3.2拋光波
光學(xué)拋光中使用的磨料很多，例如Al2O3、 CeO2、Gr2O3和SiO2等等，拋光使用的磨料粒度、磨料粒子的形狀都直接影響拋光效果，磨粒的形狀，不同磨料是不一樣的，磨料粒度還是細(xì)的好，最好選用納米(nm)級(jí)磨料，根據(jù)被拋光材料的不同，對(duì)表面質(zhì)量要求的不同，適當(dāng)?shù)剡x用不同種類、不同粒度的磨料。
磨料加水形成的懸浮液，就是我們拋光工作中使用的拋光波。這種懸浮液可能呈弱堿性或弱酸性， pH值可隨時(shí)調(diào)整，主要是使在拋光過(guò)程中不至于腐蝕工件。懸浮液中要求磨料具有良好的分散性，不能結(jié)團(tuán)，所以要在懸浮液中加入分散劑。磨料粒度的均勻一致是比較難達(dá)到的，主要是限制大顆粒，防止表面被劃傷。
冷凍磨料懸浮液，由液體變成低溫固體需要一個(gè)冷凍的時(shí)間過(guò)程，這個(gè)時(shí)間過(guò)程應(yīng)盡量縮短，以防冷凍過(guò)程中磨料的沉積所造成冷凍后的冰拋光模層底層磨料很集中，而上層磨料相對(duì)較少。對(duì)于大于μm量級(jí)的磨粒，在分散介質(zhì)中作勻速運(yùn)動(dòng)，按 Stokes定律，其沉降速度
其中，d為顆粒半徑，g為重力加速度，μ為分散介質(zhì)粘度，δ，δ’分別為顆粒和分散介質(zhì)密度。
當(dāng)顆粒很小時(shí)，沉降速度很慢，例如顆粒半徑為1μm在不同的分散介質(zhì)中，其沉降速度為3—5μm/S。在冷凍的過(guò)程中，由于時(shí)間很短，不致于產(chǎn)生沉積現(xiàn)象。
對(duì)于納米(nm)級(jí)磨料，理論上都屬于膠體顆粒，實(shí)際上總是懸浮在液體介質(zhì)中，沒(méi)有沉積作用。所以，我們可以制成顆粒均勻、分散性良好的低溫固體拋光模層。近年來(lái)發(fā)展的溶膠——凝膠(Sol——Gel)技術(shù)給我們提供了所需要的磨料，本實(shí)驗(yàn)使用SiO₂作磨抖制作拋光波。
4.低溫拋光實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)是在常溫實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的，拋光盤冰模層溫度在一30～一50℃之間，工件做低溫預(yù)處理，加工區(qū)加罩并通入 CO₂氣或放入干冰環(huán)境溫度在一20℃左右，若加工區(qū)不做溫度控制，就在常溫下亦可進(jìn)行低溫拋光實(shí)驗(yàn)，只是拋光的冰模層消耗的很快。
拋光實(shí)驗(yàn)的光學(xué)材料有單晶硅片、微晶玻璃、 Zerodtur、K9玻璃及金屬基鍍鎳層等。
4.1單晶硅片
預(yù)加工后，被拋光的硅片的表面粗糙度 Ra在10nm量級(jí)，例如 Ra＝14．87nm如圖1所示，然后進(jìn)行低溫拋光，主軸轉(zhuǎn)速250一300rpm，拋光約為70分鐘，幾個(gè)工件的拋光效果分別為 Ra=3．03nm,Ra=2．98nm,Ra=1．29nm，如圖2所示。
4.2微晶玻璃， Zerodur，K9;玻璃
 
Zerodur是德國(guó)微晶玻璃牌號(hào)，K9是中國(guó)光學(xué)玻璃牌號(hào)，相當(dāng)于國(guó)外牌號(hào)的BK7，是一種常用的光學(xué)玻璃，國(guó)產(chǎn)的微晶玻璃近年來(lái)也得到了廣泛應(yīng)用，這些都是有代表性的常用的光學(xué)玻璃。低溫拋光實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)這些基本光學(xué)材抖，低溫拋光的效果都很好，表面粗糙度 Ra都能打破nm量級(jí)，進(jìn)入 A量級(jí)，例如其中的 Zerodur Ra=O．4nm，如圖3所示。被拋光的工件是一個(gè)直徑為30mm圓形基片，平面度為λ/20。
4.3金屬基鍍鎳層
金屬鏡常選用質(zhì)地輕的金屬，表面鍍銀拋光后作反射鏡用，鎳層拋光是光學(xué)的常見(jiàn)工藝，我們做了低溫拋光實(shí)驗(yàn)。工件毛坯預(yù)處理后， Ra=2．11nm，然后做低溫拋光，我們分別在 t＝40、100、150、210、390、500和560分鐘時(shí)對(duì)表面粗糙度做了測(cè)試，結(jié)果為Ra＝1.73、1．34、1．12、0．88、0．73、0．68和0．62nm，可以看出表面粗糙度隨拋光時(shí)間的加長(zhǎng) Ra在下降，如圖4所示為最后測(cè)量值。(本實(shí)驗(yàn)因當(dāng)時(shí)測(cè)試儀器故障沒(méi)繼續(xù)作)
5對(duì)比實(shí)驗(yàn)
為了評(píng)價(jià)低溫拋光的優(yōu)劣，我們做了同一工件材料、用同樣粒度磨料，目前常用的瀝青盤拋光和低溫拋光的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。單晶硅片：毛坯的粗糙度 Ra=12．04nm主軸轉(zhuǎn)速60rpm經(jīng)過(guò) 16小時(shí)拋光后工件表面達(dá)到 Ra=3．16nm，如圖5所示。