非球面塑料透镜注射型芯工艺探讨

本文来自于作者的实践。介绍了加工方法及测量问题。重点叙述了加工中的一些关键,同时也提供了国内外在这方面的进展情况。     

塑料透镜应用技术及其发展动向

本文根据大量的资料总结了各种塑料透镜材料及其特性,并阐述了塑料透镜的种类及其应用。文章还介绍了各种塑料光学零件的加工工艺,并指出其中的若干关键问题,及塑料光学元件的开发情况和发展方向。     

塑料光学零件的型芯材料

本文是作者在实践中的研究成果与总结。介绍了透明塑料光学透镜、棱镜注塑模具型芯常用材料应具备的基本特性及选取原则。同时还介绍了实践中碰到的一些具体问题,期望与同行共同探讨。     

光学塑料的发展与应用

简述光学塑料的发展与应用,介绍光学塑料的品种及性能,塑料透镜的种类和对材料的要求,对今后的发展动向和技术关键进行了探讨。     

具有良好光学表面的玻璃透镜模压成形技术

介绍具有良好光学表面的玻璃透镜模压成形技术的发展现状和利用这项技术制造玻璃透镜的方法及其关键的技术问题。     

倒锥透镜型塑料光纤连接器光学特性研究

提出一种基于倒锥透镜光纤端的新型塑料光纤连接器.为了增大光纤的数值孔径,降低光纤端面对于对准准确度的要求,连接器的光纤连接端面制成倒锥透镜形状.利用截断法对该类型连接器的光学特性进行了测试.1 m长光纤跳线总损耗有75.7％集中在5.4 dB～6.0 dB之间,连接损耗70.7%集中在2.1 dB~2.7 dB之间,同一组跳线插拔200次连接损耗有95％集中分布在2.2 dB～2.58 dB.实验结果表明：倒锥透镜型塑料光纤连接器可以满足“光纤入户”对连接器性能的要求.     

一种测薄透镜光学参量的简便方法

此法适用于透镜两球面曲率半径相等的等凸、等凹透镜的测量．一、实验装置与测量方法如图1所示，在光具座上依次放上小灯、毛玻璃、有箭头孔的物屏和待测透镜．图1测量装置简图共轴调节后，使待测透镜贴近物屏，然后逐渐远离物屏，直到在物屏上看到清晰的、与物等高倒立的实像为止，设此时透镜与物屏间距离为S．在本文中，S是个重要的量，由它可以方便地求出透镜的各光学参量．下面给出用S表述的透镜焦距人折射率n。、两球面半径r．因两球面半径相等，故均用r代之；在本文第3节中将证明，当待测透镜为等四透镜，其当符测透镜为等凸透镜，…     

论透镜高效加工生产线的重复精度

本文讨论保证透镜高效加工生产线重复精度的两个基本条件:1.加工工序系统间合理的衔接关系;2.加工工序系统中工艺系数的最佳匹配关系。     

光学双焦非球面圆柱面塑料集光透镜模芯制造技术

介绍一种由一面为圆柱面 ,另一面为非球面圆柱面构成的尺寸较小的光学塑料集光镜模芯制造技术。产品技术要求 F1=∞ ,F2 =4 5 ± 0 1mm ,集光效率 >85 %。内容包括CAM软件开发、线切割加工工艺、研磨抛光技术。采用该工艺制造的模芯经检测 ,表面粗糙度Ra=0 0 35 μm ,面形误差为 0 63μm。用该模芯加工的塑料产品经美国有关公司检测 ,F1=∞ ,F2 =4 5± 0 1mm ,集光效率≥ 90 %,质量达到了设计和使用要求 ,目前已批量生产。     

自由曲面光学透镜的图像变换面形测量系统与精度建模

为了解决自由曲面光学透镜光学表面面形的高精度测量问题 ,提出了一种可用于自由曲面光学透镜面形测量的图像变换光学曲面面形测量系统。从测量系统的测量原理出发 ,分析了测量过程中各种误差对测量精度的影响 ,推导出了自由曲面光学透镜的图像变换面形测量系统的测量误差公式 ,建立了自由曲面光学透镜的图像变换面形测量系统的测量精度数学模型 ,得到了该测量系统具有很高测量精度的结论 ,并且用实验给予验证。     

高精度虹膜识别光学镜头的研制

针对虹膜识别系统中难于获取高分辨率的虹膜图像问题,设计一款高精度虹膜图像采集摄像镜头。镜头焦距14.2 mm, 畸变小于0.15%,像方数值孔径为0.26,像面直径为5.35 mm,工作距离130 mm,物像共轭距为150 mm。光学系统可获得高分辨率图像,在0.7视场光学传递函数MTF在120 lp/mm时大于30%。镜头由4片球面透镜构成,结构简单,适合产业化生产,各项光学指标检测结果达到设计要求。     

