本技术涉及光学元件加工设备，具体涉及一种熔石英玻璃刻蚀装置。
背景技术：
1、熔石英是一种宽带间隙光学材料，在高功率激光装置中主要用作聚焦透镜和衍射光学元件的基体。熔石英元件理想情况下本征激光损伤阈值很高，为100 j/cm2，但在激光器实际运行过程中，在2 j/cm2以上的激光能量辐照下，熔石英就很容易产生损伤。这是因为在加工、运输、工作等过程中，熔石英元件亚表面不可避免地引入吸收性金属杂质（ce，zr，fe等元素）、外在污染物（有机或无机污染物）以及表面/亚表面机械损伤（划痕或微裂纹等）。这些缺陷可以强烈地吸收带隙光，导致元件在远低于本体阈值的通量下发生损伤，限制激光器功率的进一步提升。
2、湿法化学刻蚀是一种广泛应用于熔石英元件的后处理工艺，其能够同时全局地处理熔石英元件，可以有效钝化表面缺陷并溶解有害杂质微粒，减少其对激光能量的吸收与调制，大幅度提升元件的抗激光损伤性能。
3、目前常用的湿法化学刻蚀方法有氢氟酸（hf）静态刻蚀和兆声波/氢氟酸刻蚀（动态刻蚀）。这两种刻蚀方法的基本原理是利用氢氟酸与二氧化硅的反应，溶解熔石英元件表面与亚表面的金属杂质，同时钝化元件表面的划痕和微裂纹。在hf静态刻蚀过程中，反应产物六氟硅酸离子会与刻蚀液中的杂质阳离子（铵根，钠离子，钾离子）反应，形成六氟硅酸盐再沉积在附着在元件表面，会使表面恶化并降低元件损伤阈值。因此需要兆声波系统将反应产生的再沉积物从元件表面消除，从而提高刻蚀效果。
4、动态刻蚀虽然能有效降低副产物沉积，但目前来说具有以下的缺点：（1）兆声波成本高，且技术受制于他国；（2）兆声场的高频率震动会导致热效应较强、振板容易损坏、反应不易控制等问题。因此需要对现有的静态刻蚀技术进行改进，以降低湿法刻蚀技术中对兆声波的依赖。
5、静态刻蚀技术中，刻蚀液的杂质阳离子的主要来源有两部分：（1）主流刻蚀液位氢氟酸和氟化铵的混合物，氟化铵水解产生铵根；（2）抛光层中残留微量金属离子，这些金属离子会在重复使用的刻蚀液中慢慢富集，因此随着刻蚀液的不断使用，六氟硅酸盐的沉积会更严重。
技术实现思路
1、本实用新型提供一种熔石英玻璃刻蚀装置，该装置结构设计科学合理，成本更低，同时清洗可以和纯化刻蚀液同时进行，节约时间，提升工作效率。
2、为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
3、所述的熔石英玻璃刻蚀装置，包括刻蚀槽、夹持机构、超声装置、水循环系统、刻蚀液循环系统、排液管；
4、所述的刻蚀槽上端为开口结构，所述的夹持机构设于刻蚀槽内，用于夹持熔石英玻璃；
5、所述的刻蚀液循环系统与刻蚀槽连接，为刻蚀槽内的刻蚀液进行循环再生利用；所述的刻蚀槽的槽底设有排液管，排液管上设有排液阀；所述的水循环系统与刻蚀槽连接，用于循环水清洗刻蚀槽及其内的熔石英玻璃；
6、所述的刻蚀槽内设有超声装置。
7、所述的超声装置为一组以上的超声换能器，设于刻蚀槽槽底。
8、所述的夹持机构包括左夹片、右夹片，所述的右夹片的两端分别通过安装架固定安装于刻蚀槽两侧的内壁上，左夹片、右夹片中部设有相互对应的夹持部，两个的夹持部相对的面上整体覆盖有一层聚氨酯泡沫层；左夹片、右夹片的两端通过螺栓连接，通过旋紧螺栓上的螺母，将熔石英玻璃夹紧。
9、所述的水循环系统包括供水管、进水管、出水管、水泵；所述的供水管与进水管的一端连接，进水管的另一端经过水泵连接刻蚀槽的上部；所述的出水管的上端与刻蚀槽的底部连接，下端与进水管连接；所述的供水管上设有供水阀，所述的进水管在靠近刻蚀槽处设有进水阀，所述的出水管靠近刻蚀槽处设有出水阀。
10、所述的出水管的上端口处设有水过滤装置。
11、所述的水过滤装置为无机过滤膜，可过滤纯水中的盐以及石英玻璃粉末。
