光学工艺实习报告
实习地点：西安工业大学金花校区教五楼实验室
实习时间：
实习生：
西安工业大学光电工程学院测控技术与仪器系
一：序言
光学冷加工过程分为以下几个主要步骤：铣磨，精磨，抛光，磨边，镀膜，胶合，装配,在对实际生产流程的实践同时结合书本上的理论的过程中，受益非浅。
二：铣磨工艺
在这个工艺过程中我们主要是进了粗磨实习，由于所用玻璃毛坯是直接从外厂进货，所得毛坯已经经过初加工处理，已到达相关要求，所以可以直接进行粗磨加工。实习过程中了解到，粗磨主要目的是去除毛坯余量，一般误差为80~90丝（10^ -5m），粗磨方式有散粒和金刚石磨料研磨，我们主要是使用金刚石磨料粗磨，磨料根据来源不同分为天然磨料的和人造磨料，所使用的模具主要材料为金刚石，还有过渡层和基体组成，粗磨液（也叫冷却液）主要成分为三乙醇胺，
其作用是冷却玻璃表面，冲走碎屑，同时对玻璃碎屑起沉淀作用。冷却液分为水溶性的，乳酸性的和油性的，加入三乙醇胺是为了提高研
磨效率。此次实验使用的冷却液为水。在粗磨的过程中，力度和磨料的选择直接影响到工件的表面粗糙度。同时可以在磨轮上投入少量硝酸（HNO）溶液，烧出磨轮上的金刚石颗粒使研磨均匀。减少砂眼。3粗磨基本要求为：
根据零件加工图纸，选择相应尺寸规格和粒度的磨轮及夹具，磨轮的中径为零件直径的1/2～1/3即可，利用所选磨轮与零件曲率半径，计算出磨轮轴与工作轴的夹角，由公式
（图一）各种不同尺寸的磨轮
该公司还拥有自己的加工要求，要求加工者先自检零件的擦贴度，中心厚度，边厚差，表面粗糙度等各项指标是否达到图纸的要求，然后由检验员进行各项指标的检测并记录，合格后方可批量加工，同时考虑机器运行过程中的误差，要求在批量加工过程中，每加工100件零件对其中5件零件进行各项指标的检测，并对起差项目进行相应的调整，表面粗糙度达不到要求的零件，必须进行表面修砂处理。
对擦贴度的控制要求，根据光学零件在抛光工序加工过程中的工工件加工时，零20mm序不同（成盘或单片加工），有在对中心Φ≤．
件表面擦贴度低于抛光半径的～,在对Φ>20mm零件加工时，零件表面擦贴度应低于抛光半径的～,
在以个相对较小的车间我们看到了从粗磨到抛光一套成型的工序，他是用刚盘上钻孔，将多快毛坯同时研磨来进行的，这种方法适合那些不适合告诉旋转研磨的玻璃材料，通过上胶－粗磨－精磨－抛光－清
洗一步一步完成的，粘合毛坯到钢盘口径上的粘合剂为火漆是沥青制作的，通过假漆保护毛坯防止烧熔，最后通过氢氧化钠（NaOH）硷液清洗,这样完工后的零件可以直接送检。
粗磨机有两种方式夹注毛坯，一种是吸盘式，这种方式需要一面一面的磨，另外一种方式是夹盘式的，他可以两面同时磨，控制磨轮与毛坯相对角度即可达到我们索要磨出的相应曲率半径的工件。面磨完成后一般还有个倒边磨，通过加金刚砂颗粒做为磨料保护玻璃免受损坏以及使之受力均匀，一般大约倒边45°。
（图二）粗磨机
粗磨的检验，一般是观察砂眼，检验中心度，边厚差，表面擦贴度，都应使其达到相应的技术要求方能送精磨车间精磨以及抛光。
三：精磨抛光工艺
在精磨车间的实习，我们主要学习了精磨和抛光的工序，精磨表面粗糙度以及其的主要目的是使加工工件达到抛光所要求的尺寸，
他相关要求。精磨金刚石模具与工件采用面面接触方式研磨，具体为若精磨工件凹面，则模具选择为凸形，反之选择为凹形。对与抛光，其主要目的是去除精磨的破坏层，精修工件已达到相应的光洁度等要求，从相应的资料上了解到光学玻璃的抛光，经历了从古典抛光到高速抛光的发展过程。与此相适应的抛光材料也经历了由天然高分子材料到混合抛光材料及合成高分子材料的发展过程。
该公司所用精磨液仍然选用三乙醇胺溶液，磨具材料为金刚石，夹具材料为聚氨酯（对于不同的光学玻璃材料所要求使用的夹具材料也不
相同，还要依据客户要求以及所达到的零件精度来选择夹具材料的）（图三）不同类型的精磨金刚石丸片磨具
在实习工组中我们观察到，一台精磨机装配两种磨具，它们根据金刚石丸片的密度不同加以区分，密度越小工件所受摩擦力越大，他们所使用的机器中装配的是W14和W7两种不同金刚石丸片密度的磨具，改研磨机可以控制其转速，研磨时间以及压力PIN等，它们对应的由所要求的光学镜片的中心尺寸厚度、曲率半径、光圈数等技术要求来决定的。
加工图纸方面，我们与以前作光学课程设计是自己设计的图纸请教了图了解了相关参数的意义和相应尺寸等的标注，进行了比较，
纸各项要求的实现方式以及检测方式等，发现在机械制图方面我们掌握的知识还是太少了。
在具体精磨加工方面，其操作有：
将休整好的精磨磨具上紧在机床的主轴上，将加工的零件放在相应的夹具内，与精磨模相贴，调整机床摆幅，启动机床对零件第一面进行精磨加工，重复上述步骤，对零件进行第二面精磨加工，在加工过程中，每加工100件需对其中五件进行相应的中心厚度和面型精
度的检测，并作相应的调整，使之达到抛光的要求，然后使零件流转到抛光工序。
精磨加工过程中的检测工具主要有测厚仪，千分表以及千分尺等。
根据零件加工图纸，选择相应的抛光模及夹具，粘贴聚氨酯抛光片，休整抛光模。
抛光的工艺中，所用的抛光液为二氧化锶（CeO），夹具为比2较柔软的纤维布料，其具体操作步骤为：
将休整好的抛光模上紧在机床的光轴上，把待加工的零件放置在相应的夹具内，与机床上的抛光模相贴，调整机床的摆幅，启动机床对零件的第一面进行抛光，抛光完工后重复上述步骤，对零件进行操作者必须对每件零件进行相应的自检，在抛光过程中，第二面抛光，
如零件的中心厚度、表面光洁度、光圈及光圈不规则度等必须达到图纸的要求。控制光圈时在抛光模不改动的情况下，高光圈改低光圈时，摆幅向抛光模的边缘移动，使工件与抛光模的边缘接触；低光圈改高光圈的时候，摆幅向抛光模的中间移动，使工件与抛光模的中间接触，此种方法如果不能使光圈达到图纸的要求，须利用休整膜对表面进行休整。
光圈是由同一束光在经过两个反射面后又会合于一处发生干涉现象
而产生的明暗相间的条纹。而低光圈的判断是指用手指在样板的四周加压,如果样板四周与工件相接触,而顶部有空隙,那么被测零件是属
于低光圈. 反之就是属于高光圈.。还有一种方法是通过色序法，与标准样板叠放，观察彩色条纹的色序。若为高光圈则红色在外圈，反之红色在内圈.
