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本章的典型案例为KDP晶体元件及其加工机床，如图2-8所示。
图2-8 KDP晶体元件及其加工机床
■应用背景： KDP（磷酸二氢钾）晶体是目前唯一适用于高功率激光装置的大口径非线性光学晶体，主要用作光学频率转换元件及电光开关器件。高能激光系统的建造对大口径KDP晶体元件的加工质量提出了极高的要求，而且KDP晶体材料具有特殊性能，因此，大口径KDP晶体元件被美国国家实验室认为最难加工的激光光学元件。
■加工要求： 加工光学系统中的KDP晶体时，要求面形精度小于2μm，表面粗糙小于1.5nm。
■加工方法选择分析： KDP晶体为各向异性的软脆晶体，具有易潮解、对温度变化敏感、易开裂等不利于加工的物理和化学性能。若使用研磨抛光方法加工，极易使抛光粉颗粒嵌入KDP晶体，在高能激光应用中将导致严重的激光诱导损伤。采用配备大直径飞刀盘的单点金刚石超精密飞切方法时，切削方向变化较小，这种超精密加工方法是当前最理想的加工KDP晶体的方法。
■加工效果： 随着单点金刚石超精密飞切技术的不断发展，KDP晶体的超精密加工质量有了质的飞跃。与研磨抛光加工相比，采用单点金刚石超精密飞切加工方法能高精度高效率地加工出光学元件的表面，没有塌边，表面无残留夹杂物。例如，采用单点金刚石超精密飞切加工方法加工400mm×400mm的铝镜平面试件时，面形精度PV值（峰值与谷值的差值）小于2μm，加工表面粗糙度 Ra ＜1.5nm，达到了高能激光系统对大口径KDP晶体元件的加工要求。
