí)、退火保溫溫度 1150℃ 保溫時(shí)間 48 小時(shí)、退火保溫溫度 1100℃ 保溫時(shí)間 24 小時(shí)、退火保溫溫度 1100℃ 保溫時(shí)間 48 小時(shí)， 退火完畢后通過對(duì)其進(jìn)行 X 射線衍射分析和能譜分析，目的是排除其他元素和其他分子組成對(duì)試驗(yàn)的影響，測(cè)試結(jié)果四組晶體純度較高，無(wú)其他雜質(zhì)影響。之后使用紫外分光光度計(jì)、紅外分光光度計(jì)對(duì)其進(jìn)行光學(xué)性質(zhì)的檢測(cè)， 試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)保溫溫度越高、保溫時(shí)間越長(zhǎng)的試樣透過率越高，效果越好。最后使用應(yīng)力儀觀察其引力分布狀況，觀察結(jié)論與光學(xué)性質(zhì)一致，保溫溫度越高、保溫時(shí)間越長(zhǎng)的試樣應(yīng)力越小。 紫外級(jí)氟化鈣單晶退火工藝的研究 參考文獻(xiàn) [1]袁 征 ,戴一帆 ,解旭輝 ,周 林 ,彭文強(qiáng) . 氟化鈣單晶超精密拋光技術(shù) [J]. 機(jī)械工程學(xué)報(bào) . 2021年 9月，第 49卷 第 17期 .4651. 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