高精度中小11径非球面修抛技术研究

为实现高精度中小口径非球面的加工，介绍了一种非球面修抛技术。基于Preston假设，将抛光过程描述成一个线性方程，计算得到材料的去除量与抛光时间、抛光压力和零件转速之间的函数关系。设计了整体修抛法和环带修抛法两种方法，在数控抛光的基础上，对口径为Ф117mm的凹抛物面和口径为Ф17mm凸双曲面进行修抛，修抛后非球面的面形精度PV值为0．184μm，RMS均小于0．032μm，达到了工程化应用要求，实现了中小口径非球面的高精度加工。     

超薄LiTaO3晶片的键合减薄技术

在制造红外热释电探测器阵列过程中，需要利用超薄钽酸锂(LiTaO₃)晶片作为红外热释电探测器件的敏感层。通常LiTaO₃晶片的厚度远厚于红外热释电探测器件要求的厚度，所以需要采用键合减薄技术对LiTaO₃晶片进行加工处理。键合减薄技术主要包括：苯并环丁烯（BCB）键合、铣磨、抛光、加热剥离、刻蚀BCB。加工后得到面积为10mm×10mm、厚度为25μm的超薄单晶LiTaO₃薄膜，晶片厚度、表面粗糙度和面形精度比较理想。测得了LT晶片减薄后的热释电系数为1.6×10^-4Cm^-2K^-1。得到的单晶LiTaO₃薄膜满足红外热释电探测器敏感层的要求。     

高Q值半球谐振子精密加工技术研究

半球谐振子的机械能量损耗包括材料本征损耗、空气阻尼损耗、支撑损耗、热弹性损耗和表面损耗等,直接影响了半球谐振子Q值。通过分析这些能量损耗的数学模型,总结出半球谐振子的关键技术指标是材料性能、形位精度和表面粗糙度。综合考虑半球谐振子的精度和工程化应用,提出了一套高精度半球谐振子加工工艺,经过精密磨削、精密抛光和化学抛光后,加工得到的谐振子球面圆度小于0.25μm,表面粗糙度小于15 nm,品质因数大于5.2×10⁷。对高精度半球谐振子加工和半球谐振陀螺制造工程化具有重要的指导意义。     

超高Q值mm级晶体回音壁微腔加工

回音壁微腔具有超高Q值和极小的模式体积,在微波光子系统、非线性光学和量子光学等领域中具有广阔的应用前景。通过分析mm级氟化镁(MgF₂)晶体回音壁微腔的损耗因素,确认了影响回音壁微腔品质因数的主要指标为材料等级和表面粗糙度。设计了mm级MgF₂晶体回音壁微腔的结构形式,使用DUV级MgF₂晶体,如果回音壁微腔表面粗糙度小于0.7 nm,则MgF₂晶体回音壁微腔的极限损耗理论计算值为4.781×10^-11,对应的极限Q值为2.09×10¹⁰。通过对MgF₂晶体回音壁微腔进行粗成型、精密车削、精密抛光,实现了高品质因数的微腔制造。测试结果表明,回音壁微腔的表面粗糙度Ra值为0.669 nm、微观形貌PV值为6.767 nm、品质因数为2.054×10⁹@1 550 nm。     

半球谐振子外球面加工原理误差分析及实验研究

通过对“范成法”加工半球谐振子外球面的机理分析,推导出外球面曲率半径的计算公式,分析出影响谐振子外球面形状误差的主要因素为砂轮的形状误差、机床的轴系定位偏差和机床旋转轴的跳动。砂轮形状误差包括砂轮中径误差和砂轮刃口半径误差,机床轴系定位偏差包括X、Y和B轴定位偏差,机床旋转轴跳动包括径向跳动和轴向跳动。通过优化外球面加工工艺参数,加工得到的谐振子外球面圆度小于0.25μm,同心度小于0.4μm,表面粗糙度小于0.02μm,谐振子品质因数大于2.6×10⁷。     

高精度玻璃打孔技术

光学零件制造领域中,用传统的方法在微晶玻璃上加工高精度内孔存在很多困难,如钻孔时常出现椭圆、中心偏、锥形、爆边等问题。为了解决这些问题,利用简单的钻床和万能外圆磨床设备,在微晶玻璃上完成钻孔、扩孔、磨边加工后,得到了内孔尺寸精度为0.01mm、内孔与外圆同轴度为0.01mm的高精度圆孔。生产实践表明：该工艺重复性良好,加工性能稳定。不仅解决了玻璃钻孔常见问题,而且得到了高精度玻璃内孔。