光圈数的判断:在N>1的情况下,用单色光照明下,可以直接数圈数,在白光时以红色为准数圈数。
还有其他一些专业名词如塌边是因为工件边缘环带比其它地方多磨
所造成的结果而勾边是因为工件边缘环带比其它地方少磨所造成的
结果.
（图三）精磨抛光机
在光学镜片的精磨与抛光过程中，光圈稳定性是一个很重要的参数。在相关资料上查阅到现在客户对镜片的亚斯要求是越来越高，如何在加工过程中让光圈趋于稳定状态，并且不影响作业效率、不增加成本及保证质量。现在以成为讨论的“热门话题”。因此对有代表性（代表性指面形精度难加工、局部误差要求严）的部品，寻找光圈稳定的基本条件所在有着很重要的意义。
四：镀膜工艺
各种光学玻璃因为其使用目的和环境的不同，对工艺的要求和光线的通透等也就不相同，镀膜这道工序就是为了满足这些要求而对光线光路等做出相应的调整。
镀膜要求较高，该公司所采用的是箱式电子真空镀膜机，在相关师傅的介绍下，其基本原理是通过电子枪发射出来的电子在磁场的作用下受洛仑兹力作用而打在膜料上使膜料蒸发较均匀的粘附在玻璃镜片上，然后烘烤镜片使膜料粘固。
其基本原理图如下：
镀膜后的镜片通过封光光光度计来检查其光谱曲线来计算其反射率、透射率等是否达到技术要求。
在这种镀膜方式下，由于边缘线速度与中心线速度是不相同的，温度
也并非出处相同，所以不能保证光学表面镀膜的均匀，边缘和中心必然存在一定的偏差，技术人员介绍说边缘部分和中心部分镀膜虚边应控制在1/3以内，其他解决方法有用行星夹模法，运用自转和公转相结合的方法使镀膜均匀。
镀膜机工作时要求真空环境，真空等级分为初真空，低真空，高真空，极高真空，超高真空，一般要求工作环境为高真空,所处气压－－53Pa。～10为10
镀膜后的检验方法主要有判别颜色，观察器件的表面光洁度，测试所镀膜层的牢固度（使用擦拭法）。
镀膜的具体工序如下所示：
1．操作人员，必须取得岗位资格证书
2．膜料的选择膜料MgF纯度≥％23．工房的要求温度控制在22°C±4°C，湿度≤80％，工房
内一切设施摆放整洁。
4．清洁基片用脱脂布蘸醇醚混合液擦拭零件表面，若表面印
记不能用混合液擦去，可用细抛光粉擦，然后用醇醚混合液擦干，以哈气检查表面清洁程度。
5．装料装件将擦拭干净的基片放置在镀膜用夹具上，并调整
好夹具及基片的位置，以便蒸发时目测干涉色的变化，同时将蒸发源及膜料装好。
6．开冷却水和扩散泵
河南工业职业技术学院 Henan Polytechnic Institute 毕业设计 题目球面光学样板的加工工艺系别光电工程系 专业精密机械技术 班级 姓名 学号 指导教师 日期 2013年11月
毕业设计任务书 设计题目： 球面光学样板的加工工艺 设计要求： 1.设计球面样板加工的尺寸和精度要求，并附图例 2.设计出球面样板的制造工艺（包括球体的研制，球面样板的制造），并设计出球体制造的工艺的工序要求，其中要求图文并用。 3.设计出球面样板加工的曲率半径以及其中的误差分析，并附图解释。 4.做出球面样板加工的精度分析并做好精度检验要求。 设计任务： 1.设计球面的标准样板； 2.设计球面样板的制造工艺及设计图示； 3.设计球面样板的曲率半径； 4.样板的精度分析与检验； 5.写出详细毕业设计说明书（10000字以上），要求字迹工整，原理叙述正确，会计算主要元器件的一些参数，并选择元器件。 设计进度要求： 第一周：在图书馆查看书籍，在网上搜索资料，在实践中听取老师的教导，以便于查找各类相关资料，使资料更完整，更精确，有利于论文的撰写。 第二周：使自己对论文的框架有个大概的了解，将收集到的资料进行整理分类，及时与导师进行沟通。将设计的雏形确立起来，论文的文字叙述全部做好。 第三周：根据论文的要求对论文进行排版，绘图，把文字校对等项工作完成。 指导教师（签名）：
摘要 球面样板是检验球面光学零件曲率半径和球面面型误差的量具，由于光学系统多由球面组成，而球面的曲率半径测试的特殊性，逐渐发展成这套即比较简单，又容易控制误差的测量工具和检验方法。样板是光学零件制造过程中使用最广泛、最简便的一种精密测量工具，因此，在光学零件生产技术准备阶段，必须先设计和制造一套标准样板和一定数量的工作样板。 球面光学样板的制造与球面零件制造，虽然有许多类似之处，但由于样板是测量工具，要求面形精度比一般透镜高得多，因此，为了保证其高精度，球面徉板往往成对制造。 关键词：粗磨，精磨，抛光，工艺，检测。
第十三章转向屋脊棱镜 已经设计了许多带90°屋脊 棱镜用于观察仪器。这类屋脊棱镜 使象上下颠倒和左右反转，同时可 以在45°到120°范围内以各种角 度偏转视线。最常用的转向屋脊棱 镜是45°（施密特）、60°（2号军 用夫兰克福德）、80°、90°（阿米 西）、115°、120°（1号夫兰克福 德）棱镜。五角棱镜是一种特殊情 况。显然，经棱镜后的视线可以根 据仪器的要求设计其偏转角。记住 任何一种带90°屋脊角的转向棱 镜均称为阿米西（90°）棱镜。这 种棱镜的制作方法与其他的屋脊棱 镜的制造方法相同，但是入射面与图13.1 典型的90°转向棱镜施密特（45°）、 出射面间的夹角却有差别（见图13.1） 2号夫兰克福德（60°）、阿米西（90°）、1号 夫兰克福德（145°）和（120°） 1．玻璃的均匀性 玻璃的均匀性、气泡、条纹等等的检验是重要的。第五章已详细地讨论了均匀性的检验方法，必须强调在三个方向检验玻璃毛坯。 由生产厂检验合格的玻璃，即使属于1-A级且符合JAN174-AI标准的规定也必须再作检验。我记得了“了解他使用的玻璃”，结果使一批直角棱镜报废。在干涉仪上检验时这些无法挽回的棱镜，因有细小的条纹，不能满足OPD（光程差）小于1/4λ的要求。 玻璃毛坯在布朗查德铣磨机或其他允许坯料翻转加工，如果仔细操作，可以达到极好的平行度。大多数棱镜都有两个互相平行的侧面，所以第五章介绍了玻璃成型毛坯三种特殊的检验方法。平行平板有面形质量为两个波长、平行度高于15″的两个粗抛光表面。与标准角度棱镜光胶的表面的面形质量应优于1个波长（由大的玻璃毛坯上切下的单个棱镜，其面形质量与大棱镜有比例关系）。一个较好的抛光侧面应作为检验棱镜反射角的90°侧面角的参考面。菲索干涉仪用于检验平行平板的平行度（见第十四章）。 2．切过程 经均匀性检验得到无条纹或无其它缺陷的毛坯或圆盘 后，道德切划两块方的平板玻璃用来保护两个抛光表面。用 低熔点沥青胶在抛光表面间粘上一张透镜纸（见附录3）。简 单地说，放在石棉板上的玻璃毛坯用可调电炉缓缓加热到 85℃，平板玻璃片大的玻璃毛坯一起加热，在毛坯的一个面 上轻轻地涂上一层沥青胶，然后放上一张透镜纸，再盖上一 片保护玻璃。翻转玻璃组件，再把第二片保护玻璃粘于玻璃 毛坯上。注意：操作时应戴上棉手套，因为厚的玻璃毛坯太 热不能用赤裸的手操作。还应避免水或潮湿毛巾接触高热玻璃，图13.2 从粗抛光的平行平板锯 否则因应力集中而使玻璃毛坯炸裂。切棱镜的一种排样方法玻璃组合件冷却到室温后，贴上大的防水胶带纸。用硬纸板或聚酯薄剪出留有余量的棱镜
