光学透镜的加工工艺
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物理透镜的知识点总结【型号分类】按照透镜的形状分类,主要有凸透镜和凹透镜两种基本类型。
凸透镜使平行光线向其中心聚焦,而凹透镜则使平行光线朝外发散。
此外,根据透镜的曲率半径和形状分类,还可以分为球面透镜、非球面透镜等类型。
【焦点】焦点是透镜光学成像的关键点,分为凸透镜焦点和凹透镜焦点。
对于凸透镜而言,焦点是一个实际的点,光线汇聚在这个点上;而对于凹透镜而言,焦点是表现为逆向的,光线从这个点发散出去。
焦点的位置与透镜的曲率半径、折射率以及光线的入射角度等有关。
【焦距】焦距是衡量透镜焦点位置的物理量,通常表示为f,对于凸透镜而言,焦距是正值,表示光线在透镜后方焦点聚焦;对于凹透镜而言,焦距是负值,表示光线在透镜前方焦点发散出去。
焦距与透镜的曲率半径、折射率以及光线的入射角度等有关。
【光学密度】透镜的光学密度是一个重要的光学参数,用来描述透镜的光学性能,通常表示为n,与材料的折射率有关。
光学密度越大,透镜的折射能力越强,成像效果就会越明显。
不同材料制成的透镜其光学密度也会有所不同。
【成像原理】透镜的成像原理是基于透镜的折射规律和焦距的性质。
当光线通过凸透镜时,会引起折射现象,使得光线聚焦在焦点上,形成实物的倒立的实像;而对于凹透镜而言,折射现象会使得光线发散出去,形成虚拟的直立的虚像。
成像原理是透镜应用于光学成像的基础。
【光学应用】透镜具有广泛的应用领域,包括摄影、显微镜、望远镜、眼镜、光学仪器等。
在摄影领域,透镜是镜头的核心元件,通过调节不同焦距的透镜可以实现景深调节、光圈调节等功能。
在显微镜和望远镜领域,透镜的作用是放大远处或者微观物体,使得可以清晰观察。
在眼镜领域,透镜的作用是对视力进行矫正。
在光学仪器领域,透镜通常用于成像、调焦和光路调节。
【光学系统设计】透镜在光学系统设计中扮演着重要的角色,光学系统通常包括多个透镜组成,通过透镜的组合和配置可以实现不同的成像效果和光学性能。
光学系统设计通常涉及透镜的曲率半径、光学距离、透镜直径等参数,以及透镜的组合方式和位置安装等。
一、概述光刻技术是当代微纳加工领域中的重要工艺之一,其应用广泛,包括半导体制造、光学元件制造等。
其中,光刻胶热熔法制备硅微透镜是一种常见且有效的方法。
本文将对光刻胶热熔法制备硅微透镜产品的方法及系统进行探讨和介绍,以便读者对这一工艺有更深入的了解。
二、光刻胶热熔法制备硅微透镜的基本原理1. 光刻胶的选择和涂布光刻胶是光刻工艺中的关键材料,选择合适的光刻胶对于制备硅微透镜至关重要。
常见的光刻胶有正胶和负胶两种。
正胶通常用于制备光刻胶模板,而负胶则用于制备光刻胶模具。
在制备硅微透镜时,首先需要选择合适的光刻胶,并将其均匀涂布在硅基片表面。
涂布工艺的精准度和一致性对于后续的制备工艺至关重要。
2. 光刻胶的光刻图案制备光刻是通过将光刻胶暴露在特定光照条件下,形成所需图案的工艺。
光刻胶的选择、光刻胶的暴露时间和光刻机的参数设置都会对光刻图案的质量产生影响。
在制备硅微透镜时,光刻图案的设计和制备是必不可少的步骤。
通过精确的光刻工艺,可以在光刻胶上形成微透镜的轮廓图案。
3. 热熔硅的填充和加工热熔硅是一种常用的材料,可用于填充光刻胶模具中形成微透镜的凸起结构。
在制备过程中,需要将热熔硅预热至一定温度,并在光刻胶模具中进行填充和加工。
热熔硅的填充和加工工艺涉及到温度控制、压力控制等多个参数的调节,对于最终微透镜产品的质量具有重要影响。
