国产光学设备棱镜高效制造技术的工艺参数

介绍的棱镜高效制造技术工艺参数 ,是在使用国产光学加工设备的条件下依靠工装夹具的精度来保证棱镜的角精度 ,采用工装夹具上刚性盘和靠体翻转加工的方法来实现高效生产 ,由此确定的技术参数。并对高效加工的前期准备条件和要求 ,及为适应工艺要求而对机床进行的局部改进也进行了介绍     

固着磨料抛光模

<正> 金刚石微粉丸片精磨光学零件,具有操作简便,工效高,经加工后的光学零件表面光洁度好,光圈稳定等优点。近年来用固着磨料抛光模加工光学零件的新工艺也逐渐成熟起来,它具有操作简单生产效率高,不污染环境,产品质量稳定等优点,它比散粒磨料抛光工效提高二十倍。目前我厂使用的由“环氧树脂-邻苯二甲酸二丙烯酯-氧化铈”制成的抛光模,能     

光学玻璃加工技术的方向

一、光学玻璃的加工技术在过去的十多年中,在玻璃光学零件的加工方面研究了许多新技术,并在工厂中得到了稳定的应用。例如,高速抛光、刚性模成盘加工、金刚石精磨片或聚氨脂抛光层等的采用,生产率与以前相比,得到了大幅度地提高。玻璃加工技术,与本世纪中期的一般生产技术水平相比较,不能不说是相当落后的。以零件材料加工速度作例子来看,那时期金属切削速度或磨削速度,在对数座标图上几乎以直     

国产光学设备棱镜高效制造技术

棱镜制造技术采用刚性胶盘、靠体翻转加工和配以若干类特种粘接胶，在国产设备组成的高效生产线上一次性完成调整铣磨、高速精磨和高速抛光的全部加工。经过六年的实际生产检验，这项技术是成功的，经济效益是令人满意的。     

相位片角向衍射产生拉盖尔-高斯光束的实验研究

设计了一种角向分布的相位片,利用离子束刻蚀技术加工成0和π二级的相位片.利用角向衍射理论对相位片的衍射场分析表明,衍射场为拓扑指数相反的两束拉盖尔-高斯光束的叠加场.用直径为4 mm的近平行光照射相位片,获得径向指数为零,拓扑荷相反的叠加拉盖尔-高斯光场.采用较大孔径的光束入射时,仍为拓扑荷相反的两束光的叠加,但径向指数会发生变化. 关键词： 信息光学 拉盖尔-高斯光束 相位片 离子束刻蚀     

高重频飞秒激光高效加工太赫兹滤波器核心结构

高频太赫兹滤波器的核心结构具备跨尺度、大去除量、高精度等特点,为实现核心结构高效精密加工,加工技术的选择尤为重要。与常见的机械加工、光刻工艺、MEMS等技术相比,飞秒激光加工技术具有材料普适性强、流程简单、可实现薄壁结构精密加工等优点。以中心频率850 GHz的太赫兹滤波器核心结构设计为输入,利用飞秒激光加工技术开展太赫兹滤波器核心结构的加工实验研究。考虑到低重频飞秒激光不满足高效加工的实际要求,选择高重频飞秒激光作为加工光源,在加工策略精准设计和加工参数精准优化的条件下,实现了高频太赫兹滤波器核心结构的高效精密加工。研究结果表明,高重频飞秒激光加工的太赫兹滤波器,其中心频率测试值与设计值接近。因此,高重频飞秒激光加工技术成为太赫兹滤波器核心结构加工的可选手段。     

基于激光回馈的波片在盘位相延迟测量系统

 利用激光回馈测量波片相位延迟精度高的优越性,以激光回馈技术为基础,实现光学波片的在盘测量,即在加工过程中,波片光胶于光胶盘的状态下测量波片位相延迟,以提高波片生产效率和成品率。采用凹面镜作为回馈镜以提高回馈信号调制深度,对激光回馈内、外腔长进行稳定,提高了系统可靠性;研究了波片与光胶盘光胶对波片测量的影响,提出并验证了在光胶盘上开孔,在打孔的光胶盘上光胶、加工、测量波片的新工艺,最终实现了波片在盘测量,测量长期重复性优于1°,经过激光频率分裂系统校正后,系统精度优于0.5°。     