光学薄膜工艺基础知识 工艺因素对薄膜性能的影响机理大致为： 一、基片材料 1、膨胀系数不同热应力的主要原因； 2、化学亲和力不同影响膜层附着力和牢固度； 3.、表面粗糙度和缺陷散射的主要来源。 二.、基片清洁 残留在基片表面的污物和清洁剂将导致： 1、膜层对基片的附着力差； 2、散射吸收增大抗激光损伤能力差； 3、透光性能变差。 三、离子轰击的作用 提高膜层在基片表面的凝聚系数和附着力；提高膜层的聚集密度，氧化物膜层的透过率增加，折射率提高，硬度和抗激光损伤阈值提高。 光学镜片小知识 镜片材料分类 玻璃镜片包括光学玻璃镜片及高折射率镜片（即通常所称的超薄片），其硬度高、耐磨性能好，一般其质量及各项参数不会随时间而改变，但是玻璃镜片的抗冲击性及重量方面要略逊于树脂镜片。 树脂镜片一般要比玻璃镜片轻得多，且抗冲击性能要优于玻璃片，防紫外线能力强，但其表面硬度较低，比较容易被擦伤。树脂镜片及镀膜镜片由于其特性较软，所以平时应注意不要让镜面直接接触硬物，擦洗时最好先用清水（或掺合少量洗洁精）清洗，然后用专用试布或优质棉纸吸干眼镜片上的水滴。此外，在环境条件较差的地方应慎用镀膜镜片，以免沾上污物难以清洗。 宇宙（PC）镜片：折射率高，牢固，但易磨损.多数使用于小孩子的眼镜片，无框架的装配或运动员的护眼罩。 镜片镀膜后有哪些优点？ 镀膜镜片可以降低镜片表面的反射光，视物清楚，减少镜面反射光，增加了光线透过率，也解决戴眼镜在强光下照像的难题，增加美感。镀膜眼镜能防止紫外线、红外线、X线对视力的伤害。配戴镀膜眼镜不易疲劳。对荧光屏前工作人员的视力可受到保护。 镀膜树脂镜片除应避免划碰高温外，亦应避免酸类油烟等侵蚀，如在日常生活中最好不要戴镜下厨，尤其是通风不好油烟大时；同时亦不能戴（带）镜进（近）热水淋浴环境，平常临时放置时应将镜片凸面向上，随身携带时应将眼镜放入盒内，不要随便放入口袋中或挂包中，那样极易使膜层擦伤。
光学零件加工技术 邬建生 二 00 四年元月（整理） 目录 一、统研磨抛光与高速研磨抛光特点 二、准球心法和传统法比较 三、切削工序的要求 四、粗磨工序的要求 五、如何保持粗磨皿表曲率半径的精度 六、修磨皿的技巧 七、影响抛光的因素 八、抛光剂（研磨粉）的影响 九、研磨皮及选择十、传统加工要求十一、计算公式十二、光圈识别与修整措施十三、机床的选择十四、机床的调整十五、超声清洗原理十六、品质异常分析步骤十七、工艺规程的设计 光学零件的加工，分为热加工、冷加工和特种加工，热加工目前多采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。冷加工各工序的主要任务是： 粗磨（切削）工序：是使零件具有基本准确的几何形状和尺寸。精磨（粗磨）工序：是使零件加工到规定的尺寸和要求，作好抛光准备。抛光（精磨）工序：是使零件表面光亮并达到要求的光学精度。定心工序：是相对于光轴加工透镜的外圆。 胶合工序：是将不同的光学零件胶合在一起，使其达到光轴重合或按一定方向转折。 球面光学零件现行加工技术三大基本工序为： 1、范成法原理的铣磨（切削）
2、压力转移原理的高速粗磨 3、压力转移原理的高速抛光。 范成法原理的铣磨（切削），虽然加工效率较高，但其影响误差的因素较多，达到较高精度和较粗糙度较困难。压力转移原理的准球心高速粗磨和高速抛光，零件受力较均匀，加工效率也较高，但必须预先准确修整磨（模）具的面形，才能保证零件的面形精度。准确修整面形精度需要操作者的经验和技巧，而且需反复修整。 一、传统研磨与高速研磨特点 1. 传统研磨 传统研磨也叫古典研磨，它是一种历史悠久的加工方法 其主要特点是： （1）采用普通研磨机床或手工操作； （2）要求人员技术水平较高； （3）研磨材料多采用散砂（研磨砂）抛光沥青 （4）抛光剂是用氧化铈或氧化铁； （5）压力用加荷重方法实现虽然这种方法效率低 , 但加工精度较高所以，目前仍被采用。 2. 高速研磨抛光一般是指准球心法（或称弧线摆动法）。其主要特点是： （1）采用高速、高压和更有效的利用抛光模，大大提高了抛光效率 （2 ）压力头围绕球心做弧线摆动，工作压力始终指向球心，也是靠球模成型的。 3. 范成法 准球心法对机床的精度要求较低 , 加工方法和传统法相近，易于实现，用的较广；范成法对机床精度及调整要求较高，目前很少采用。 二、准球心法和传统法较 1. 准球心法
光学镜片清洗工艺流程: 1、研磨后的清洗 研磨是光学玻璃生产中决定其加工效率和表面质量（外观和精度）的重要工序。研磨工序中的主要污染物为研磨粉和沥青，少数企业的加工过程中会有漆片。其中研磨粉的型号各异，一般是以二氧化铈为主的碱金属氧化物。根据镜片的材质及研磨精度不同，选择不同型号的研磨粉。在研磨过程中使用的沥青是起保护作用的，以防止抛光完的镜面被划伤或腐蚀。研磨后的清洗设备大致分为两种： 一种主要使用有机溶剂清洗剂，另一种主要使用半水基清洗剂。 (1)有机溶剂清洗采用的清洗流程如下： 有机溶剂清洗剂（超声波）-水基清洗剂（超声波）-市水漂洗-纯水漂洗-IPA（异丙醇）脱水-IPA慢拉干燥。 有机溶剂清洗剂的主要用途是清洗沥青及漆片。以前的溶剂清洗剂多采用三氯乙烷或三氯乙烯。由于三氯乙烷属ODS（消耗臭氧层物质）产品，目前处于强制淘汰阶段；而长期使用三氯乙烯易导致职业病，而且由于三氯乙烯很不稳定，容易水解呈酸性，因此会腐蚀镜片及设备。对此，国内的清洗剂厂家研制生产了非ODS溶剂型系列清洗剂，可用于清洗光学玻璃；并且该系列产品具备不同的物化指标，可有效满足不同设备及工艺条件的要求。比如在少数企业的生产过程中，镜片表面有一层很难处理的漆片，要求使用具备特殊溶解性的有机溶剂；部分企业的清洗设备的溶剂清洗槽冷凝管较少，自由程很短，要求使用挥发较慢的有机溶剂；另一部分企业则相反，要求使用挥发较快的有机溶剂等。 水基清洗剂的主要用途是清洗研磨粉。由于研磨粉是碱金属氧化物，溶剂对其清洗能力很弱，所以镜片加工过程中产生的研磨粉基本上是在水基清洗单元内除去的，故而对水基清洗剂提出了极高的要求。以前由于国内的光学玻璃专用水基清洗剂品种较少，很多外资企业都选用进口的清洗剂。而目前国内已有公司开发出光学玻璃清洗剂，并成功地应用在国内数家大型光学玻璃生产厂，清洗效果完全可以取代进口产品，在腐蚀性（防腐性能）等指标上更是优于进口产品。 对于IPA（异丙醇）慢拉干燥，需要说明的一点是，某些种类的镜片干燥后容易产生水印，这种现象一方面与IPA的纯度及空气湿度有关，另一方面与清洗设备有较大的关系，尤其是双臂干燥的效果明显不如单臂干燥的好，需要设备厂家及用户注意此点。
