光子学器件与工艺 主讲:张荣君 E-mail: richang(fudan.edu.cn 复旦大学信息学院 光科学与工程糸 2008,9-2009,1 复旦大学张荣君rjzhang@fudan.edu.cn
复旦大学 张荣君 rjzhang@fudan.edu.cn 光子学器件与工艺 复旦大学信息学院 光科学与工程系 2008,9 - 2009,1 主 讲：张荣君 E-mail：rjzhang@fudan.edu.cn
光学器件冷加工工艺简介 复旦大学张荣君rjzhang@fudan.edu.cn
复旦大学 张荣君 rjzhang@fudan.edu.cn 光学器件冷加工工艺简介
提纲 光学器件的冷加工基本工艺 光学器件的技术要求与工艺特点 粗磨、铣磨、精磨、抛光等主要工艺 光学辅料 其它重要工艺 复旦大学张荣君rjzhang@fudan.edu.cn
复旦大学 张荣君 rjzhang@fudan.edu.cn 提纲 • 光学器件的冷加工基本工艺 • 光学器件的技术要求与工艺特点 • 粗磨、铣磨、精磨、抛光等主要工艺 • 光学辅料 • 其它重要工艺
光学器件的冷加工基本工艺 针对光学材料的特点,制作透镜、平面 镜、反射镜、棱镜和分划板等典型光学 零件中需要的冷加工工艺 主要流程包括:下料(切割)→粗磨→ 研磨→抛光→定心磨边→清洗→镀膜→ 检验→涂保护膜→包装等 复旦大学张荣君rjzhang@fudan.edu.cn
复旦大学 张荣君 rjzhang@fudan.edu.cn 一、光学器件的冷加工基本工艺 • 针对光学材料的特点，制作透镜、平面 镜、反射镜、棱镜和分划板等典型光学 零件中需要的冷加工工艺。 • 主要流程包括：下料（切割）→粗磨 → 研磨→抛光→定心磨边→清洗→镀膜→ 检验→涂保护膜→包装等
、光学器件的技术要求与工艺特点 1、技术要求 光学器件的技术要求包括对光学材料的质量 要求和光学器件冷加工精度的要求。 材料质量要求:根据器件的用途和加工精度 选择相应质量的材料。 主要是针对光学玻璃,包括折射率和色散系数、光学均匀 性、应力双折射、对玻璃光吸收系数、条纹度、气泡度等 方面 复旦大学张荣君rjzhang@fudan.edu.cn
复旦大学 张荣君 rjzhang@fudan.edu.cn 二、光学器件的技术要求与工艺特点 1、技术要求 • 光学器件的技术要求包括对光学材料的质量 要求和光学器件冷加工精度的要求。 • 材料质量要求：根据器件的用途和加工精度 选择相应质量的材料。 主要是针对光学玻璃，包括折射率和色散系数、光学均匀 性、应力双折射、对玻璃光吸收系数、条纹度、气泡度等 方面
加工精度的要求,主要包括如下三方面: 面形精度 >角度精度 >表面粗糙度 主要考虑如下指标: 如光学样板、透镜中心偏差、透镜的厚度公差和空气间隙、 表面庇病、棱镜公差、气泡度、平行度、光契角公差等。 复旦大学张荣君rjzhang@fudan.edu.cn
复旦大学 张荣君 rjzhang@fudan.edu.cn • 加工精度的要求，主要包括如下三方面： ¾ 面形精度 ¾ 角度精度 ¾ 表面粗糙度 主要考虑如下指标： 如光学样板、透镜中心偏差、透镜的厚度公差和空气间隙、 表面庇病、棱镜公差、气泡度、平行度、光契角公差等
左图是在标准平玻璃上检验 小工件的平整度的实验结果, 工件下边与玻璃接触 请说明工件哪里比较平 答:下部较平 将两块干净的小片平玻璃 叠放在一起,看是否可以 看到类似右图的纹理 复旦大学张荣君 rjzhang@fudan.e
复旦大学 张荣君 rjzhang@fudan.edu.cn 左图是在标准平玻璃上检验 工件的平整度的实验结果, 工件下边与玻璃接触。 请说明工件哪里比较平。 将两块干净的小片平玻璃 叠放在一起，看是否可以 看到类似右图的纹理。 答：下部较平
借助牛顿环及其变动指导硏磨透镜工艺 在光学冷加工车间,经常利用牛顿环 及其变动来快速检测透镜表面曲率是否 格 复旦大学张荣君rjzhang@fudan.edu.cn
复旦大学 张荣君 rjzhang@fudan.edu.cn 在光学冷加工车间,经常利用牛顿环 及其变动来快速检测透镜表面曲率是否 合格. 借助牛顿环及其变动指导研磨透镜工艺
2、工艺特点 光学器件的精度一般都比较高,材料一般都硬且脆 (光学塑料除外),因而,器件的加工工艺特点有: √对器件的固定多采用粘结或者真空吸附; √加工多采用磨削、研磨和抛光等工艺; √加工环境要求较高:灰尘、温度、湿度、震动、通风 等都影响加工精度; √加工需要的副料很多; √加工采用的夹具较多:平模、球模及夹模等。 复旦大学张荣君rjzhang@fudan.edu.cn
复旦大学 张荣君 rjzhang@fudan.edu.cn 2、工艺特点 光学器件的精度一般都比较高，材料一般都硬且脆 （光学塑料除外），因而，器件的加工工艺特点有： 9 对器件的固定多采用粘结或者真空吸附； 9 加工多采用磨削、研磨和抛光等工艺； 9 加工环境要求较高：灰尘、温度、湿度、震动、通风 等都影响加工精度； 9 加工需要的副料很多； 9 加工采用的夹具较多：平模、球模及夹模等
、光学器件的主要冷加工工艺 ·以光学平面零件为例:包括棱镜、平行平面板、平面 反光镜、平晶、光楔、光盘片基、滤光片、波片、倍 频器、液晶光屏平面等等。其大小从1mm到 φ1000mm或更大,材料主要是光学玻璃,有时是光学 晶体 对毛坯的加工工艺:为了达到高精度与高效率,采用 的光学冷加工工艺方法很多,主要有粗磨、铣磨、精 磨、抛光、分离器抛光、环抛、水中抛光(BFP) 单点金刚石飞切( SPDFO)、计算机机控制小工具抛修 (CCP)、离子抛光、切割、磨边定心、胶合等等. 复旦大学张荣君rjzhang@fudan.edu.cn
复旦大学 张荣君 rjzhang@fudan.edu.cn 三、光学器件的主要冷加工工艺 • 以光学平面零件为例：包括棱镜、平行平面板、平面 反光镜、平晶、光楔、光盘片基、滤光片、波片、倍 频器、液晶光屏平面等等。其大小从φ1mm 到 φ1000mm 或更大,材料主要是光学玻璃,有时是光学 晶体. • 对毛坯的加工工艺：为了达到高精度与高效率，采用 的光学冷加工工艺方法很多，主要有粗磨、铣磨、精 磨、抛光、分离器抛光、环抛、水中抛光（BFP）、 单点金刚石飞切(SPDFC)、计算机机控制小工具抛修 (CCP) 、离子抛光、切割、磨边定心、胶合等等