4. 后续工艺及检测在热熔硅填充和加工完成后,需对微透镜产品进行后续工艺,如去除残留的光刻胶、清洗表面等步骤。
对于制备出的微透镜产品需要进行质量检测,包括形貌观测、光学特性测试等。
三、硅微透镜制备系统的研究和设计1. 光刻机光刻机是光刻工艺中不可或缺的设备,其性能对于光刻图案的质量和精度具有重要影响。
在制备硅微透镜时,需要选择合适的光刻机,并进行参数设置和调节,以实现所需的微透镜结构。
2. 热熔设备热熔设备用于预热和加工热熔硅材料,其稳定的温度控制和压力控制对于微透镜产品的质量至关重要。
武汉职业技术学院实训报告平凸透镜的加工及检测系、专业:电信学院光电系班级:光电10302班实训人:胡荣华指导教师:吴晓红彭卫国2011年10月17日摘要此次实训的项目是光学零件的加工,主要是球面零件的加工,此外还有平行平板机棱镜的加工。
球面零件的加工主要为粗磨下料、精磨抛光、镀膜,粗磨下料的工艺较为传统,但对手法也有一定的要求。
再就是精磨抛光,此部分主要看的是加工者的手法,手法直接影响到后面的定心以及镜片的好坏。
最后就是镀膜,镀膜的作用有很多,我们的实训中的镀膜主要是为了起到一种保护镜片的作用。
棱镜及平行平板的加工同样是对手法的考验。
本次实训中小组中的成员基本能够完成自己的镜片加工,其中存在的主要的问题在于球面镜的精磨抛光、粗磨下料部分。
粗磨下料部分主要在开球面环节,精磨抛光则主要是细磨手法不对等。
此类问题在后来的定心磨边的环节中都得到了充分的验证。
本报告的主要目标是:简述透镜的加工过程,分析加工过程中出现的问题,及此类问题的改进方法。
对比得出传统和现代加工的不同特点了解光学零件的镀膜过程、熟悉镀膜机的使用及其各项性能。
回顾整个实训过程中存在的操作方面的不足之处,进一步加深对整个零件加工环节的了解,加深自己对各个环节的印象。
关键词:球面零件加工环节加工手法主要内容1.1概述光学玻璃的加工分为传统加工和现代加工,我们的实训中主要是传统加工方法。
主要的加工零件为平凸透镜,它的主要操作流程是;粗磨下料、精磨抛光、定心磨边、镀膜等。
这次实训的内容还包括平行平板棱镜的加工,检验等。
1.2加工的特点传统加工的特点是加工出来的零件的精度高,质量好,因为它所使用的主要是手工为主,因此对操作人员的手法的要求很严格。
此类加工适用于少量、高精度的加工需求。
1.3加工生产流程1.4粗磨下料 1、切割:选取材料并把毛坯玻璃放入玻璃切割机(1-1图)里面。
2、去除直角:把切割好的毛坯玻璃按尺寸在简易切割机上切割,再把切割好的矩形的四个直角用简易切割机把四个直角切掉。
一种光学玻璃透镜边缘涂黑装置的制作方法引言:光学玻璃透镜是一种常见的光学元件,用于聚焦或分散光线。
然而,在某些应用场景中,透镜边缘的反射和散射会影响光学系统的性能。
为了减少这种影响,可以采用一种特殊的制作方法,即在透镜边缘涂黑。
本文将介绍一种制作这种光学玻璃透镜边缘涂黑装置的方法。
材料准备:1. 光学玻璃透镜:选择适合的透镜型号和规格,确保光学性能满足要求。
2. 黑色涂料:选择具有良好吸光性能和耐久性的黑色涂料,以确保涂层的质量和稳定性。
3. 高精度涂层机:用于实现均匀且精确的涂层厚度。
制作过程:步骤一:透镜清洗将光学玻璃透镜放入清洁溶液中,轻轻搅拌,确保透镜表面没有灰尘、污渍或指纹。
然后用纯净水冲洗并晾干。
步骤二:涂层设计根据透镜的尺寸和要求,确定涂层的宽度和厚度。
一般情况下,涂层宽度应在1-2毫米之间,涂层厚度应在几微米至几十微米之间。
步骤三:涂层制备将黑色涂料倒入高精度涂层机的喷嘴中,确保涂料流动畅通。
调整涂层机的参数,如喷嘴压力、喷嘴速度和涂层时间,以获得所需的涂层厚度和均匀性。
