第14章光学零件的胶合.ppt

第十四章 光学零件的胶合 西安工业大学 徐均琪 胶合的目的 改善光学系统象质； 减少光能损失，增加成象清晰度； 简化光学零件的加工； 保护刻划面。 胶合的技术要求 一是保证中心误差或角度误差，对于透镜，保证透镜的中心误差；对于棱镜或平面镜，保证棱镜的光学平行差。 二是保证胶合表面实现“零疵病”的胶合，即保证胶合的抛光表面不因为胶合而降低对表面疵病的要求，同时不因为胶合而影响非胶合面的面形。 第一节 概述 光学元件的结合方法 机械法——机械法是采用机械零件（如隔圈、压圈等）将若干个光学零件结合起来，构成一个复杂的光学部件的。 胶合法——胶合法是利用光学级的透明胶，将若干个光学零件胶合成复杂的光学部件。 光胶法——而光胶法是依靠零件抛光表面之间分子的吸引力，将若干个光学零件结合成复杂的光学部件。 胶合的机理 机械结合、物理吸附、静电引力、互相扩散、化学键。 胶合的主要技术要求 保证胶合透镜的中心误差； 保证胶合棱镜的平行差； 排除胶合层内的气泡； 胶层牢固； 保证胶合件的面形精度。 第二节 透镜胶合的定心 定中心方法 透射像焦点定中心 球心反射像定中心 激光干涉法定心 胶合透镜自动定心 一、透射像焦点定心 二、球心反射像定心 三、激光干涉定心仪 四、胶合透镜自动定心 将胶合中的负透镜的凸面或平面放在工作台面上，正透镜放在负透镜上，依靠零件的自重，使透镜的重心与其光轴自动重合。 第三节 胶合工艺 一、胶合材料 1、胶合后对胶层的要求: 光学性能 机械强度 耐寒性 -40~-70℃ 耐热性40~70℃ 2、对胶合材料的要求 光学性能：与光学材料接近 机械性能：膨胀系数、弹性模量、固化时体积收缩小 热学性能：-70~70 ℃热稳定性好 化学性能：稳定无毒 其他：制备简单、拆胶容易 二、胶合材料的种类 天然树脂光学胶： 热塑性、浅黄色玻璃状固体；不结晶、光学一致性好；有一定粘结力、不腐蚀玻璃；固化迅速、易拆胶；应力可消除。 缺点：膨胀系数大，使用温度范围不大。 合成树脂光学胶 光学环氧树脂胶：固化收缩小；粘接力大；机械强度高；耐高低温性能好；化学稳定性好；缺点是固化时间不易掌握；拆胶困难；所用固化剂，稀释剂有毒。 甲醇胶：光谱透过率、机械强度、耐寒性、耐热性好。缺点固化收缩大。 光敏胶 特点：透明度好；机械强度高，并有较好的柔韧性和弹性；膨胀系数小；耐高低温性能好；化学稳定性好；固化迅速，收缩率小；粘度和固化时间可以调节，使用方便；无色无味，毒性小。 缺点：拆胶困难。 其他 三、胶合工艺 四、胶合的检验 1、胶层的颜色 2、胶合件疵病 几何尺寸偏差 零件的相对几何位置偏差 表面变形 焦距 五、胶合件的脱胶及产生原因 橡树叶状或柏树叶状脱胶 光带状脱胶 点状或气泡状脱胶 倒边处脱胶 脱胶产生的原因 胶合零件的清洁 胶层内有气泡 胶层粘度和厚度控制不当 定中心时使胶层粘度降低 初聚合温度过高 固化温度过高、时间过长 有机溶剂浸入胶层 长期存放在潮湿空气中 胶层失效 六、拆胶 高温拆胶 直接法：天然树脂胶80~120℃；光敏胶120℃。 间接法：对于环氧树脂胶合件，在蓖麻油中加热到290℃；对于光敏胶合件于80%H2SO4中加热到180℃。 低温拆胶（冷冻法） 液态氧低温箱降温到-120~-150℃ 常温法 捶击拆胶 第四节 光胶工艺 一、光胶机理 二、光胶工艺 准备 擦拭 定中心 光胶 退火 三、各种因素对光胶的影响 温度 零件内部形成温度梯度的变形 周围介质温度变化时产生的变形 光胶件本身温度变化时的变形 表面清洁度 四、光胶的质量评价 光胶的优点 机械强度高 光学性能好 耐温性强 性能稳定 光胶变形小 光胶的缺点 面形精度要求高 对环境要求高 定中心困难 耐急冷性能差 光胶的适用范围 大口径 高温条件下工作 零件数目多的系统 短波波段工作的仪器 五、光胶常见问题及克服方法 * * * * 一般光学零件胶合 双组分，近无色至淡黄色流体，紫外线固化，低黏度流体。高低温度范围：-60℃ ~ 70℃ GBN-501 中小尺寸光学零件胶合 近无色透明，单组分，紫外线固化，半固态体。高低温度范围：-45℃ ~ 60℃ GGJ-2 大尺寸光学零件胶合 近无色透明，单组分，紫外线固化，低黏度流体 GGJ-1 光 学 光 敏 胶 单组分，淡黄色固体，高低温度范围：-40℃ ~ 50℃ 热胶(冷杉树脂胶，加拿大树脂胶) 大、中、小光学零件胶合 单组分，无色透明，低黏度。高低温度范围：-60℃ ~ 60℃ 甲醇胶(冷胶) 光学零件胶合 双组分，浅黄色流体，常温固化，高低温度范围：-60℃~70℃ 环氧树脂胶 光 学 胶 粘 剂 备注 主要技术性能指标 型号 名称 准备 胶合 定中心 （或校角度） 清洗 退火 * *