第1章 现代光学加工绪论.ppt

现代光学加工技术 西安工业大学 徐均琪 第一章 绪 论 光学零件，是指完成特定光学性能的元件；技术是指利用一定的手段和措施去加工这些元件的方法。 现代光学加工技术是以光学元件为对象的制造技术。现代光学技术是光学发展的新阶段。 光学零件的加工方法 热加工目前多应用于光学零件的坯料备制。 冷加工是以散粒磨料或固着磨料进行锯切、粗磨、精磨、抛光和定心磨边。 特种加工仅改变抛光表面的性能，而不改变光学零件的形状和尺寸，它包括镀膜、刻度、照相和胶合等。 一、经典光学时期（20世纪50年代前） 1、特点 接收器 —处理与人眼有关的光学技术 理论基础 —几何光学，应用了一些干涉原理 波段范围 —可见光 光传播媒介 —自然物质、水、空气 光学材料 —主要为玻璃 2、代表产品 望远镜 显微镜 照相机 观察瞄准仪 光学测量仪 光学测距机 二、现代光学时期（20世纪50年代后） 1、现代光学概念 指与电子学、精密机械学、计算机技术相结合的光学技术 2、现代光学技术的物质基础 光源 激光器（50、60年代） 发光器件LED 碳纳米管 传播媒介 光纤 光电传感器 光电管、光电倍增管、光电二极管、光电晶体管、太阳能电池、光敏电阻、CCD、CMOS、图象传感器 3、现代光学技术的特点 接收器 与光电探测器件紧密结合、与电子技术紧密相连 理论基础 几乎应用光的所有特性 波段范围 几纳米到1000微米 系统结构 高度集成化 光学材料 品种繁多 三、现代光学时期的主要领域 光信息技术 光电技术 光学应用技术 工程光学技术 四、现代光学加工的内容 内涵 广义上指各种现代光学产品的制造；狭义上指应用于现代光学产品中光学元件的制造及光学系统的装配及校正 内容 基本光学元件的制造技术 非球面光学零件的数控加工技术 光学零件的精密模压成型技术 超光滑表面加工技术 全息工艺技术 梯度折射率光学元件制造技术 光波导器件制造技术 特征 多学科交叉 精密化和超精密化 确定性加工 五、现代光电仪器的特点 总体设计一体化 使用操作智能化 信息获取实时化 观测性能精确化 记录功能整合化 显示图像数字化 系统控制远程化 光电仪器及器件的发展趋势 工作波长向短波进一步拓展； 探测器的性能进一步提高； 数字化程度进一步提高； 小型化、集成化的进程越来越明显； 材料多样化、功能化； 新产品开发周期进一步缩短。 六、制造方式 七、光学制造的特点 加工精度高 被加工表面的表面粗糙度要求高 被加工材料硬而脆 以铣磨和抛光为主要的加工方法 对制造环境洁净度要求高 制造过程中使用辅料种类很多 八、现代光学加工的内涵和构架 本课程的内涵 现代光学加工是研究如何采用多、快、好、省的技术手段和工艺措施去改变光学材料的形状、尺寸、表面质量和表面性质，从而制造出所需要光学零件的一门科学。 本课程的构架 九、我国光学零件加工的发展历程 光的直线传播和小孔成像，凹面镜和凸面镜的成像（前480-420，墨经）； 周代采用铜锡各半的合金制造凹面镜取火（考工记）； 原始玻璃的熔炼技术（东汉，论衡）； 对凹面镜和凸面镜焦点的详细记载（宋代，梦溪笔谈）； 新中国后建立了许多光学工厂、研究所、高等院校开设光学专业； 光学玻璃朝向提高质量和扩大品种方向发展； 光学工艺朝向毛坯型料化、粗磨机械化、精磨抛光高速化、定心磨边自动化和光学加工流水线等方向发展； 光学零件特种工艺正朝向精密、高级、大型方向发展。 十、学习本课程的方法 紧密联系生产实际； 密切与相关课程结合。 现代光学加工技术 光学材料及辅料 光学零件制造工艺 特种光学零件加工 光学零件特种加工 毛坯成型 光学零件的粗磨 光学零件的精磨 光学零件的抛光 透镜的定心磨边 光学玻璃、微晶玻璃、光学晶体、光学塑料 非球面、二元元件、晶体、塑料 胶合、镀膜、刻度、照相 光学加工辅料 * * * 59式100高炮的观瞄系统 以色列「夜光」目标捕获系统，装有前视红外仪、激光测距机 激光测距机 ARH武装侦察直升机机头下的“布里特斯塔尔”前视红外系统 PL-9C空空导弹 美军正在研制的“天基红外系统”导弹预警卫星 天龙10A空射反舰导弹 潜铤 光电桅杆 美英新光学系统“Lucky” 拍下最清晰太空照片 胜过哈勃(2007-11-10) “猫眼”星云(NGC6543)外观 球状星团M13 —距离地球2.5万光年；这幅照片中，我们可以对M13中最小相距1光天的恒星加以区分。 哈勃 Lucky 世界上最大最昂贵的退役飞机基地 谷歌地球拍下的卫星照，曝光了美国的后备舰队2010-2-24 基本光学元件 非球面光学元件 二元光学元件 1 单件制造 500 小批 5000 中批 10000 大批 批 量 制 造