繞射元件因表面結構複雜一般在精密加工成形後其表面粗糙度便難以改進。本論文以浮動拋光法為基礎研發非接觸式之精密拋光系統用以改善繞射元件的表面粗糙度，並減少拋光過程中對繞射元件表面結構的形狀精度損失。除研製特殊之拋光系統外亦探討各項拋光參數如工件與拋光具間的間隙、工件與拋光具的相對速度、磨粒的尺寸、拋光具的種類等對於繞射元件的表面粗糙度改善與結構形貌變化之相對關係。根據研究結果顯示，本研究開發之拋光系統能夠成功降低繞射元件之表面粗糙度，且與接觸式拋光方法相較，能夠大幅減少表面結構因拋光造成之形狀精度的損失，為具可行性之繞射元件拋光方法。

Owing to the complex surface profile of diffractive optical elements (DOE), it is extremely difficult to further improve the obtained surface roughness of DOE by polishing without damaging its form accuracy. This research aimed to design and develop a non-contact precision polishing system, based on the float polishing method, to improving the surface finish of DOE and, in the same time, to preserve its form accuracy. Polishing parameters such as relative speed between the workpiece and the polishing molds, abrasive size, polishing gap, different kinds of the polishing molds were correlated to the obtained surface roughness, form accuracy and material removal rate in the present study. The results showed that the system developed in this research demonstrated good surface roughness improve rate on polishing the DOE without surrendering too much form accuracy.