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。     

超薄光学元件精密加工关键技术

针对超薄光学元件在加工过程中因重力和磨头产生应力形变的特点,提出了一种高效、先进的超薄光学元件综合加工方法。该方法综合运用了精密铣磨、精密抛光、离子束修形等先进技术进行面形控制。在铣磨阶段采用受力分析和误差补偿的方法降低了元件变形引入的面形误差;在抛光阶段通过气囊抛光和沥青抛光的迭代实现了面形快速收敛;在离子束加工阶段充分利用其非接触、无应力的加工特点实现了高精度面形修正。实验选择径厚比为34(边长152 mm,厚度6.35 mm)的方形融石英材料进行加工实验。结果表明:在铣磨、抛光、修形阶段的各项指标都达到了精密光学元件的加工水平,最终的面形精度为PV=25 nm,RMS=1.5 nm。该加工方法可以广泛应用于超薄光学元件的高精度加工。     

Optimization of 350× optical zoom lens with diffractive optical element

Through researching and validating, a set of optical designs using a diffractive optical element (DOE) and optimization process has been derived in this paper. We put forward a set of theories to solve the numerous quality issues in imaging and applied it to an optical design. For an optical design to be successful, it must comply with the standards of the optical system. Optical designers must also take into consideration imaging quality, wherein the most influential aspects are chromatic aberration and monochromatic aberration. We complied with systemic standards such as effective focal length and total system length. Diffractive Optical Element, based on the theory of wave phase difference, takes advantage of negative Abbe number, which might significantly eliminate chromatic aberrations of optics. Following the advanced technology applied to micro lens and etching process, precisely made micro DOE element now is possible to be manufactured in a large number. A 350× zoom lens with DOE is demonstrated in the proposal. The results show that regardless of whether chromatic aberration is axial or longitudinal, issues concerning the optical lens's chromatic aberration could be significantly reduced.     

光轴平行于界面的单轴手征介质中的负折射研究

研究了光轴平行于界面时单轴各向异性手征介质中实现负折射的条件, 并详细分析了该介质中两个本征波在不同电磁参数和手征参数下折射角随入射角的变化规律. 结果表明, 利用单轴各向异性手征介质实现负折射, 条件更加宽松, 甚至在弱的手征参数下也可能实现负折射, 且在不同的介电常数、手征参数和入射角下, 该手征介质中两个本征波的相折射角存在很大的差异, 在特殊条件下, 某一个或两个本征波不能在介质内传播.     

基于自动对焦技术的透镜曲率半径检测

为实现光学透镜曲率半径的快速准确测量,设计了一种基于自动对焦技术的非接触式透镜曲率半径测量方案。测量系统分别在被测透镜表面的顶点位置和曲率中心位置自动对焦,系统所记录的两个位置之间的距离即为曲率半径。针对透镜曲率半径检测应用,对自动对焦技术进行了改进:将连通区域提取技术应用于定位目标图像,提高了清晰度评价函数的灵敏度;利用均值比较法和三点法改进了传统爬山搜索策略。实验结果表明:基于自动对焦技术的透镜曲率半径检测是有效的,测量误差低于0.196%,测量重复性好于0.109%。该方法已经成功应用于透镜曲率半径测量仪。     

轨迹成型法加工球面光学零件面形精度分析

分析了轨迹成型法加工球面时影响零面形精度的多种因素，其中包括：工件回转轴与摆动轴不共面误差，工件回转轴与砂轮轴不共面误差，工件回转轴径向跳动、摆动误差，轴向窜动工件摆动轴的径向跳动以及砂轮的振动等因素对工件面形精度的影响。为了提高工件面形精度，首先应提高各回转轴和移动件的制造精度和减少配合误差，使其静刚度和动刚度提高，这是保证面形精度的最重要和基本的条件。     

自由曲面光学透镜注射成型误差因素研究

自由曲面光学透镜注射成型误差对其光学性能将产生直接影响。注射成型过程中，注射工艺参数组合的优劣，直接影响成型误差的大小。为了获得高精密度的光学元件，就热塑性塑料的注射温度、模具温度、注射压力、保压压力及保压时间等主要工艺参数，对注射成型误差的影响进行综合研究,并且进行了实验验证。研究结果表明：适当提高注射温度与模具温度，同时采用高压注射、高压保压以及快速保压工艺，可显著降低注塑工件的体积收缩率，显著提高面形精密度，其光学表面面形误差小于0.1μm。可为注射工艺设计提供合理的依据。     

大口径精密光学调整架的优化设计

针对大功率激光检测技术发展中精密光学调整架存在的刚度不足的问题,设计了一种适合装调大口径光学镜片的精密光学调整架结构,并建立其力学模型,分析其动力学性能,通过420 mm大口径球关节调整架结构俯仰模态理论的分析和实验测试数据之间对比,找出导致调整架结构谐振频率变差的原因。采用优化设计后的大口径调整架第一阶俯仰模态的频率为157.788 Hz,能够很好满足在强振源下的工作需要。