YAG由于具有良好的导热性,抗光照稳定性等一系列优良的机械物理性能和稳定的化学光学性能而被广泛用作激光增益介质。随着对YAG器件性能要求的不断提高,单晶YAG在制备尺寸上受到限制,因而在制备大输出功率YAG器件上受到约束。多晶YAG陶瓷虽然不受到尺寸上的限制,但是加工过程中晶间高差的出现会影响表面质量并影响激光器的使用性能。因此,为了提高YAG激光器的输出功率,需要对多晶YAG陶瓷进行研磨抛光。本文采用研磨抛光工艺对多晶YAG陶瓷进行加工,主要研究内容如下:1.开展多晶YAG陶瓷固结磨料的研磨试验,分析了磨粒粒径对表面粗糙度,表面形貌和材料去除率的影响规律。首先确定了粗研阶段采用粒径为18μm的金刚石磨粒,精研工艺分别选用粒径为9μm和5μm的金刚石磨粒。然后研究了加载压力和转速对晶体表面损伤的影响规律,并最终对研磨工艺进行了优化。2.开展多晶YAG陶瓷的化学机械抛光试验,一方面研究了抛光阶段的表面形貌及表面粗糙度随时间的变化规律;另一方面研究了酸碱性、加载压力、磨粒浓度、粒径对晶体表面质量的影响规律。另外,明确了抛光中晶间高差是影响表面质量的主要因素,解释了抛光过程中晶间高差的产生机理以及演变规律。3.建立了多晶YAG陶瓷抛光的晶间高差数学模型,分析了多晶YAG陶瓷在化学机械抛光过程中晶间高差的形成机理及演变机制,定量的揭示了磨粒粒径和磨粒浓度与晶间高差的规律并进行了验证试验。试验结果与理论模型相吻合。4.研究分析了酸性和碱性条件下晶间高差存在明显差异的机理。利用XPS检测技术,分析了酸性和碱性条件下硅溶胶与多晶YAG陶瓷的化学反应机理,证明化学反应产物均生成了硬度较低的硅酸铝和硅酸钇。同时,进行单晶YAG的材料去除试验,验证了不同酸碱性下的化学反应速率差异。5.为了进一步实现化学作用和机械作用的平衡从而对晶间高差有效抑制,配置了一种氧化铝磨粒和硅溶胶混合抛光液来进行化学机械抛光。经过工艺优化试验,最终确定当氧化铝浓度为3 wt%,胶体二氧化硅浓度为10 wt%时表面粗糙度达到最小值Sa 0.28nm。表面无划痕等缺陷,达到了世界领先水平。