目錄
致謝	Ⅰ
中文摘要	II
英文摘要	Ⅲ
目錄	Ⅳ
圖目錄	Ⅶ
表目錄	Ⅸ
符號表	Ⅹ
第一章 緒論	1
1-1前言	1 
1-2研究背景	1
1-3 研究動機與目的	2
第二章 文獻回顧與理論基礎	4
2-1 超精密拋光技術	4
2-1-1 浮法拋光(Float Polishing)	4
2-1-2 磁力研磨(Magnetic Abrasive Finishing)	5
2-1-3 磁浮拋光法(Magnetic Float Finishing)	6
2-1-4 磨料流加工(Abrasive Flow Machining)	7
2-2 繞射光學元件及拋光方法	8
2-2-1 繞射光學元件	8
2-2-2 繞射光學元件拋光	8
2-3本實驗之繞射光學元件拋光法	10
2-3-1之前提出繞射光學元件拋光法	10
2-3-2 繞射光學元件拋光	10
2-4材料移除率預測數學式	12
2-5表面終極粗度概念	16
第三章 實驗方法與設備	17
3-1 繞射元件拋光實驗	17
3-1-1繞射元件拋光實驗步驟	17
3-1-2繞射元件拋光實驗規劃與流程圖	18
3-2繞射元件拋光設備與作動方法	20
3-2-1拋光設備-主軸	20
3-2-2拋光設備-Z軸移動裝置	20
3-2-3 UV膠拋光具	21
3-2-4紫外光點光源機	23
3-2-5沉水幫浦	24
3-2-6繞射元件拋光設備建立	24
3-3檢測設備	26
3-3-1光學顯微鏡	26
3-3-2共軛焦顯微鏡	27
3-4拋光液調配	28
3-5繞射元件拋光試件	29
第四章 結果與討論	31
4-1各參數對繞射元件拋光的影響	31
4-1-1實驗中的固定參數	31
4-1-2實驗中的可變參數	32
4-2固定磨料之初拋	33
4-3主軸轉速對浮法拋光繞射元件的影響	39
4-4磨粒尺寸對浮法拋光繞射元件的影響	51
4-5拋光具種類對浮法拋光繞射元件的影響	60
第五章 結論	66
第六章 未來展望	67
參考文獻	68
圖目錄
圖2.1浮法拋光設備圖	5
圖2.2 磁力研磨機制示意圖	5
圖2.3 磁浮拋光法示意圖	6
圖2.4 磨料流加工示意圖	7
圖2.5結構表面的拋光工具示意圖	9
圖2.6之前提出之繞射元件拋光示意圖	10
圖2.7改良式之繞射元件拋光示意圖	11
圖2.8磨粒撞擊工件表面示意圖	12
圖3.1實驗規劃流程圖	19
圖3.2 NSK E400 主軸	20
圖3.3 Z軸移動裝置	21
圖3.4微硬度試驗之UV膠試件圖	21
圖3.5紫外光點光源機Lightningcure 200	23
圖3.6 Alife AE-01-1200沉水幫浦	24
圖3.7繞射元件拋光設備	25
圖3.8改良後的繞射元件拋光設備	26
圖3.9光學顯微鏡Olympus BX51M	27
圖3.10共軛焦顯微鏡KEYENCE VK-9700	28
圖3.11試件照片	29
圖3.12試件加工示意圖	30
圖4.1試件與拋光具對磨之V溝表面200倍OM圖	32
圖4.2原始試件浮法拋光3小時之V溝表面100倍OM圖	33
圖4.3固定磨料初拋前後之試件V溝表面100倍OM圖	35
圖4.4原始試件峰谷高度差量測示意圖	37
圖4.5固定磨料初拋後試件峰谷高度差量測示意圖	38
圖4.6不同轉速下之試件V溝表面100倍OM圖	40
圖4.7不同轉速之試件V溝表面粗糙度與時間關係圖	43
圖4.8不同轉速之試件V溝表粗下降率與時間關係圖	44
圖4.9 #4000，5000rpm拋光前試件峰谷高度差量測示意圖	46
圖4.10 #4000，5000rpm拋光後試件峰谷高度差量測示意圖	47
圖4.11 #4000，7000rpm拋光前試件峰谷高度差量測示意圖	48
圖4.12 #4000，7000rpm拋光後試件峰谷高度差量測示意圖	49
圖4.13 #4000，9000rpm拋光前試件峰谷高度差量測示意圖	50
圖4.14 #4000，9000rpm拋光後試件峰谷高度差量測示意圖	51
圖4.15不同磨粒尺寸下之試件V溝表面100倍OM圖	54
圖4.16不同磨料尺寸之試件V溝表面粗糙度與時間關係圖	56
圖4.17不同磨料尺寸之試件V溝表粗下降率與時間關係圖	56
圖4.18 #8000，9000rpm拋光前試件峰谷高度差量測示意圖	58
圖4.19 #8000，9000rpm拋光後試件峰谷高度差量測示意圖	59
圖4.20不同拋光具硬度下之繞射元件V溝表面100倍OM圖	60
圖4.21 UV-3076G拋光前試件峰谷高度差量測示意圖	62
圖4.22 UV-3076G拋光後試件峰谷高度差量測示意圖	63
圖4.23 SE7405拋光前試件峰谷高度差量測示意圖	64
圖4.24 SE7405拋光後試件峰谷高度差量測示意圖	65 
表目錄
表2-1繞射及傳統光學元件之比較表	8
表3-1各款UV膠曝照時間與硬度關係表	22
表3-2紫外光點光源機Lightningcure 200基本資料	23
表3-3 Alife AE-01-1200沉水幫浦基本資料	24
表3-4氧化鋁機械性質	28
表3-5試件材料性質	29
表4-1固定磨料初拋之拋光參數表	34
表4-2原始試件V溝表粗值	36
表4-3固定磨料初拋後試件V溝表粗值	36
表4-4主軸轉速為實驗變數的拋光參數表	39
表4-5 #4000，5000rpm轉速試件V溝表粗值	41
表4-6 #4000，7000rpm轉速試件V溝表粗值	41
表4-7 #4000，9000rpm轉速試件V溝表粗值	42
表4-8固定磨料初拋後V溝表粗	43
表4-9接觸式拋光與浮法拋光比較表	52
表4-10磨粒尺寸為實驗變數的拋光參數表	53
表4-11 #8000，9000rpm試件V溝表粗值	55
表4-12拋光具種類為實驗變數的拋光參數表	60
表4-13不同拋光具種類之V溝表粗值	61
 

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