一种草帽型石英透镜及其生产工艺

摘要

本发明公开了一种草帽型石英透镜及其生产工艺，包括预制体，所述预制体为石英透镜，所述预制体顶部边缘沿圆周方向上设有固定边。一种草帽型石英透镜的生产工艺，包括如下步骤：步骤一，先通过冷加工得到预制体；步骤二，将预制体放在模具中，在预制体边缘与模具的空隙处填入已经调配好的粉体，然后将模具放入烧结炉中进行加温，粉体和预制体融为一体，得到半成品件；步骤三，将半成品件研磨抛光。本发明涉及石英透镜加工技术领域，具体是提供了一种利用特殊粉体材料通过烧结的方式，将这种材料和石英透镜融为一体，然后再通过冷加工的工艺将结合面进行研磨抛光，方便固定，且可在高温复杂环境下使用的草帽型石英透镜及其生产工艺。

说明书

技术领域

本发明涉及石英透镜加工技术领域，具体是指一种草帽型石英透镜及其生产工艺。

背景技术

光学镜片的加工分为冷加工和热加工，冷加工指的是不需要加热的工艺方法，主要包含切割、研磨、抛光等。热加工是指的将镜片加热到软化点，通过模压的方式让镜片成型的工艺方法。

冷加工中镜片的抛光会受到抛光磨具的制约，无法生产复杂的镜片外形。由于石英材料的软化点高达1400℃，非常难于进行精密的热成型，热加工工艺形成的镜片表面质量远低于冷加工工艺，一般只能用在低端的使用案例中。

目前获得草帽型石英透镜，主要通过将固定边和石英透镜两个零件胶合的方式形成这种结构，但这种方案的使用场景会受很大的限制：(1)胶合用的UV胶只能承受140℃的温度，所以胶合的方案无法用在高温的环境中；(2)这种胶水无法透过180-300nm的深紫外线；石英材料由于能透过190NM-350NM的紫外线，广泛用于深紫外杀菌仪器，胶合方案无法在深紫外的应用中使用。

目前国外有一种SiVARATM溶胶-凝胶专利技术，可以通过该技术生产这类带边的石英透镜，但这种技术成本非常高，一直无法大规模使用。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种利用特殊粉体材料通过烧结的方式，将这种材料和石英透镜融为一体形成固定边，然后再通过传统的光学镜片冷加工的工艺将结合面进行研磨抛光，方便固定，且可在高温复杂环境下使用的草帽型石英透镜及其生产工艺。

本发明采取的技术方案如下：本发明一种草帽型石英透镜，包括预制体，所述预制体为石英透镜，所述预制体底部为外凸弧形结构设置，所述预制体顶部呈平面设置，所述预制体顶部边缘沿圆周方向上设有固定边，所述固定边顶部与预制体顶部处于同一水平面。

进一步地，所述固定边顶部与预制体顶部为光滑平面设置。

进一步地，所述固定边为高透明度芳杂环聚合物树脂固定边，所述固定边可以透过180-300nm的深紫外线。

一种草帽型石英透镜的生产工艺，包括如下步骤：

步骤一，先通过冷加工获得需要的石英透镜表面，得到预制体；

步骤二，将预制体放在模具中，在预制体边缘与模具的空隙处填入已经调配好的粉体，然后将模具放入烧结炉中进行加温，当温度到达粉体的熔点后，粉体液化充盈模具和预制体之间的空隙，缓慢降温后，粉体冷却固化形成固定边，固定边和预制体融为一体，得到半成品件；

步骤三，从模具中取出半成品件，然后通过研磨抛光的方式去除多余的粉体，获得表面光滑的成品件。

进一步地，所述粉体的熔点温度远低于石英的软化点温度。

进一步地，所述烧结炉中的加热温度高于粉体的熔点温度且低于石英的软化点温度。

进一步地，所述模具为耐高温的金属模具。

作为优选地，所述烧结炉为马弗炉。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案与现有的SiVARATM溶胶-凝胶技术相比，本技术方案简单，投入低，所需设备均为目前市面上现有设备，易于操作，适合于大规模、批量化生产，成本只有前者的1/10；固定边的设置极大提高了石英透镜的安装便利性，使其即可保留冷加工石英透镜的表面质量，又可以拥有各种形状的固定边方便固定安装；相较于胶合工艺，本工艺草帽型石英透镜可以用在400℃以上的工作环境中，且可在深紫外的应用中使用。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明一种草帽型石英透镜的整体结构示意图。

其中，1、预制体，2、固定边，3、模具。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明一种草帽型石英透镜，包括预制体1，所述预制体1为石英透镜，所述预制体1底部为外凸弧形结构设置，所述预制体1顶部呈平面设置，所述预制体1顶部边缘沿圆周方向上设有固定边2，所述固定边2顶部与预制体1顶部处于同一水平面。

所述固定边2顶部与预制体1顶部为光滑平面设置。所述固定边2为高透明度芳杂环聚合物树脂固定边，所述固定边2可以透过180-300nm的深紫外线。

一种草帽型石英透镜的生产工艺，包括如下步骤：

步骤一，先通过冷加工获得需要的石英透镜表面，得到预制体1；

步骤二，将预制体1放在模具3中，在预制体1边缘与模具3的空隙处填入已经调配好的粉体，然后将模具3放入烧结炉中进行加温，当温度到达粉体的熔点后，粉体液化充盈模具3和预制体1之间的空隙，缓慢降温后，粉体冷却固化形成固定边2，固定边2和预制体1融为一体，得到半成品件；

步骤三，从模具3中取出半成品件，然后通过研磨抛光的方式去除多余的粉体，获得表面光滑的成品件。

所述粉体的熔点温度远低于石英的软化点温度。所述烧结炉中的加热温度高于粉体的熔点温度且低于石英的软化点温度。所述模具3为耐高温的金属模具。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。