基础光学工艺附录 附录11 用威廉姆斯干涉仪制造分光 第235页 附录11 用威廉姆斯干涉仪制造分光板 制作干涉仪的分光板是一项专门的光学加工技术，只有对各种尺寸各类形状的光学零件的光学修磨经历过数年的尝试和失误才能具有这项工作的经验和技巧。大多数分光板是作为干涉仪的整体来修磨的，即使使用这种方法也有一些困难。困难之一是由于需要用大的入射角和厚度使之在大口径干涉仪中产生透射缩小效应。虽然Saundetrs 和Post 系列干涉仪可以克服这些困难，而且性能稳定、结构紧凑，然而对普通光学车间来说这种光学元件生产量极大，用8in 的干涉仪使化费太大。 威廉姆斯干涉仪是一种廉价的制造分光板的测量工具。两个球面反射镜的曲率半径为762in ，孔径为12in ，适用于检验0.5~2.5in 厚的玻璃平板。可参阅刊载在Appl.Opt. 1963,2, P1337~1340 M.V.R.K.默泰（Murty ）所写的文章。该装置及使用方法在第五章中已经叙述。图A11.1中的条纹是经光学修磨后 平直、等距的条纹。例如，观察 到的条纹数为半个光圈，这样的 面形误差虽已在光学窗口玻璃的 容许误差内，但对分光板而言则 是不允许的。将其某一面再进行 光学修磨就可以将光学窗口制成 公光板。 修磨任何光学零件之前，总 要先检验两个面的质量。当然可 以用平面干涉仪或用直径足够大 的光学平晶来进行检验。分光板 的两个面都有应优于1/10光圈而 且没有象散，因为零件的一面总 是凸面而另一面为凹面（即使质 量好的零件也是如此）。在凸面上 应贴一张胶带纸，以防止在光学 加工中搞错。一般来说是修改凸 面。检验的环境也十分重要，必 图A11.1 威廉姆斯干涉仪的透射与反射条纹图样 须没有空气流动和漂移。所有的玻璃夹具都必须 固定在防振台上以形成蜂房式的稳定结构。检验时必须将分光板放回到原来已检验过的位置上，以提高测量的重复性。 操作者要知道表面的高低，只要用一根棒向减小光程的方向上压一下反射镜（因而增加了光程差），光圈扩展则表面为高；反之，如果光圈缩小则表面为低。 显然，如果分光板中心区域较低，应再加以修磨使之凸出1~2个波长（2~4个光圈）。以后会认识到只有高出的区域才能用小型抛光模作局部修磨。操作者必须有在光学修磨期间需等待的习惯，所以说一个好的操作者应知道什么时候加工该停止，使最后能观察到的剩余误差呈微小的凸点，一般可磨前需将它搁置几个小时或一夜。如果修磨过头了，应将表面重新磨到原来的状态。 参考文献--附录11 Saunders,J.B.”In-Line Interferometer ”J.Opt.Soc.Am.,44,241(1935) Post,D.”Characteristics of the Series Interferometer,” J.Opt.Soc.Am.,44,243(1935)
光学玻璃透镜 1 成型方法 原来的玻璃透镜模压成型法，是将熔融状态的光学玻璃毛坯倒入高于玻璃转化点50℃以上的低温模具中加压成形。这种方法不仅容易发生玻璃粘连在模具的模面上，而且产品还容易产生气孔和冷模痕迹（皱{TodayHot}纹），不易获得理想的形状和面形精度。后来，采用特殊材料精密加工成的压型模具，在无氧化气氛的环境中，将玻璃和模具一起加热升温至玻璃的软化点附近，在玻璃和模具大致处于相同温度条件下，利用模具对玻璃施压。接下来，在保持所施压力的状态下，一边冷却模具，使其温度降至玻璃的转化点以下（玻璃的软化点时的玻璃粘度约为107。6泊，玻璃的转化点时的玻璃粘度约为1013。4泊）。这种将玻璃与模具一起实施等温加压的办法叫等温加压法，是一种比较容易获得高精度，即容易精密地将模具形状表面复制下来的方法。这种玻璃光学零件的制造方法缺点是：加热升温、冷却降温都需要很长的时间，因此生产速度很慢。 为了解决这个问题，于是对此方法进行了卓有成效的改进，即在一个模压装置中使用数个模具，以提高生产效率。然而非球面模具的造价很高，采用多个模具势必造成成本过高。针对这种情况，进一步研究开发出与原来的透镜毛坯成型条件比较相近一点的非等温加压法，借以提高每一个模具的生产速度和模具的使用寿命。另外，还有人正在研究开发把由熔融炉中流出来的玻璃直接精密成型的方法。 玻璃毛坯与模压成型品的质量有直接的关系。按道理，大部分的光学玻璃都可用来模压成成型品。但是，软化点高的玻璃，由于成型温度高，与模具稍微有些反应，致使模具的使用寿命很短。所以，从模具材料容易选择、模具的使用寿命能够延长的观点出发，应开发适合低温（600℃左右）条件下模压成型的玻璃。然而，开发的适合低温模压成型的玻璃必需符合能够廉价地制造毛坯和不含有污染环境的物质（如PbO、As2O3）的要求。对模压成型使用的玻璃毛坯是有要求的： ①压型前毛坯的表面一定要保持十分光滑和清洁； ②②呈适当的几何形状； ③③有所需要的容量。毛坯一般都选用球形、圆饼形或球面形状，采用冷研磨成型或热压成型。 模具材料需要具备如下特征： ①表面无疵病，能够研磨成无气孔、光滑的光学镜面； ②在高温环境条件下具有很高的耐氧化性能，而且结构等不发生变化，表面质量稳定，面形精度和光洁度保持不变； ③不与玻璃起反应、发生粘连现象，脱模性能好； ④在高温条件下具有很高的硬度和强度等。 现在已有不少有关开发模具材料的专利，最有代表性的模具材料是：以超硬合金做基体，表面镀有贵金属合金和氮化钛等薄膜；以碳化硅和超硬合金做基体，表面镀有硬质碳、金刚石状碳等碳系薄膜；以及Cr2O-ZrO2-TiO2系新型陶瓷。 玻璃透镜压型用的模具材料，一般都是硬脆材料，要想把这些模具材料精密加工成模具，必需使用高刚性的、分辨率能达到0.01μm以下的高分辨率超精密计算机数字控制加工机床，用金刚石磨轮进行磨削加工。磨削加工可获得所期盼的形状精度，但然后还需再稍加抛光精加工成光学镜面才行。在进行高精度的非球面加工中，非球面面形的测试与评价技术是非常重要的。对微型透镜压型用模的加工，要求更加严格，必需进一步提高精度和减轻磨削的痕迹。