步骤四:涂层施加将透镜放置在涂层机的工作台上,确保透镜的边缘与涂层喷嘴的位置对齐。
启动涂层机,以均匀的速度和压力喷洒黑色涂料,使涂层均匀覆盖透镜边缘。
步骤五:涂层固化使用适当的固化方法,如热固化或紫外线固化,将涂层固化成稳定的黑色膜。
固化时间和温度应根据涂料的要求进行调整,以确保涂层质量和稳定性。
步骤六:涂层检验使用光学显微镜或其他适当的检测设备,检查涂层的均匀性和质量。
确保涂层没有气泡、裂纹或其他缺陷,同时检查涂层边缘与透镜边缘的对齐情况。
步骤七:涂层保护为了保护涂层免受外界环境的损害,可以在涂层表面施加一层保护膜。
这可以增加涂层的耐磨性和耐腐蚀性。
结论:通过以上制作方法,可以制备出一种光学玻璃透镜边缘涂黑装置,以减少透镜边缘的反射和散射。
这种装置可以应用于各种光学系统中,提高系统的光学性能和图像质量。
然而,在实际应用中,仍需根据具体要求和条件,选择合适的制作方法和材料,以确保涂层的质量和稳定性。
光学镜头方面知识点总结一、光学镜头的基本原理1. 光学镜头的作用光学镜头是通过折射、反射等光学原理,使被拍摄的物体投射到感光材料上,形成物体的像。
不同类型的光学镜头可以实现不同的成像效果,如平行光线汇聚成焦点、物像大小比例等。
2. 成像原理光学镜头的成像原理涉及到几何光学和物理光学的知识。
在几何光学中,光线的传播遵循折射定律和反射定律,可以通过光线追迹法确定像的位置和大小;而在物理光学中,光波的传播涉及到波的干涉、衍射等现象,根据光学传播的波动特性来分析成像效果。
3. 光学镜头的设计光学镜头的设计包括确定镜头的结构、曲面形状、材料选择、透镜组合等内容。
在镜头设计中需要考虑的因素有:像差的控制、光通量的损失、光学系统的受限空间等。
钟禽、动物、虫鱼及昆虫均可很好地观察和拍摄。
二、光学镜头的分类与性能指标1. 光学镜头的分类光学镜头根据其结构和功能的不同,可以分为透镜和反射镜头两大类。
透镜包括凸透镜和凹透镜,其常用的组合有单透镜、复合透镜和透镜组。
而反射镜头则主要包括反射镜和折射棱镜。
2. 光学镜头的性能指标光学镜头的性能指标主要包括像差、分辨率、透过率、光学畸变、色彩表现等。
像差是衡量光学系统成像质量的一个重要指标,包括球面像差、色差、像散等;分辨率则是表示镜头成像细节的能力,通常以线对应距离为单位;透过率是指镜头透射光线的比例,与透镜材料和镀膜技术有关;光学畸变主要包括桶形畸变和枕形畸变等。
三、光学镜头的制造工艺1. 光学镜头的制造材料常用的透镜材料包括玻璃、光学塑料、水晶等,其光学性能、物理性能和加工工艺有所差异。
玻璃透镜具有较好的光学性能和稳定性,但密度大、重量大、易碎等缺点;光学塑料则具有轻质、抗震动等优点,但易受湿气和温度变化的影响;水晶则具有较高的透光率和色散性能,用于高端光学系统。
2. 光学镜头的加工工艺光学镜头制造的关键工艺包括镜片加工、光学面加工、表面处理、组装调试等步骤。
镜片加工主要包括玻璃切割、抛光、磨面、抛光、研磨等工艺,保证镜片的形状和表面光洁度;光学面加工则是利用机械加工或激光加工技术对镜片表面进行形状修整和表面精加工,以达到所需的精度和光学质量要求;表面处理则是对镜片进行光学薄膜镀膜、抗反射处理等,以提高透光率和耐磨耐蚀性能;组装调试则是将加工好的镜片按一定的匹配组合成镜头组,再通过对焦、校准等操作,使镜头能够达到预期的成像效果。
光学镜筒生产工艺光学镜筒是光学设备中不可或缺的重要组成部分,广泛应用于望远镜、显微镜、相机等领域。
生产光学镜筒需要一系列精密的工艺,下面将介绍一下光学镜筒的生产工艺。
