秒级锗扫描光楔加工及检测方法

由于红外材料锗同普通光学玻璃在某些性能上存在较大差异，并且在可见光波段是不透过的，因而其在加工工艺及检测方法上同一般玻璃光学零件的加工工艺及检测方法也有所不同。我们在实践中采取一些方法是行之有效的，本文主要总结秒级扫描光模的加工工艺及检测方法。

Φ256mm大口径锗透镜加工技术

随着红外技术的发展，在其光学系统中，锗材料的应用日趋地多。大口径锗材料在应力、均匀性和作为光学零件要求的精度上，对加工者都有一定难度。本文介绍了目前国内口径最大（Φ２５６ｍｍ）的多晶透镜的加工方法。从零件的特点及技术要求到加工工艺、磨具选择、抛光机理等均有叙述及分析。最后，提出进一步改进加工工艺的设想。

红外晶体等距恒速单点金刚石车削

单点金刚石车削技术广泛应用于红外脆性晶体材料光学表面的加工。然而,受车削参数、材料特性、刀具参数等多因素的影响,将会导致车削表面质量的不均匀。为了获得更为均匀优质的表面质量,在分析单点金刚石车削影响因素的基础上,提出了等距恒速的车削方法。详细介绍了等距恒速车削的原理,分析了车削参数的确定过程,得到了等距恒速车削的工件转速和进给速度曲线。最后应用一CVD ZnS材料进行了车削试验,获得了该材料车削最佳的线速度,应用此参数进行车削,得到了均匀优质的车削表面,整体表面粗糙度由Ra=6.4 nm降低到了Ra=4.1 nm。

非球面气囊抛光的材料均匀去除研究

对气囊抛光非球面表面材料去除均匀性进行了研究。根据Preston方程,分析了抛光磨头与零件转速比对去除函数分布的影响,并采用定点抛光试验对分析结果进行验证。在定点抛光表面去除速率分析的基础上,通过优化抛光磨头进给速度、合理控制驻留时间,实现材料表面均匀去除。采用该方法,对一口径为150mm的非球面进行抛光试验,抛光后面形误差趋势保持不变,功率谱密度高频分量明显降低,实现了对表面材料的均匀去除。

光楔加工检测及测量误差分析

提出了用于光楔加工中楔角检测的一种新型装置及测角系统。结合锗晶体元件的光学特性 ,在综合分析各种测角装置的结构特点后 ,形成了此装置及系统。实际使用中该装置测角性能良好。对测量中可能产生的误差进行了较详细的分析。经过对标准楔块的检测 ,可满足实际使用要求。该装置的特点 :采用多个微动机构 ,在微机控制的细分驱动方式下 ,利用搜索逼近的方法完成对楔角的测量。该装置除用于红外光楔的锗晶体测量之外 。

复杂结构微晶玻璃光学零件化学抛光技术

针对激光陀螺光学腔体这种复杂结构的光学零件,采用传统的光学抛光的方法无法对其凹槽、孔道进行抛光的问题,提出了一种采用化学溶液对玻璃进行侵蚀的化学抛光技术。本文分析了微晶玻璃的组成及化学抛光的机理,制备了适合的化学抛光溶液,设计了抛光技术方案、工艺流程及方法。对化学抛光后的光学表面进行了测试、分析,结果表明：采用NH4HF2、H2O、添加剂组成的化抛溶液,抛光后能够得到光滑、透明玻璃表面,抛光表面的粗糙度可达0.2~0.3μm,可见光透过率88%~90%,化学抛光去除量为0~100μm,本研究实现了复杂结构的光学零件的＂确定性＂化学抛光。

子孔径范成法铣磨半球及超半球光学整流罩

为攻克高陡度球面光学零件成型技术,以半球及超半球红外光学整流罩为研究对像,提出了一种子孔径铣磨加工方法。对传统范成法铣磨成型理论进行拓展,将球面离散为一系列子孔径环带,砂轮沿环带“步进”运动,拼接成型得到完整的球面。分析了成型球面与三轴机床位置坐标之间的转换关系,对加工运动轨迹进行仿真,开展半径误差补偿验证实验及变速进给参数优化实验,提出变半径铣磨法解决超半球加工材料过切问题。对长径比分别为0.5(半球)和0.55(超半球)的热压硫化锌、镁铝尖晶石整流罩开展成型工艺试验,加工表面各点矢高差<4μm,表面粗糙度Ra<1.5μm。实验结果表明:该方法为高陡度球面加工提供了有效的解决方案。

金刚石车削表面微纳织构的气囊抛光改进

单点金刚石车削技术被广泛应用于光学表面的超精密加工。然而,车削表面固有的周期性残留刀痕结构将增强表面散射效应,恶化元件光学性能。为了抑制散射以获得高质量光学表面,采用气囊抛光技术主动改变车削表面周期性刀痕结构。基于Taguchi正交试验,以表面粗糙度及功率谱密度的改善率为设计指标,分析获得了最优抛光参数。采用该最优参数对一精车表面进行了抛光试验,抛光后表面粗糙度Ra由3.81 nm降到1.42 nm,各空间频率功率谱密度大幅降低,同时表面的衍射条纹消失。试验结果验证了所采用的抛光及相应优化方法的有效性,具有重要的工程应用价值。

锗光楔角度精密测量的一种新方法

本文依据锗光楔角度测量的特点 ,提出了锗光楔角精密测量的一种新方法 ,利用微机控制下的细分驱动 ,并采取搜索逼近的方法自动完成对楔然的测量。该测量装置结构紧凑 ,传动误差小 ,亦可作为一般光学玻璃的角度测量和分度使用。

热压硫化锌整流罩光学加工工艺

热压硫化锌整流罩在加工过程中存在着表面庇病、变形、偏心差等技术问题，通过选择优质抛光粉、相应抛光胶、添加剂，采用点胶冷胶上盘等工艺措施，完成了整流罩的光学加工。