光学薄膜应用及实例 光学薄膜是利用薄膜对光的作用而工作的一种功能薄膜，光学薄膜在改变光强方面可以实现分光透射、分光反射、分光吸收以及光的减反、增反、分束、高通、低通、窄带滤波等功能。光学薄膜的种类有很多，这些薄膜赋予光学元件各种使用性能，在实现光学仪器的功能和影响光学仪器的质量方面起着重要的或者决定性的作用。 传统的光学薄膜是现代光学仪器和各种光学器件的重要组 成部分，通过在各种光学材料的表面镀制一层或多层薄膜，利用光的干涉效应来改变透射光或反射光的光强、偏振状态和相位变化。薄膜可以被镀制在光学玻璃、塑料、光纤、晶体等各种材料表面上。它的厚度可从几个nm 到几十、上百个μm。光学薄膜可以得到很好的牢固性、光学稳定性，成本又比较低，几乎不增加材料的体积和重量，因此是改变系统光学参数的首选方法，甚至可以说没有光学薄膜就没有现代的光学仪器和各种光学器件。在两百多年的发展过程中，光学薄膜形成了一套完整的光学理论—薄膜光学。光学薄膜已广泛应用于各种光学器件(如激光谐振腔、干涉滤波片、光学镜头等)，不仅如此它在光电领域中的重要作用亦逐渐为人们所认识。光学薄膜是TFT-LCD面板制造的关键材料，它们为液晶显示提供一个均匀，明亮且饱满的面光源系统。（光
行天下配图） 减反射膜 假定光线垂直入射在表面上，这时表面的反射光强度与入射光的强度比值(反射率)只决定于相邻介质的折射率的比值： 折射率为1.52 的冕牌玻璃每个表面的反射约为4.2%左右．折射率较高的火石玻璃则表面反射更为显著。这种表面反射造成了两个严重的后果：光能量损失使象的亮度降低；表面反射光经过多次反射或漫射，有一部分成为杂散光，最后也到达象平面使象的衬度降低图象质量，特别是电视、电影摄影镜头等复杂系统都包含了很多个与空气相邻的表面，如不镀上增透膜其性能就会大大降低。应用于可见光谱区的光学仪器非常多，就其产量来说占据了减反射膜的绝大部分，几乎在所有的光学器件上都要进行减反处理。 单层减反膜是应用非常广泛的薄膜，也是最简单的膜系。考虑垂直入射的情况，即i = 0，并令 这时基片表面反射率完全被消除。在入射介质为空气的情况下，n0 =1，则在可见光区使用得最普遍的是折射率为1.52 左右的冕脾玻璃。理想的增透膜的折射率为1.23，但是至今能利用的薄膜的最低折射率是1.38( 氯化镁)。这虽然不很理想但也得到了相当的改进。当ns=1.52，nf=1.38，n0=1.0 时，由式(3)可得最低反射率为1.3%，即镀单层氟化镁后中心波 长的反射率从4.2%降至l.3%左右，整个可见光区平均反射
光学冷加工工艺和设备现状及其发展 张曾扬 ▲历史的回顾 我国光学仪器的加工技术，虽然有较长历史但形成批量生产并具有完整的工艺是在新中国成立后。 光学冷加工工艺在解放前虽然已有所采用，但缺乏完整性。解放后经过光学行业各方面人士及职工的努力，方逐步形成了较完善的加工方法。 五十年代初期，光学行业的设备陈旧，工艺落后。进入第一个五年计划后，加工工艺主要是采用“苏联”的工艺，设备也是由苏联引的和按“苏联”图纸制造的专用设备，二十世纪六十年代初期，国内个别厂家由德国引进了先进设备（如铣磨机和光学对中心磨边机），受到这些设备的启示，国内在六十年代中期开始工艺科研和研制新设备。首先进行的是研究粗磨机机械化和设计粗磨机，由于设备和工艺的改进，加工效率有很大的提高，但是后来受政治形势的影响，光学工艺的革新受到冲击，刚见成效的工艺革新，就此停止。二十世纪七十年代中期，对光学冷加工技术改造和技术革新提出了“四化”目标，即毛坯型料化、粗磨机械化、精磨高速化、定心磨边自动化。经过努力，这些目标全部在二十世纪八十年代初基本实现了。光学工业实现了光学冷加工“四化”，为军转民生产光学仪器奠定了有力基础。二十世纪八十年代针对当时民用光学仪器生产，又提出了光学零件制造的新四化，即抛光高速化，清洗超声化，辅
助工序机械化和辅料商品化。“新四化”，虽然受到了管理体制改变的影响，在研制设备和进行工艺科研的时间和深度不够理想，但全部实现了。 二十世纪八十年代重点是对光学加工机理和工艺因素的研究和探讨，通过科研人员和课题组的努力，均取得了理想的科研成果。在光学零件的定摆磨削和光学零件加工中不同牌号玻璃与不同结合剂的丸片之间的合理匹配都在光学加工方面有了突破，引起光学界的重视。这些科研的成果对光学加工工业起了重要作用，为了我们进一步提高光学加工的科研水平，奠定了雄厚的基础，为新的创新开辟了道路。 二十世纪八十年代是我们光学技术和工艺科研硕果累累的时期。不但在光学加工的基础理论方面，而在加工设备，加工工艺，加工模具，以及辅料等方面都取得了可喜成果。如光学加工机理，光学零件加工工艺因素，光敏胶，PH值稳定剂，光学导电膜，易腐蚀玻璃保护膜；PJM-320平面精磨机，QJM220球面精磨机，QJP-100与QJP-40光学中球面与小球面精磨抛光机；光学零件复制法；光学零件超声清洗代替清擦，光学零件真空吹塑包装以及自聚焦透镜制造等等，真是不胜枚举。这些科研成果，不但通过了部级鉴定，而且均获得子部级奖励或国家发明将。 进入九十年代后，在中国光学行业有了更大的进展，这是由于光学产品出口，光学工艺也随着有了更大的改变和进展。我们采用了几十年的成盘加工工艺受到了冲击，而单件光学加工在光学批量
附录9 光胶法 操作者在光学加工过程中经常碰到将 组件的,两个以上表面与另一个光学夹具的 表面光胶。有关该项技术的专着极少，但是 能记住一些基本的要点还是很容易学会的。 这些要点是：两个要光胶的表面必须优于 1/4光圈；必须保持玻璃高度的清洁；必须 按照一定的步骤进行。最好有一间清洁的工 作室，也可以制作或选用一只有机塑料柜或 玻璃柜，柜上钻有一个孔以供空气缓慢流出 （见图A9.1）。不寒而栗应配上两只以上未 镀膜的管状荧光灯及一张描图纸以获得散 射光线。 1.所需仪器 1)一只大于1m见方的塑料箱,箱子 前面装有活页门和一只小的电风 扇，将空气通过滤波器吸入箱内。 2)一只手提式廉价单色光源，这可 以从爱德芒德科学公司买到图A9.1 光胶时使用的层流式检验箱 3)一台聚焦光源。可以美国光学公司（American Opticailo.）的显微镜照明器。 4)一只双筒放大镜（Watchmatkcr 2*） 5)重复蒸馏过的丙酮分别贮存于两只棕色瓶子中 6)六块毛巾或三块经洗涤剂清洗或蒸馏水冲洗过的鹿皮。 7)一把静电式万能驼毛刷（核工业产品，Costa Mesa CA）。用丙酮清洗刷子。 8)几根桔色木棒或塑料棒，棒的一端作成尖臂状。 9)半打小型手指套和一些棉花球。 