首先,光学镜筒的生产需要选择合适的材料。
目前常用的材料有铝合金、镁合金、碳纤维等。
选择合适的材料要考虑到强度、重量、耐腐蚀性等因素,同时还要满足镜筒外观的要求。
接下来是镜筒的制造工艺。
首先是铝合金或镁合金材料的锻造和精密加工。
锻造可以使材料密度均匀,提高强度,而精密加工则能够获得精确尺寸和表面质量。
碳纤维材料则需要经过层压和热固化等工艺,以增加强度和硬度。
在得到合适的材料之后,要对镜筒进行抛光处理。
抛光是为了获得更好的表面光洁度和平行度。
抛光可以分为机械抛光和化学抛光。
机械抛光采用研磨和抛光机器进行,可以消除表面不平整,而化学抛光则是利用酸性液体来进行腐蚀,可以去除细小的坑洞和划痕。
接下来是涂装工艺。
涂装是为了保护镜筒的表面免受腐蚀和刮伤,并且增加外观的美观性。
涂装通常采用喷涂或电泳涂装的方式进行。
喷涂可以使用不同的颜色和质地的涂料,而电泳涂装能够产生更均匀的涂层,提高涂层的附着力和耐腐蚀性。
最后是组装工艺。
组装工艺包括将光学元件安装到镜筒内,如镜片、透镜等,并进行调焦、调光等调试。
组装需要严格控制每个元件的安装位置和角度,以确保光学系统的性能。
同时,还要进行防震、防水等测试,以确保镜筒能够在各种环境中正常工作。
综上所述,光学镜筒的生产工艺包括材料选择、锻造精密加工、抛光处理、涂装和组装等环节。
每个环节都需要精密、耐心和熟练的操作,以获得高质量的光学镜筒。
不断的创新和改进将有助于提高生产工艺的效率和品质,满足市场对光学镜筒的需求。
透镜设计技巧透镜是一种光学元件,广泛应用于摄影、眼镜、显微镜、望远镜等领域。
透镜设计是一门复杂而精密的技术,需要考虑诸多因素来确保光学系统的性能和质量。
下面将介绍一些常用的透镜设计技巧,以帮助读者更好地理解和应用透镜设计。
透镜的设计需要考虑到光的折射和散射。
折射是光线在透镜表面由一种介质到另一种介质时的偏折现象,而散射是光线在透镜内部传播时的偏离现象。
在设计透镜时,需要根据具体的应用需求来选择合适的材料和形状,以最大程度地减小折射和散射,提高光学系统的分辨率和清晰度。
透镜的设计还需要考虑到色散和像差的问题。
色散是光线在透镜中传播时不同波长的光线会发生不同程度的偏折,导致成像时出现色彩偏差的现象。
而像差则是由于透镜形状和材料的不完美导致成像时出现模糊或失真的现象。
为了减小色散和像差,可以采用复合透镜、非球面透镜等设计方法,提高光学系统的色彩保真度和成像质量。
透镜的设计还需要考虑到透镜的加工和组装。
透镜的加工精度和表面质量直接影响光学系统的性能和稳定性。
在透镜设计时,需要考虑到加工工艺和设备的限制,合理选择透镜的形状和尺寸,以便于加工和组装,确保透镜的质量和稳定性。
透镜的设计还需要考虑到光学系统的整体性能。
透镜通常是光学系统中的一个组成部分,需要与其他光学元件配合工作,以实现整个光学系统的功能和性能。
在透镜设计时,需要考虑到光学系统的光路布局、光学元件的选择和排列等因素,以提高光学系统的集成度和性能。
总的来说,透镜设计是一门复杂而精密的技术,需要综合考虑光学原理、材料科学、加工工艺等多方面因素。
通过合理的设计和优化,可以提高光学系统的性能和质量,满足不同应用领域的需求。
希望上述介绍的透镜设计技巧能够帮助读者更好地理解和应用透镜设计,提高光学系统的设计水平和实用价值。
透镜的应用知识点总结一、透镜的类型透镜根据其形状和功能可以分为凸透镜和凹透镜。
凸透镜是中间较薄,边缘较厚的透镜,可以使光线汇聚于焦点,常用于放大物体。
凹透镜则是中间较厚,边缘较薄的透镜,可以使光线发散,用于缩小物体。