基于Levenberg-Marquardt算法的大型非球面镜轮廓数据处理方法

大型非球面镜通过加工 检测 再加工 再检测的制造工艺以满足面形精度要求,根据检测后的轮廓数据准确评定面形是提高再加工精度的关键。为解决抛光前镜面的面形评定问题,采用基于信赖域法则的Levenberg Marquardt算法对参数进行拟合、误差补偿以及面形评定。利用Code V仿真分析算法性能,构建大型非球面轮廓仪测试抛物面加工件,对实测数据经过32次迭代得到元件参数及轮廓残差曲线,收敛精度为1.1610-21。实验表明:该算法可对大型非球面镜轮廓数据进行高效准确的拟合、评定,为进一步提高再加工精度提供可靠依据。     

螺纹数控车削加工的工艺分析

螺纹加工方法最常见的是数控车削加工.探讨数控车削加工时根据不同的加工精度、不同的加工材料,分别选取不同的编程指令、不同的工件装夹方式、不同的加工刀具、不同的切削参数等,在实际螺纹数控车削加工中的合理性.探析螺纹数控加工的特殊性,探索如何实现精确控制螺纹数控车削加工,以及在实际加工中生产出高效、高精、稳定可靠的螺纹产品.     

晶体光学零件的光胶工艺研究

以一直径为Φ20mm、平行度为10″的晶体锗窗口零件为例,介绍了晶体窗口零件加工中的关键技术。由于该零件直径小,平行差精度要求特别高,且为单晶锗材料,因此要高质高效地加工出符合技术指标的零件有相当的难度。在研究中摒弃了人们常说的晶体零件无法进行光胶的思想,大胆尝试“光胶”的方法,并结合工艺研究中经常出现的问题,有针对性地提出一套加工高精度晶体零件的控制措施。通过该措施的实施,能够很好地加工出高质高效的晶体窗口零件。实践证明：该方法适于批量加工;合格率高;能够满足设计的高精度需求。     

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。     

中高精度镜片的高效线加工

本文提出了用现有高效线设备批量加工中高精度镜片的方法。对于表面疵病要求Ⅲ级以上的镜片来说，在其它材辅料都能符合要求的情况下，通过采用增加精磨工序、人员调整和改进修模方式后，基本上能实现中高精度镜片的批量生产。     

Simple and high efficient optical trapping using a cylindrical lens and a single plane wave of incidence

We suggest a simple and high efficient method for trapping particles in the evanescent field. In this method, a single plane wave is normally incident on the cylindrical surface of a cylindrical lens and then incident on the plane surface of the lens at an angle larger than the critical angle. Multiple reflections of light within the cylindrical lens create two evanescent waves with different directions in the transmitted field. Interference of two evanescent waves comes into being a standing wave which can stably trap particles close to the top of the cylindrical lens. Based on the Rayleigh approximation, we obtain analytical expressions of optical force acting on a Rayleigh particle placed in the vicinity of the lens. We find that the trap stiffness and trap depth is dependent on the radius of the cylindrical lens, wavelength and polarization of light, and incident angle at the lens–liquid interface.     

棱镜分光光谱仪的光学系统设计与光谱特性计算

设计了离轴全球面成像光谱仪和离轴校正透镜棱镜分光成像光谱仪两种光学系统.在离轴全球面成像光谱仪的基础上,提出了改进型离轴校正透镜光谱仪,仅采用一个色散棱镜,避免了大口径同心透镜;有效校正了大视场像差,色散非线性修正效果显著.通过调节离轴角和光谱仪的焦距控制了畸变,补偿了与波长相关的狭缝弯曲,减小了残余像差,并降低了整个光谱仪工程实施的难度.从工程合理性、加工可实现性和光学性能等方面比较了两个系统的特点,推导和给出了光谱分辨率和狭缝弯曲的计算结果.从设计结果看,改进型离轴校正透镜光谱仪的传递函数最小值大于75％,而离轴全球面成像光谱仪的最小值只大于60％.从加工难易程度看,离轴全球面成像光谱仪采用一个接近Φ200 mm的石英透镜,其透射材料远不如改进型离轴校正透镜光谱仪透镜材料的均匀性和面形准确度高,而且大口径透镜大大增加了制备难度和成本.从工程布局看,改进型离轴校正透镜光谱仪充分考虑了与机械结构的匹配,狭缝与第一面反射镜的轴向距离较合理.从光谱特性看,两个光学系统的光谱分辨率结果基本接近,离轴全球面成像光谱仪光谱弯曲结果略好于离轴校正透镜结构.因此,综合比较得出离轴校正透镜光谱仪是最佳的选择方案,该系统可应用在短波红外波段的光谱成像的遥感探测.     