2 准备工作和光胶 1）检验所有的倒角面，用挖字刀和日用胡须刀片清除抛光粉和沥青胶。 2）用沾有二甲苯的棉花球擦洗所有倒角面两次。在温热的洗涤剂中洗净，并用热的自来水冲洗，然后用人柔软清洁的干毛巾和清洁的透镜纸团擦干所有光学零件。馏 3）用套有指套的大姆指或中指拿住棱镜，取出放大镜。 4）用沾有蒸馏过的丙酮的棉花团擦拭零件表面。丙酮应从储瓶倒入小烧杯中使用，以避免贮藏着的丙酮受到污染。 5）将零件在显微镜照明器的照明下，用干净的毛巾或鹿皮揩去零件上所有的纤维丝。在表面上用哈气检验时要达到干净的程度，呈灰色表面则表明已清洁。 6）用静电式万能毛刷清除带电荷玻璃零件吸附的纤维丝。抗静电溶液可用来防止零件带电，但应加以检验。因为有些溶液会影响增透膜的牢固度。Sema Products, Chicago.Ill.溶液是一种质量好的溶液。 7）将用于光胶零件的平行平板或光胶板揩干净。 8）将揩干净的零件在单色光源下再检验一次，然后轻轻地放上光胶板，如果观察不到条纹或条纹过多，说明光学表面上有纤维丝或尘埃。应用静电刷再刷一上。将带电零件与装在检验箱中的接地铝箱联接是有利的。
目录 光学冷加工工序----------------------------------------2 玻璃镜片抛光工艺--------------------------------------3 镜片抛光----------------------------------------------4 光学冷加工工艺资料的详细描述--------------------------5 模具机械抛光基本程序（对比）--------------------------7 金刚砂 -----------------------------------------------8 光学清洗工艺-----------------------------------------10 镀膜过程中喷点、潮斑(花斑)的成因及消除方法------------12 光学镜片的超声波清洗技术-----------------------------14 研磨或抛光对光学镜片腐蚀的影响-----------------------17 抛光常见疵病产生原因及克服方法-----------------------23 光学冷却液在光学加工中的作用-------------------------25
光学冷加工工序 第1道：铣磨,是去除镜片表面凹凸不平的气泡和杂质,(约0.05-0.08)起到成型作用. 第2道就是精磨工序,是将铣磨出来的镜片将其的破坏层给消除掉,固定R值. 第3道就是抛光工序,是将精磨镜片在一次抛光,这道工序主要是把外观做的更好。 第4道就是清洗,是将抛光过后的镜片将起表面的抛光粉清洗干净.防止压克. 第5道就是磨边,是将原有镜片外径将其磨削到指定外径。 第6道就是镀膜,是将有需要镀膜镜片表面镀上一层或多层的有色膜或其他膜 第7道就是涂墨,是将有需要镜片防止反光在其外袁涂上一层黑墨. 第8道就是胶合,是将有2个R值相反大小和外径材质一样的镜片用胶将其联合. 特殊工序:多片加工(成盘加工)和小球面加工(20跟轴)线切割 根据不同的生产工艺，工序也会稍有出入，如涂墨和胶合的先后次序。 玻璃镜片抛光工艺 用抛光机和抛光粉或抛光液一起下进行抛光要设定抛光时间,压力等参数. 抛光后要立即进行清洗可浸泡,否则抛光粉会固化在玻璃上,会留有痕迹的. 1.抛光粉的材料 抛光粉通常由氧化铈、氧化铝、氧化硅、氧化铁、氧化锆、氧化铬等组份组成，不同的材料的硬度不同，在水中的化学性质也不同，因此使用场合各不相同。氧化铝和氧化铬的莫氏硬度为9，氧化铈和氧化锆为7，氧化铁更低。氧化铈与硅酸盐玻璃的化学活性较高，硬度也相当，因此广泛用于玻璃的抛光。 为了增加氧化铈的抛光速度，通常在氧化铈抛光粉加入氟以增加磨削率。铈含量较低的混合稀土抛光粉通常掺有3－8的氟；纯氧化铈抛光粉通常不掺氟。 对ZF或F系列的玻璃来说，因为本身硬度较小，而且材料本身的氟含量较高，因此因选用不含氟的抛光粉为好。 2.氧化铈的颗粒度 粒度越大的氧化铈，磨削力越大，越适合于较硬的材料，ZF玻璃应该用偏细的抛光粉。要注意的是，所有的氧化铈的颗粒度都有一个分布问题，平均粒径或中位径D50的大小只决定了抛光速度的快慢，而最大粒径Dmax决定了抛光精度
光学薄膜的研究进展和应用 【摘要】本文介绍了光学薄膜的工作原理，并对光学薄膜的传统光学领域的应用做了简要的概述。又简要说明现代光学薄膜典型应用，对光学薄膜的制备加以介绍，最后介绍了光学薄膜的发展前景。 【关键词】光学薄膜；薄膜应用；薄膜制造； 1.光学薄膜原理简述 所谓光学薄膜是指其厚度能够光的波长相比拟，其次要能对透过其上的光产生作用。具体在于其上下表面对光的反射与透射的作用。光学薄膜的定义是：涉及光在传播路径过程中，附著在光学器件表面的厚度薄而均匀的介质膜层，通过分层介质膜层时的反射、透（折）射和偏振等特性，以达到我们想要的在某一或是多个波段范围内的光的全部透过或光的全部反射或是光的偏振分离等各特殊 形态的光。 光学薄膜的特点是：表面光滑，膜层之间的界面呈几何分割；膜层的折射率在界面上可以发生跃变，但在膜层内是连续的；可以是透明介质，也可以是吸收介质；可以是法向均匀的，也可以是法向不均匀的。实际应用的薄膜要比理想薄膜复杂得多。这是因为：制备时，薄膜的光学性质和物理性质偏离大块材料，其表面和界面是粗糙的，从而导致光束的漫散射；膜层之间的相互渗透形成扩散界面；由于膜层的生长、结构、应力等原因，形成了薄膜的各向异性；膜层具有复杂的时间效应。不同物质对光有不同的反射、吸收、透射性能，光学薄膜就是利用材料对光的这种性能，并根据实际需要制造的。 2.光学薄膜的传统应用 光学薄膜按应用分为反射膜、增透膜、滤光膜、光学保护膜、偏振膜、分光膜和位相膜。减反射膜，是应用最广泛的光学薄膜，它可以减少光学表面的反射率而提高其透射率。对于单一波长，理论上的反射率可以降到零，透射率为100%；对于可见光谱段，反射率可以降低到0.5%，甚至更低，以保证一个由多个镜片组成的复杂系统有足够的透射率和极低的杂散光。现代光学装置没有一个是不经过减反射处理的。由于其具有极低的反射率和鲜艳的表面颜色，现代人们日常生活中的眼镜普遍都镀有减反射膜。 高反射膜，能将绝大多数入射光能量反射回去。当选用介质膜堆时，由于薄膜的损耗极低，随着膜层数的不断增加，其反射率可以不断地增加（趋近于100%）。这种高反射膜在激光器的制造和激光应用中都是必不可少的。 能量分光膜，可将入射光能量的一部分透射，另一部分反射分成两束光，最