12、所述的刻蚀液循环系统包括出液管、循环泵、阳离子树脂柱、进液管，所述的出液管的上端与刻蚀槽的底部连接，出液管的下端与阳离子树脂柱的上端连接，阳离子树脂柱的下端与进液管的一端连接，进液管的另一端经过循环泵后与刻蚀槽的上部连接；
13、所述的出液管上设有出液阀，所述的进液管靠近刻蚀槽处设有进液阀。
14、所述的阳离子树脂柱填充的为杜笙ch-90、三菱px208、m4195树脂中的一种或一种以上的混合物。
15、本实用新型工作过程如下：
16、将要刻蚀的熔石英玻璃用夹持机构夹紧，通过另外的管路向刻蚀槽内送入刻蚀液，启动超声装置超声，进行刻蚀，同时打开出液阀和进液阀，启动循环泵，使得刻蚀液不断循环，刻蚀完毕后，将刻蚀液从排液管中排空；
17、然后供水阀、进水阀打开，通过水泵将水送入刻蚀槽内，水量足够后关闭供水阀，启动超声进行清洗，同时打开出水阀，启动水泵，使得水不断循环，循环清洗完毕后，将水从排液管中排空；重复该水清洗过程2-3次，完成清洗。
18、本实用新型的有益效果为：
19、1、本实用新型利用超声换能器和刻蚀液循环系统，使得刻蚀进行过程中，刻蚀液不断循环再生，保证刻蚀液始终处于较好的纯化状态，减少熔石英元件中的金属离子在刻蚀液中积累，有利于减少六氟硅酸盐的产生，提升了刻蚀效率。
20、2、本实用新型设计了独特的夹持装置，利用聚氨酯泡沫层对刻蚀液的传导作用，可以在不影响元件刻蚀和清洗的情况下固定元件，且可以容纳不同尺寸的熔石英玻璃元件。
21、3、本实用新型可以原位对刻蚀后的元件进行清洗，不需要移动元件，防止不必要的磨损，且清洗可以和纯化刻蚀液同时进行，节约时间。
1.一种熔石英玻璃刻蚀装置，包括刻蚀槽（1）、夹持机构、超声装置、水循环系统、刻蚀液循环系统、排液管（2），其特征在于：
2.如权利要求1所述的熔石英玻璃刻蚀装置，其特征在于：所述的超声装置为一组以上的超声换能器（4），设于刻蚀槽（1）槽底。
3.如权利要求1所述的熔石英玻璃刻蚀装置，其特征在于：所述的夹持机构包括左夹片（5）、右夹片（6），所述的右夹片（6）的两端分别通过安装架固定安装于刻蚀槽（1）两侧的内壁上，左夹片（5）、右夹片（6）中部设有相互对应的夹持部（7），两个的夹持部（7）相对的面上整体覆盖有一层聚氨酯泡沫层（8）；左夹片（5）、右夹片（6）的两端通过螺栓（9）连接，通过旋紧螺栓（9）上的螺母（10），将熔石英玻璃夹紧。
4.如权利要求1所述的熔石英玻璃刻蚀装置，其特征在于：所述的水循环系统包括供水管（11）、进水管（12）、出水管（13）、水泵（14）；所述的供水管（11）与进水管（12）的一端连接，进水管（12）的另一端经过水泵（14）连接刻蚀槽（1）的上部；所述的出水管（13）的上端与刻蚀槽（1）的底部连接，下端与进水管（12）连接；所述的供水管（11）上设有供水阀（15），所述的进水管（12）在靠近刻蚀槽（1）处设有进水阀（16），所述的出水管（13）靠近刻蚀槽（1）处设有出水阀（17）。
5.如权利要求4所述的熔石英玻璃刻蚀装置，其特征在于：所述的出水管（13）的上端口处设有水过滤装置（18）。
6.如权利要求5所述的熔石英玻璃刻蚀装置，其特征在于：所述的水过滤装置（18）为无机过滤膜。
7.如权利要求1所述的熔石英玻璃刻蚀装置，其特征在于：所述的刻蚀液循环系统包括出液管（19）、循环泵（20）、阳离子树脂柱（21）、进液管（22），所述的出液管（19）的上端与刻蚀槽（1）的底部连接，出液管（19）的下端与阳离子树脂柱（21）的上端连接，阳离子树脂柱（21）的下端与进液管（22）的一端连接，进液管（22）的另一端经过循环泵（20）后与刻蚀槽（1）的上部连接；
8.如权利要求7所述的熔石英玻璃刻蚀装置，其特征在于：所述的阳离子树脂柱（21）填充的为杜笙ch-90、三菱px208、m4195树脂中的一种或一种以上的混合物。
