Аналіз методів виявлення непрозорих дефектів на поверхні модуляційних дисків (огляд)

Abstract

Дослідження присвячене модуляційним дискам як високоточним оптичним сенсорам для вимірювання кутових положень і швидкостей обертання, що є важливими для промислового та військового застосування. Для формування мікроструктур із високою точністю пропонується впровадження лазерної абляції, що забезпечує прецизійну обробку поверхні, усунення дефектів і видалення залишків хрому. Проведено класифікацію непрозорих дефектів на підкладках дисків, визначено основні причини їх виникнення та труднощі усунення, зокрема ризики пошкодження сусідніх структур під час абляції. Розроблено математичну модель, засновану на рівнянні теплопровідності у циліндричних координатах, що описує поведінку дефектів під впливом лазерного випромінювання, оптимізуючи глибину абляції та мінімізуючи термічне пошкодження. Чисельне моделювання дозволило визначити особливості теплового режиму, розподіл температури та динаміку видалення матеріалу, що стало основою для вибору оптимальних параметрів лазерної обробки. Експериментальні дослідження з використанням імпульсного азотного лазера (337,1 нм, тривалість імпульсу 20 нс) продемонстрували можливість селективного видалення хромових дефектів (5-50 мкм) із мінімальним пошкодженням підкладки. Показано, що наявність неметалевих забруднень не впливає на проведення зазначених процедур, що підтверджує вибірковість методу. Мікрозображення поверхні зразків засвідчили успішне усунення залишків хрому та тонких залишкових металевих плівок за умов налаштування оптимальних параметрів лазерного опромінення.