光学基础知识及光学镀膜技术 光學薄膜是指在光學元件上或獨立的基板上鍍上一層或多層之介電質膜或金屬膜來 改變光波傳遞的特性。即應用光波在這些薄膜中進行的現象與原理，如透射、吸收、散 射、反射、偏振、相位變化等，進而設計及製造各種單層及多層之光學薄膜來達到科學 與工程上的應用。在本廠的實際應用上，DM半透板與ITO鍍膜屬於這個領域。 光學薄膜雖早於1817年Fraunhofer已經開始利用酸蝕法製成了抗反射膜，但是真正 的發展是在1930年真空鍍膜設備之後。而軍事的需求(望遠鏡、飛彈導向鏡頭、監視衛 星、夜視系統等)加速了光學薄膜的開發與研究。計算機的出現使得設計更為方便，相對 的各種理論及設計方法因應而出，光學薄膜的研究於是更為進步並充分應用於各種光電 系統及光學儀器之中，如光干涉儀、照相機、望遠鏡、顯微鏡、投影電視機、顯示器、 光鑯通訊、汽車工業、眼鏡等。 光學薄膜基本上是藉由干涉作用達到其效果的。簡單的如肥皂泡沫膜、金屬表層的 氧化膜、水面油層的顏色變化，都可以視為單層干涉的效果。因此，當光在膜層中的干
涉現象可以被偵測到時，我們就說這層模是薄的，否則是厚的(k值消散掉)。由於干涉現象不僅跟膜層的厚度有關，而且光源的干涉性和偵測性的種類也有關。 接下來為各位介紹幾個主題1.波動光學基本理論2.薄膜光學的應用及產品介紹3.薄膜設計方法4.金屬鍍膜材料5.光學薄膜的鍍製方法及設備6.光學薄膜材料。 光學薄膜的製作是理論設計的實現，它不僅和蒸鍍方法及材料有關亦與薄膜支撐 者，即基板之表面狀況及材質有密切的關係，事實上光學薄膜的研製的主要困難已經比 較少是在設計上，而是在製鍍上，亦即要製造出預期中的光學常數及厚度之薄膜，因此 新的製膜方法及監控方式在工程上更顯的重要。 1. 繞射和干涉的現象常常會被拿在一起來討論,繞射可視為很多光源互相干涉,但其數學處理的方式仍然與干涉不太一樣。例如全像或光柵,可以用繞射也可以用干涉來解釋,也各有其數學模式。光的波動說:當一個水波經過一個障礙時,我們可以看到障礙的邊緣會 泛起陣陣漣漪,這種現象就是繞射,光波也有繞射現象,這種現象是和光的直線前進或光 的粒子說相抵觸的。早在1500年,L.da Viaci 已提及光的繞射,Huygens在1678年首先創立光的波動理論,他把波陣面上每一點都視為一個次級子波的波源,而所有子波前進時的包絡面又形成新的波前,應用這個原理可以解釋光的直線前進、光的反射與折射。 1801年,Young用干涉理論來解釋單狹縫的現象,但實驗結
光学薄膜技术及其应用 张三1409074201 摘要：介绍了传统光学薄膜的原理，根据薄膜干涉的基本原理及其特点，介绍了光学薄膜的性能、制备技术，研究了光学薄膜在的应用和今后的发展趋势。 关键词：光学薄膜、薄膜干涉、应用、薄膜制备 引言： 光学薄膜是指在光学玻璃、光学塑料、光纤、晶体等各种材料的表面上镀制一层或多层薄膜，基于薄膜内光的干涉效应来改变透射光或反射光的强度、偏振状态和相位变化的光学元件，是现代光学仪器和光学器件的重要组成部分。 光学薄膜技术的发展对促进和推动科学技术现代化和仪器微型化起着十分重要的作用，光学薄膜在各个新兴科学技术中都得到了广泛的应用。 本文在简单叙述薄膜干涉的一些相关原理的基础上，介绍了光学薄膜常见的几种制备方法，研究了光学薄膜技术的相关应用，并且展望了光学薄膜研究的广阔前景。 正文： 1.光学薄膜的原理 光学薄膜的直接理论基础是薄膜光学, 它是建立在光的干涉效应基础上的、论述光在分层介质中传播行为。一列光波照射到透明薄膜上，从膜的前、后表面或上、下表面分别反射出两列光波，这两列相干光波相遇后叠加产生干涉。该理论可以比较准确地描述光在数十微米层、纳米层甚至原子层厚的薄膜中的传播行为,由此设计出不同波长、不同性能、适应不同要求的光学薄膜元件。 2.光学薄膜的性质及功能 光学薄膜最基本的功能是反射、减反射和光谱调控。依靠反射功能, 它可以把光束按不同的要求折转到空间各个方位；依靠减反射功能，它可以将光束在元件表面或界面的损耗减少到极致, 完美地实现现代光学仪器和光学系统的设计功能；依靠它的光谱调控功能, 实现光学系统中的色度变换, 获得五彩缤纷的颜色世界。 不仅如此, 光学薄膜又是光学系统中的偏振调控、相位调控以及光电、光热和光声等功能调控元件, 光学薄膜的这些功能, 在激光技术、光电子技术、光通信技术、光显示技术和光存储技术等现代光学技术中得到充分的应用, 促进了相关技术和学科的发展。 3.传统光学薄膜和新型光学薄膜 3.1传统光学薄膜 传统的光学薄膜是以光的干涉为基础。光波是一种电磁波，根据其波长的不同可分成红外线、可见光和紫外线等，当光波投射到物体上时，有一部分在它表面上被反射，其余部分经折射进入到该物体中，其中有一部分被吸收变为热能，剩的部分透射。不同的物质对光有不同的反射、吸收、透射性能，光学薄膜就是利用材料对光的这种性能，并根据实际需要制造的。 传统光学薄膜就是利用材料的这种特性，对光线产生特异性行为。传统光学薄膜有反射膜、增透膜、滤光膜、纳米光学薄膜、偏振膜、分光膜、和位相膜等。 3.2新型光学薄膜 现代科学技术特别是激光技术和信息光学的发展，光学薄膜不仅用于纯光学器件，在光电器件、光通信器件上也得到广泛的应用。近代信息光学、光电子技术及光子技术的发展，对光学薄膜产品的长寿命、高可靠性及高强度的要求越来越高，从而发展了一系列新型光学薄膜及其制备技术，并为解决光学薄膜产业化面临的问题提供了全面的解决方案，包括高强度激光器、金刚石及类金刚石膜、软Ｘ射线多层膜、太阳能选择性吸收膜和光通信用光学膜等。
