2-3 切削与研磨.pdf

2-3 切削與研磨 光學系統是由光學元件組成 ，目前最普遍的材料是光學玻璃 ，而 使用研磨技術是歷史久遠的製程 ，以下是光學廠製造鏡片的方式 。 2-3.1 切削 切削是鏡片製程第一道程序 ，目的是將粗胚如圖2-6 ，切削接近 圖面規格的厚度（大約是在 CT 上限規格多 0.1mm，將粗胚 CT=4.2mm 切削成 2.6mm ），以及相同的曲率半徑 （將粗胚 R1=7.5 切削成 7.0 ， R2=8.6 切削成 10.5），如圖 2-7 切削示意圖 。 圖 2-7 切削示意圖 。 2-3.2 研磨 將切削後之鏡片利用研磨盤上之研磨劑加壓 ，並相對旋轉 ，去除 鏡片表面之粗糙度 ，使其表面光滑，並且接近圖面規格之中心厚度（大 約是在 CT 上限規格多 0.01mm ）、曲率半徑 ，謂之粗磨(lapping) 。 44 將粗磨後之鏡片再利用研磨皿上之研磨粉相互旋轉 ，使其表面更 光亮 ，提高圖面規格之曲率 、中心厚度精度 ，謂之精磨(polishing) 。 2-3.3 張貼 根據光學元件曲率半徑、外徑、厚度 ，將多數個排列於付貼皿上 ， 以利研磨之前置作業稱之為張貼 ，一般張貼作業程序如圖 2-8 為 a. 填脂 、b .貼付 、c.燒皿加熱 、d.移脂 、e.冷卻 。 燒 皿 瀝 清 鏡 付 片 貼 a b皿 c d e 圖 2-8 張貼作業程序 。 張貼個數視曲率半徑 、外徑、形狀…等而定 ，一般以下式表示之 。 平面或大曲率之鏡片 3 D2 N ＝ × 2 ， （2-3.1） 4 (f 1) 一般球面鏡片 2p Rh N ＝ 2 ， （2-3.2） (f 1) 式中 N 表示張貼個數 ，ψ表鏡片直徑 ，D 表貼付皿直徑 ，h 表貼 付皿高度 ，R 表鏡片曲率半徑 。 45 鏡片直徑= ψ8.0 ，R=10.5 ，D/R=0.76＜1 ，適用多片研磨製程 ， 貼付皿高度受限於機台限制為 h=5 ，則 ： 2p Rh 2p 10.5 5 由公式N ＝ 2 ，得 N ＝ 2 =9.07 ≒9 ，可張貼 9 片鏡片 。 (f 1) (8 1) 2-3.4 牛頓圈與不規則度 如圖 2-9 對凸透鏡片來講 ，如實際曲率比理想曲率小叫做偏“＋” 反之叫做偏 “－” 。而凹透鏡片則相反 ，實際曲率比理想曲率小叫做 偏“－”反之叫做偏 “＋” 。 圖 2-9 凸透鏡 ，實際曲率與理想曲率 。 檢測鏡片的光學表面幾何形狀的精度程度 ，最廣泛的方式是採用 原器 （光學樣板）作干涉圖案檢驗 ，將原器與光學元件之研磨面相接 觸 ，如曲率有差異時 ，則接觸面會有空氣層 ，經過光之干涉每 ?/2 有 彎曲之彩圈產生 ，是為牛頓圈 。 曲率半徑的檢測方式在圖面上標有兩個數字，如光圈與不規則度 （power ＆irrogularity ）3 （－1），其中 3 代表光圈數 ，－1代表不規 則度 ，此兩數字均代表可允收的最大差異值 。 46 低光圈 ：原器與被