轨迹成型法加工球面光学零件新原理的研究

针对在现行球面光学零件加工的基本工序中存在的问题，提出了用轨迹成型法加工球面光学零件的新原理，并对其进行了深入研究。轨迹成型法加工新原理是零件在自身旋转的同时，以某一设定的曲率半径摆动的复合运动与磨轮的圆周运动相互干涉，形成凸或凹的球面。此加工原理的机床能够使加工工序集中化、磨床多用化、加工范围扩大化，而且使工件的面形精度和表面粗糙度容易得到保证，并且加工效率得到了提高，加工成本得到了降低。因此，该加工原理具有广泛的推广应用价值。     

轨迹成型法加工光学零件磨床中的微进给电控装置的研究

本文提出了一种在轨迹成型法加工光学零件磨床上实现脆性材料超精密磨削的微进给电控装置。试验表明,在轨迹成型法加工光学零件磨床上应用本装置对光学透镜进行磨削后,工件表面粗糙度可达Ｒａ＝０．０２μｍ,能够达到光学零件精磨的粗糙度要求。     

多功能非球面光学加工机床的设计与改装

本文介绍了精化设计改装的多功能非球面光学加工机床的结构原理、技术参数、各种非球面光学零件的成型与抛光方法。该机床可加工球面、平面、回转二次非球面、圆柱面、椭圆柱面、超环面以及简形非球面等多种光学零件。文章从工艺角度出发进行了机构运动学分析,并介绍了超光滑非球面加工的应用实例,指出了现有机床的优缺点和进一步探讨的方向。     

圆锥体上截取二次曲线的误差分析

建立了采用轨迹成形法加工二次非球面光学零件的数学模型,给出了相关变量的误差公式,并以某炸弹的导引头上的非球面透镜作为实例,分析了相关变量对轨迹形状误差的影响。     

计算机控制光学表面成形法初值的确定

介绍了计算机控制光学表面成形法的原理,分析了几种非球面度的测量方法,研究了非球面度的不同计算方法对采用计算机控制光学表面成形法加工非球面的影响。从光学零件加工的角度对计算机控制光学表面成形法初值的确定进行了探讨。     

非球面聚光镜成批制造

<正> 现代光学、光电系统和仪器的组成,在很多情况下若不采用非球面光学零件就不能实现。然而,制定非球面光学零件的加工方法,特别是需成批生产时显得很困难。因此,目前国内外都在加紧研究制定非球面光学零件的加工方法,其中包括非球面聚光镜的成批生产方法。本文论及的是成批制造凸椭圆轴对称聚光镜的设备、工艺过程和检测方法的制定和     

聚光镜非球面凸透镜的成批制造

大多数情况,制造要求高的现代化光学和光-电系统的仪器,均需采用非球面光学零件。同时,制造非球面零件的加工方法,特别是成批制造非球面零件的加工方法甚为局限。所以,现在无论是在国内,或是国外,都致力于研究成批制造非球面光学零件(其中也包括聚光透镜)的制作方法。此项研究工作在于成批制造椭圆形聚光镜轴对称凸透镜所用的设备、编制工艺     

小口径非球面加工技术及装备综述

小口径非球面零件是一种非常重要的光学零件。介绍了国内外小口径非球面超精密加工技术的发展现状和装备。对单点金刚石车削、超精密磨削、透镜成型、超精密铣削和特种加工技术进行了综述。指出了小口径非球面加工的发展趋势和产业化需要解决的问题。     

《光学技术》2005年总目次

第一期·光学工艺·抛光对光纤连接器回波损耗的影响………………………………………………………………刘德福段吉安钟掘(38)永磁流变抛光纳米精度非球面技术研究…………………………………………………………程灏波王英伟冯之敬(52)轨迹成型法加工非球面光学零件新技术的研究……………………………………………朴承镐王院生王鹤岩等(58)·光学测量·交会对接航天器间相对位姿参数单目视觉测量的解析算法……………………………………张世杰曹喜滨李晖(6)CCD比色测温中工作波长与带宽的选择…………………………………………………………     

光学零件加工主要难点的分析

本文根据光学零件在当今科学技术中的重要作用,阐述了球面及非球面光学零件的各种加工方法及其难点,讨论解决加工难点的方向和可行方法。     

一种高效率小口径非球面数控抛光方法

自主设计研制的非球面数控抛光机采用气囊式抛光工具,可抛光100mm以下的非球面光学零件,针对口径35mm凹非球面透镜(顶点曲率半径R=-108.14mm的双曲面),研究了非球面的抛光工艺,并确定了相关工艺参数,抛光时间大约为20min,第二次次抛光后元件面形精度达到1.08μm,满足了该零件的使用要求。相对于现有设备美国Precitich公司的Microfinish 300型CNC非球面抛光机,该抛光设备实现了中等精度要求的小口径非球面元件的高效数控抛光。目前该抛光机已经成功地应用于某光学系统非球面零件的批量生产中。     