第十五章球面样板 光学表面精密加工时是通过观察精密的标准样板与被检光学表面之间所形成的干涉仪条纹来实现干涉计量控制的。大多数样板是球面的，但也有少数是非球面的，非球面样板常用来检验多块反射镜组成的望远镜中的小副镜，每副样板都有凸、凹两个表面。样板的材料通常派勒克斯玻璃或类似的其他低膨胀系数玻璃。将两块样板表面接触，就会形成牛顿环或干涉条纹。用样板检验透镜时，样板与透镜表面间都必须有微小的空气间隙，这样才能观察到干涉条纹。观察到的条纹数或光圈数取决于尘粒及两个半径差所形成的空气楔的大小（波长数）。如果没有空气楔存在或两个表面的曲率半径完全相同，就看不到光圈；而看到均匀的一片色，颜色的均匀程度由两块样板的接近程度决定。 要制造表面质量为1/10光圈、误差为0.005mm的高精度球面样板非常花时间，所以成本很高，用于控制质量的样板制造公差要经用在光学车间中工作样板的制造公差更为严格。它必须在光具座上精密测量其曲率半径，面形质量应优于1/10光圈。用于低精密零件，例如加工目镜的球面样板其公差允许多于两个光圈，但这些样板也可以用于检验其他的透镜，所以仍需保持应有的加工精度。如果检验与样板半径很接近的光学零件就不必制作新的样板，而通过每1cm 直径内有条纹数来确定其半径值。为了缩短透镜元件的制造周期，各工厂之间的样板可以互相有无。 样板有小的曲率半径（如用于显微物镜的）也有大的曲率半径，光学平面（平晶）实际上就是曲率半径无穷大的球面。样板的直径为6—254mm。我曾做过一副口径为10in，曲率半径为212in，面形质量为两个光圈的样板。这种大口径的样板是很少使用的，因为很容易划伤被检的抛光表面而出现划痕。 曲率半径为100in的样板，如果R/D数大于6（其中R为样板曲率半径；D为样板直径），就不需要补偿球面。凸样板需要凹补偿球面（曲率半径不相同），而凹样板需要凸的补偿球面。 1、补偿球面 道威所著的《光学车间原理》一书（Hilger & Watts,London,1954）曾叙述过用样板检验透镜面形质量及曲率半径时的一些困难，其中主要问题是标准条纹观察箱中用普通的汞或氦单色光源时，对R/D值较小的样板判断条纹发生困难，这种扩展光源对平面或大曲率半径比较有用，而对R/D≤6的样板则不适用。 许多初学者甚至一些有经验的操作者对用凹样板检验凸透镜所引起的透视收缩效应也感到头疼。透视收缩效应的产生是由于被检凸面缩小且没有充分照明所致。因此，要精密测量条纹必须使视线与表面垂直，但是在R/D比值低时，一般要达到垂直是不可能的。在没有辅助设备时，最好是抛光两配合表面，达到近乎最佳接触，使整个表面出现一片颜色，注意：不能用数条纹数的办法来测量两块样板半径的微小差值。条纹是由于两表面间存在微尘粒和有较大的分离量而产生的。在光学车间里经常遇到的另一个问题：从上面的凸表面与从下面的凹表面所观察到条纹不一样。当表面接近公差时更加明显，有可能从一个方向观察到半条条纹，而从另一方向却观察到两条以上的条纹。引起这样的误差可能有几个原因：例如两个表面不是绝对接触，微尘粒使两个表面分离而产生几条条纹：此外，两个相互接触表面上的划痕或麻点也会引起误差。许多原因都促使使用辅助高峰设备和补偿球面（见第四章）。 我和罗斯鲁普公司的卡尔?肖脱（Carl Short）一起验证了用道威法求得每类样板以相反曲率半径作补偿球面的方法，但是道威没有给出一个完整的计算这些补偿球面半径的公式。按下计算凹样板的凸补偿球面的曲率半径r=R-d/{[(n2-2n(1-h2/R2)1/2+1)-1/2+1](15-1)式中r为补偿球面曲率半径；d为样板的最大厚度；h为半径直径；n为折射率（1.5）；R为给定的曲率半径。 用于凸样板的凹补偿半径的计算公式与式（15-1）不同，它近似等于r=(R/2)(n-10)（15-2）式中r为凸样板的凹补偿半径；R为给定的曲率半径；n为折射率（n=1.5）。
我国光学加工技术的发展历史 发布日期:2008-03-05 我也要投稿!作者:网络阅读:[ 字体选择：大中 小 ] 我国光学仪器的加工技术，虽然有较长历史但形成批量生产并具有完整的工艺是在新中国成立后。光学冷加工工艺在解放前虽然已有所采用，但缺乏完整性。解放后经过光学行业各方面人士及职工的努力，方逐步形成了较完善的加工方法。 五十年代初期，光学行业的设备陈旧，工艺落后。进入第一个五年计划后，加工工艺主要是采用“苏联”的工艺，设备也是由苏联引的和按“苏联”图纸制造的专用设备，二十世纪六十年代初期，国内个别厂家由德国引进了先进设备（如铣磨机和光学对中心磨边机），受到这些设备的启示，国内在六十年代中期开始工艺科研和研制新设备。首先进行的是研究粗磨机机械化和设计粗磨机，由于设备和工艺的改进，加工效率有很大的提高，但是后来受政治形势的影响，光学工艺的革新受到冲击，刚见成效的工艺革新，就此停止。 二十世纪七十年代中期，对光学冷加工技术改造和技术革新提出了“四化”目标，即毛坯型料化、粗磨机械化、精磨高速化、定心磨边自动化。经过努力，这些目标全部在二十世纪八十年代初基本实现了。 光学工业实现了光学冷加工“四化”，为军转民生产光学仪器奠定了有力基础。二十世纪八十年代针对当时民用光学仪器生产，又提出了光学零件制造的新四化，即抛光高速化，清洗超声化，辅助工序机械化和辅料商品化。“新四化”，虽然受到了管理体制改变的影响，在研制设备和进行工艺科研的时间和深度不够理想，但全部实现了。二十世纪八十年代重点是对光学加工机理和工艺因素的研究和探讨，通过科研人员和课题组的努力，均取得了理想的科研成果。在光学零件的定摆磨削和光学零件加工中不同牌号玻璃与不同结合剂的丸片之间的合理匹配都在光学加工方面有了突破，引起光学界的重视。这些科研的成果对光学加工工业起了重要作用，为了我们进一步提高光学加工的科研水平，奠定了雄厚的基础，为新的创新开辟了道路。 二十世纪八十年代是我们光学技术和工艺科研硕果累累的时期。不但在光学加工的基础理论方面，而在加工设备，加工工艺，加工模具，以及辅料等方面都取得了可喜成果。如光学加工机理，光学零件加工工艺因素，光敏胶，PH值稳定剂，光学导电膜，易腐蚀玻璃保护膜；PJM-320平面精磨机，QJM220球面精磨机，QJP-100与QJP-40光学中球面与小球面精磨抛光机；光学零件复制法；光学零件超声清洗代替清擦，光学零件真空吹塑包装以及自聚焦透镜制造等等，真是不胜枚举。这些科研成果，不但通过了部级鉴定，而且均获得子部级奖励或国家发明将。进入九十年代后，在中国光学行业有了更大的进展，这是由于光学产品出口，光学工艺也随着有了更大的改变和进展。我们采用了几十年的成盘加工工艺受到了冲击，而单件光学加工在光学批量生产中占据了统治地位。 本世纪初，我国光学制造业已取得了辉煌的成果，进入了发展的高峰，已形成了很强的生产能力。据有数字统计的资料，我国光学制造能力已超过了五亿件/年，当然这不包括，一些小型民办企业的生产能力。在亚洲也好，在世界上也好，中国光学冷加工的能力应当是名列前茅的，但我们的技术水平却是比较落后。主要是表现在不能大批量生产高精度元器件，大部分企业不能长期稳定生产，不能制造高精度的特种光学零件。造成此种现象的原因：a.执行工艺规程不够b.没有专门工艺研究和工艺设备的研究开发单位c.没有行业法规d.没有软件贸易企业，没有“光学工程”的承包单位。 光学加工设备和光学工艺的发展是分不开的。孔夫子说过“工欲善其事，必先利其器”。