另外,透镜还可以根据其表面形状分为球面透镜和非球面透镜。
球面透镜的曲率半径相等,表面形状呈球面;非球面透镜的曲率半径不等,表面形状不规则。
二、透镜的原理透镜能够改变光线的传播方向,其主要原理是光线的折射。
当光线进入透镜表面时,由于介质的折射率不同,光线会发生折射现象,从而改变传播方向。
对于凸透镜而言,光线将会汇聚于焦点;对于凹透镜而言,光线将会发散。
透镜的性质可以用薄透镜公式来描述,即1/f = (n-1)(1/R1 - 1/R2),其中f为透镜的焦距,n为透镜的折射率,R1和R2分别为透镜的两个曲率半径。
三、透镜的制造工艺透镜的制造工艺主要包括磨削、抛光和镀膜。
首先,在透镜的制造过程中,需要根据设计要求选择适当的材料,然后通过机械磨削和光学抛光来制造透镜的曲面。
此外,为了提高透镜的光学性能,还需要在透镜表面进行镀膜处理,以减少光的反射和提高透射率。
四、透镜在光学仪器中的应用透镜在光学仪器中有着广泛的应用,例如望远镜、显微镜、光学投影仪等。
在望远镜中,透镜起到汇聚光线和放大图像的作用;在显微镜中,透镜用于放大微观物体的图像;在光学投影仪中,透镜则用于调整和聚焦光线,使得投影图像清晰明亮。
五、透镜在成像系统中的应用在成像系统中,透镜是至关重要的组成部分。
例如在相机镜头中,透镜通过调整焦距和光圈大小来控制成像质量和景深;在激光器中,透镜用于调整激光束的传播方向和聚焦程度;在光学传感器中,透镜则负责将光线准确地聚焦到感光元件上,实现成像功能。
六、透镜在医疗器械中的应用透镜在医疗器械中也有着重要的应用。
例如在眼镜和隐形眼镜中,透镜用于矫正视力;在内窥镜和显微镜中,透镜则用于放大和观察体内组织结构和细胞。
透镜知识点总结大全透镜是光学中的重要器件,用于聚焦、成像和调节光线的传播方向。
透镜广泛应用于各种设备和领域,如眼镜、相机、显微镜、望远镜、激光器等。
在透镜的使用和设计中,有许多重要的知识点需要了解和掌握。
本文将对透镜的基本知识、分类、性质、制造工艺、应用等方面进行全面总结,希望能够帮助读者更好地理解和应用透镜。
**一、透镜的基本知识**1. 透镜的定义透镜是一种能够将光线聚焦或发散的光学器件。
透镜通过改变光线的传播方向来实现成像、放大或缩小物体的功能。
2. 透镜的作用透镜主要有两种作用:一是将散射的光线聚焦成一束平行光线,二是将一束平行光线聚焦成一个点。
3. 透镜的结构透镜一般由两种材料制成,即玻璃和塑料。
透镜的表面一般都是光滑的,并且经过特殊的加工工艺来达到一定的光学性能。
**二、透镜的分类**1. 根据形状透镜可以分为凸透镜和凹透镜两种。
- 凸透镜:外表面两面都是凹面,透镜中心厚,边缘薄,代表物体在镜头后方,像在镜头前方。
- 凹透镜:外表面两面都是凸面,透镜中心薄,边缘厚,代表物体在镜头前方,像在镜头后方。
2. 根据焦距透镜根据焦距的大小,分为凸透镜和凹透镜两种。
- 凸透镜:近物大远物小,成像距离长,焦距较长。
- 凹透镜:近物小远物大,成像距离短,焦距较短。
3. 根据透镜的应用透镜根据不同的应用场景,主要分为凸透镜、凹透镜和棱镜三种类型。
4. 根据透镜的光学性质透镜根据光学性质的不同,分为凸透镜、凹透镜和非球面透镜三种。
**三、透镜的性质**1. 折射率折射率是透镜介质对光的反射和折射能力的度量。
不同介质的透镜具有不同的折射率,折射率大的材料对光的折射能力强,折射率小的材料对光的折射能力弱。
2. 焦距透镜的焦距是透镜将平行光线聚焦成一束光线的距离。
焦距越短,透镜的成像能力越强;焦距越长,透镜的成像能力越弱。
3. 成像性质透镜的成像性质取决于透镜的曲率和光的入射角度。
