第五章光学晶体（上）晶体结构.pdf

平面和非球面制造工艺 光学材料与元件制造 1 一、平面零件加工技术 1)平面制造的特点 a.被加工的平面实际上是半径很大的球面; b.平面加工以成盘加工为主要形式; 光学制造的发展，由于在加工机床上大量采用精密定位、真空吸附等技术， 球面加工的主流已经从成盘加工转向单件加工了。但是平面加工，特别是精 磨和抛光工序，依旧采用上盘的辅助技术，在机床上成盘地加工。为了提高 加工的效率，上盘的直径一般都在φ250mm 以上。 光学材料与元件制造 2 c.平面加工以传统工艺为主要加工技术; 以高速抛光为核心的现代光学制造技术，对球面加工展现了极好的效果，但对 平面加工始终没有突破性进展，所以平面光学加工除了粗磨成型已经机械化， 中等以下精度的平板精度、抛光大量采用双面加工以外，棱镜和高精度的平板 任然采用常规的传统工艺，以低速、平稳为主流加工特征。 d.平面加工具有一般的形状位置误差. 光学球面与光学非球面组成的光学透镜，其形状位置误差主要表现为中心偏差和胶合 误差，它需要通过定中心来解决。而光学平面组成的平板和各种形式的反射棱镜、透 射棱镜，不具备这种透镜所特有的误差，它具有一般机械零件所具有的形状位置误 差，如角度误差。 光学材料与元件制造 3 二、高精度平面光学零件加工技术 所谓的高精度平面，即在大面积范围内，面形N达到(1/10～1/100) λ的平 面，由于N要求很高，通常 N 0.01 D 2 R N [ ] 2R  式中：N 为该平面光学零件的面形，光圈数； R为光圈数为N 时，造成的曲率半径差； 为测试光圈的波长，或平均波长。 光学材料与元件制造 4 高精加工的工艺因素 1.材料的选择 制造高精度零件必须选择膨胀系数小，应力小，光学均匀性好，导 热率高，杨氏模量高的材料，如石英玻璃、K4、微晶玻璃等等。 加工前对选用的光学玻璃毛坯的应力和光学均匀性必须进行复检。 应力和均匀性不好的光学玻璃采用任何手段都无法加工出高精度零件。 2.加工设备的要求 加工高精度光学零件，应在低转速（如以主轴转速为1.5～15r/min；摆 速为2～20r/min为宜）、无振动（微振动）条件下进行。机床主轴精度要 高，主轴与摆轴单独驱动机构同主轴相分离的结构方式可减少振动。 3.对工房的要求 加工工作房间的清洁卫生直接影响高精度光学零件的表面瑕疵，可能条 件下作到工作环境最佳，并且保证温度、湿度恒定，室温在22ºC ±1ºC， 湿度在60%～70%范围内。 光学材料与元件制造 5 平面抛光模的制备 光学材料与元件制造 6 平面抛光设备 光学材料与元件制造 7 1）分离器法加工平面零件 分离器：一种具有不同心圆孔的玻璃圆盘，其材料的应力要小、膨 胀系数要小，通常使用K9、K4、QK2等玻璃制作。分离