轨迹成型法精密磨削加工机床的精度分析

为了保证用轨迹成型法加工光学零件的面形精度,对精密磨削机床影响工件面形误差的因素进行了理论分析。推导出机床调整机构可消除误差的公式。并以误差公式计算出的误差值来调整机床的微调机构,可达到减少面形误差,进而保证面形精度的目的。     

矩形离轴非球面反射镜双摆法加工与检测

介绍了一种轻质矩形离轴非球面反射镜的加工与检测方法.针对矩形离轴非球面镜这种直角效应的加工难点,提出双摆式加工工艺,并设计改造双摆式加工机床使该方法得以实现.采用该方法加工完成某多光谱仪光学系统中4块矩形离轴非球面反射镜(其中最大尺寸为266 mm×110 mm),最终加工得到的面形精度均优于0.020λ(RMS, @633 mm)的设计指标要求.加工结果表明,用该加工技术既提高了光学加工效率又利于得到较为平滑的面形质量.     

Ring beam shaping optics fabricated with ultra-precision cutting for YAG laser processing

In this study, a method for generating ring intensity distribution at a refraction-type lens with an aspheric element was proposed, and the beam shaping optical element was finished using only ultra-precision cutting. The shape of the optical element and its irradiance pattern were determined from numerical calculation based on its geometrical and physical optics. An ultra-precision lathe was employed to fabricate beam shaping optical elements, and acrylic resin was used as the material. The transmittance of an optical element (a rotationally symmetrical body) with an aspheric surface fabricated using a single-crystal diamond tool was over 98%, and its surface roughness was 9.6 nm Ra. The method enabled the formation of a circular melting zone on a piece of stainless steel with a thickness of 300 μm through pulse YAG laser (λ 1:06 μm) processing such that the average radius was 610 μm and the width was 100–200 μm. Circular processing using a ring beam shaping optical element can be realized by single-pulse beam irradiation without beam scanning.     

五轴加工中心范成铣磨离轴非球面研究

离轴非球面作为非球面的一部分,是空间光学系统、天文学和高精度测量系统不可或缺的光学器件.针对空间光学对离轴非球面光学元件制造技术的重大需求,开展了离轴非球面反射镜的精密铣磨加工技术研究.分析了五轴联动范成法铣磨离轴非球面的原理,将离轴非球面所在的同轴母镜离散为一系列不同半径的球面环带,将工件坐标系建立在待加工离轴非球面...     

A novel definition method of optical asphericity

In view of the fact that methods for calculating asphericity of optical aspheric surface are nonuniform, a novel definition method named least maximal error method is proposed on the basis of an analysis of the common calculating methods. It fully unifies the asphericity calculation for conicoid and high-order aspheric surface. It finds the best-fitting spherical surface, notes the maximum deviation between aspheric surface and the best-fitting spherical surface minimum, and this maximum deviation is defined as the maximal asphericity of aspheric surface. The theory of the definition method and some calculation examples are put forward. The method is suitable for computer programming and its result is accurate.     

基于固定校正元件的椭球形窗口光学系统设计

提出了一种基于非球面固定校正元件的椭球形窗口光学系统设计方法。结合广义科丁顿公式及几何光学原理,推导出非球面校正元件的像散表达式,在此基础上,以消像散和正弦条件作为非球面校正元件像差评价参数,采用最小二乘法拟合出满足消像散及彗差的非球面面形方程。并建立以泽尼克(Zernike)多项式特殊优化函数取代传统的光学系统评价函数,克服了采用传统光学设计方法设计椭球形窗口光学系统时系统评价函数收敛缓慢的问题。成像光学系统设计时通过比对不同材料匹配实现了光学系统的无热化。给出了完整的椭球形窗口光学系统的设计,设计结果表明,系统的调制传递函数在整个扫描视场范围内接近衍射极限。     

轴对称非球面超精密磨削的几何模型研究

超精密磨削轴对称非球面光学器件是提高加工效率和加工精度的有效方法。根据轴对称非球面的轴对称性采用了加工简便的二轴联动超精密磨床,给出了NC加工中的砂轮中心位置计算的几何模型,分析了加工中影响精度的主要误差源及所产生的误差,提出了相应的误差补偿策略,并给出砂轮形状改进方法。