透镜的曲率越大,焦距越小,成像能力越强。
超分辨平面超构透镜代加工
超分辨平面超构透镜代加工是一种让光学元件具有超分辨率能力
的技术,主要是对普通的平面超构透镜进行代加工,通过不同的表面
来实现显微镜的分辨率。
超分辨平面超构透镜代加工的主要运行原理是通过改变普通平面
超构透镜的表面结构,使其具有超分辨率能力,从技术上实现了放大
望远镜、显微镜和无线电望远镜等光学元件的分辨率。
超分辨平面超构透镜代加工技术能够满足一些特殊的应用场景,
如设计显微镜或研究望远镜,它具有分辨率高、效率高、成本低的特点。
通过超分辨平面超构透镜代加工的技术,可以达到不同的分辨率,这也使得光学元件望远镜的像质有了更大的改变,也为研究显微镜或
望远镜的深入研究提供了良好的实验条件。
超分辨平面超构透镜代加工技术受到众多光学公司和研究所的重视,它可以帮助我们以更为有效高效的实现显微镜镜头或者望远镜镜
头的分辨率较高的设计,从而节省开发和生产成本,提高成品的质量,缩短产品的研发周期。
第一章光学理论分析光学系统是由透镜组合而成,本章主要叙述光的基本原理,透镜的几何光学成像理论,以及像差的问题,当中并以光学厂实际生产的镜头为例子,辅以印证理论。
1-1 基本原理光是自然界的产物,以下就光的特性以及物理量加以说明。
1-1.1 可见光可见光是电磁波谱之一部份,人的眼睛可视为是电磁波接收器,工作于此波段并依此定义出可见光。
在光学中常用奈米(nanometer;1nm=1×10-9m)为波长单位,图 1-1显示可见光中心区域波长约为 550nm,颜色为黄绿色。
视力灵敏曲线在长波长及短波长处渐趋近于轴。
一般定视力灵敏度降至其最大值的1%处为极限,两极限的波长值分别约为 430nm 和 690nm。
在此限度外之辐射若强度够的话,眼睛仍能探测到;若强度弱时,在许多物理实验中可用照相底片或感光灵敏之电子探测器代替人眼。
因光同时具有波和粒子的特性,一般物理现象的解释则采用适性策略:对于光的行进以电磁波解释,对于光的吸收与辐射,则以粒子特性来处理。
一般基础光学依光的性质和实验结果分为三类:1.几何光学:将光视为粒子处理,但考虑的是整体特性表现,亦即对光的描述是用光线(ray)的集合-光束(light beam),以及物点、像点等概念。
2.量子光学:将光视为粒子处理,但探讨的是各别粒子本质。
3.波动光学:将光视为电磁波处理,本领域又称物理光学。
本论文研究的对象是精密光学组件,因此以几何光学为应用基础。
1-1.1 光源和光速物体本身能发光的,如太阳、火焰、电灯、雷射称为光源(luminous source)。
藉由光源照射物体而反射光线,方能使我们感觉物体的存在。
光线可看做是由许多光子(photon)所组成,至于光束则是由许多光线汇集而成的光束线。
光在真空中,具有最大的速度,用符号 c 代表光在真空中的速度,是自然界的常数:c=299,792.5km/s≒30 万公里/秒。
光源的发光强度称为光度(luminous intensity)。
光学玻璃透镜模压成型技术
1 成型方法
玻璃之所以能够精密模压成型,主要是因为开发了与软化的玻璃不发生粘连的模具材料。
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。
2 玻璃的种类和毛坯{HotTag}
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。
3模具材料与模具加工
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。