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)級磨料，根據(jù)被拋光材料的不同，對表面質(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值可隨時調(diào)整，主要是使在拋光過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冷凍的時間過程，這個時間過程應(yīng)盡量縮短，以防冷凍過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，而上層磨料相對較少。對于大于μm量級的磨粒，在分散介質(zhì)中作勻速運(yùn)動，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，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。在冷凍的過程中，由于時間很短，不致于產(chǎn)生沉積現(xiàn)象。
對于納米(nm)級磨料，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，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是德國微晶玻璃牌號，K9是中國光學(xué)玻璃牌號，相當(dāng)于國外牌號的BK7，是一種常用的光學(xué)玻璃，國產(chǎn)的微晶玻璃近年來也得到了廣泛應(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，進(jìn)入 A量級，例如其中的 Zerodur Ra=O．4nm，如圖3所示。被拋光的工件是一個直徑為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分鐘時對表面粗糙度做了測試，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間的加長 Ra在下降，如圖4所示為最后測量值。(本實(shí)驗(yàn)因當(dāng)時測試儀器故障沒繼續(xù)作)
5對比實(shí)驗(yàn)
為了評價低溫拋光的優(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 16小時拋光后工件表面達(dá)到 Ra=3．16nm，如圖5所示。