Discussions on on-machine measurement of aspheric lens-mold surface

At present, regarding to the machining of aspheric lens mold, there are two major methods to carry out the on-machine measurement (OMM) — contacting method (CM) and non-contacting method (NCM). Here such two methods are reviewed in detail. CM is mainly based on the contacting probe which is scratching aspheric surface of lens mold to achieve profile data. To be efficient, an idea with 45° tilt of probe is proposed for OMM of lens mold by Suzuki. But generally speaking, the contacting OMM is not so efficient and can only deal with axisymmetric aspheric lens mold. On the contrary, NCM mostly uses laser to achieve aspheric profile without any contact. On ultra-precision lathe, laser scanning system or laser interferometer is mounted on the frame of lathe and transfers measurement data to machining system efficiently. However, most NCMs need stable environment and low working noise except instantaneous phase-shifting shearing interferometry (IPSSI). Therefore, a new idea about IPSSI is proposed in this paper to realize OMM of lens molds. Unfortunately, it's also difficult to test the high numerical aperture aspheric or free-form lens molds. By comparison, the newly-developed fringe reflection (FR) method is becoming the promising method because it features the high efficiency and high accuracy. However, this method has not been used for OMM system yet. Much research should be conducted for FR OMM technology.     

等厚型平板菲涅尔透镜设计与研究

针对当前曲面菲涅尔透镜普遍存在的加工工艺复杂、面型精度难于控制、制作成本较高等问题,在研究非等厚型平板菲涅尔透镜设计方法的基础上,提出一种中心透镜为球面、外侧环带为倾斜面的等厚型平板菲涅尔透镜的设计方法,给出了具体的设计实例,并进行了建模和光学仿真,模拟结果表明:该菲涅尔透镜设计的光学效率达到90.7%。     

Wettability conundrum: Discrepancies of soft contact lens performance <Emphasis Type="Italic">in vitro</Emphasis> and <Emphasis Type="Italic">in vivo</Emphasis>

The recognition and appreciation of soft contact lenses as simple, efficient and aesthetically gratifying vision-correction devices is ever growing, especially among younger population. Stable thin tear film uniformly spread over corrective lens surface is essential for acute vision, and also for comfortable and safe contact lens wear. The significant efforts have been invested by the contact lens industry to develop soft lens surface that is completely wet by tear aqueous in the ocular environment. Number of the publications dedicated to the wettability properties of the soft hydrogel lenses is on the steady rise. However, the clinical results show that no unambiguous correlation emerges when lens surface wettability in vitro is judged against tear film stability evaluated in vivo. This paper assesses and compares the modern techniques used for evaluation of soft contact lens surface wettability and reports some findings regarding relations between lens surface wettability in vitro and in vivo.     

200万像素手机摄像镜头的设计

为了适用手机这一特殊领域对微型化和简单化的摄像镜头的需要,在传统球面玻璃镜片基础上结合非球面透镜理论,运用CODE V优化出一个用于可见波段且生产成本低廉的三镜片定焦摄像镜头系统。该镜头总长度小于5mm,并且有着很好的成像效果。为了结构紧凑并且能最大限度地降低生产成本,在结构设计中采用球面的玻璃镜片和非球面的塑料镜片,镜头的适应像素尺寸是2.52μm×2.52μm,相应的尼奎斯特频率是196条/mm,相关的调制传输函数值在尼奎斯特频率的1/2时达到40%,所成像面的球差控制在-0.05mm～0.05mm之内,最大畸变小于0.17%。该镜头可满足手机摄像镜头200万像素的要求。     

Lens distortion elimination for improving measurement accuracy of fringe projection profilometry

Fringe projection profilometry (FPP) is a powerful method for three-dimensional (3D) shape measurement. However, the measurement accuracy of the existing FPP is often hindered by the distortion of the lens used in FPP. In this paper, a simple and efficient method is presented to overcome this problem. First, the FPP system is calibrated as a stereovision system. Then, the camera lens distortion is eliminated by correcting the captured images. For the projector lens distortion, distorted fringe patterns are generated according to the lens distortion model. With these distorted fringe patterns, the projector can project undistorted fringe patterns, which means that the projector lens distortion is eliminated. Experimental results show that the proposed method can successfully eliminate the lens distortions of FPP and therefore improves its measurement accuracy.     

折衍混合光学系统超宽温消热差设计

利用折衍混合结构设计了超宽温范围内的光学被动式消热差Petzval物镜,系统工作波段为3.2～4.5 m,视场角为8.42,焦距为95 mm,后工作距为60.5 mm。使用锗和硅两种材料,引入了2个非球面和1个衍射面, 实现了消热差和结构简单轻量化,该系统在－80～200 ℃范围内, 调制传递函数(MTF) 优于0.7,接近衍射极限, 成像质量良好,该系统适用于像元尺寸为35 m、像元数320240的非制冷红外焦平面阵列探测器。