光学加工

摘要： 为了改进自由曲面刀具路径规划中刀具圆弧Z向补偿的计算方法,降低车床克服X轴惯性带来的跟踪误差,提高切削速度和效率,基于超精密车削下的慢刀伺服技术提出一种差值迭代法。以理想刀位点极径和由给定刀触点计算出的实际刀位点极径作差值运算,判断差值是否小于车床导轨分辨率,若低于分辨率,则输出刀位点;若超过,将差值补偿给初始刀触点重新计算补偿刀位点,再与理想极径作差值,此为一次迭代,通过多次迭代,即可完成最终刀位点输出。通过实验分析证明:三次迭代后的刀位点极径即可满足阿基米德螺线渐变,车床X轴稳定进给,同时对Z轴的补偿量较少,加工精度达PV0.226λ@632.8 nm。该差值迭代法无需复杂的方程组求解和曲面拟合,可操作性好,加工精度和效率高。

摘要： 本文基于安全系统工程定量事故分析的故障树分析法对光学加工过程中机械伤害事件进行分析研究。并根据分析结果,按照各影响因素对机械伤害事件的作用大小提出了防范对策,以达到避免光学加工过程发生机械伤害的目的。

摘要： 为了研究磁流变抛光后元件表面"彗尾状缺陷"的生成和演变机理,本文以石英玻璃为样品,分析了磁流变抛光时抛光液中抛光颗粒浓度与水分含量对彗尾状缺陷的影响.研究表明,彗尾状缺陷的生成与元件表面存在的原始缺陷相关,抛光颗粒在缺陷处的堆积是造成原始缺陷转变成彗尾状缺陷的主要原因.随着抛光颗粒浓度的增加,抛光颗粒在原始缺陷处的堆积明显,生成的彗尾状缺陷数量增加;然而随着水分含量的增加,抛光液的流动性增强,抛光颗粒在缺陷处堆积效应减弱,彗尾状缺陷出现的数量降低.在磁流变抛光过程中,原始凹坑缺陷首先演变成彗尾状缺陷,彗尾状缺陷的头部凹坑深度相对于原始缺陷表现出先增加再降低的趋势;而凹坑的边缘角度随抛光的进行单调增加,直到缺陷被完全去除.本文的研究结果为磁流变抛光中抑制元件表面彗尾状缺陷的生成奠定了理论基础,有助于后期研发控制彗尾状缺陷的抛光液和工艺优化方法.

摘要： 优化工件表面微结构形状并提高其加工精度可以挖掘出更高的零件表面功能特性,从而附加形成新的产业价值.目前,精密微细加工技术正在成为新兴产业的研发热点及探索方向.基于光能、热能、流体动能等的微细加工技术,因无定型工具难以控制微细结构的形状精度,机械加工技术可获得高形状精度的表面,但在加工过程中存在超硬工具的微细尖端易磨损和机械剪切产生微毛刺导致微细结构加工表面质量差等问题.分别基于激光的光能、放电的热能和流体的动能,开发出3种复合磨削技术,其关键是研究物理加工和机械加工的复合加工原理及其多工艺参数的融合控制方法,旨在实现硅晶片、蓝宝石、光学玻璃及硬质模具钢等难加工材料的高精度微结构加工.研究得出,激光辅助磨削技术可以在线去除微细机械加工中的边沿毛刺和提高微结构表面质量;放电辅助磨削技术可以在线修整微金刚石磨粒,优化微切削性能,无需冷却液和后续抛光工艺便可实现光滑表面的机械加工;磨料流辅助磨削技术可以在微细磨削过程中加工出光滑的结构表面.

摘要： 行星研磨技术由于提升磨削接触点相对速度,能够有效提高材料去除效率.但由于传统研磨盘不均匀磨损,导致研磨盘形状持续改变,从而影响了研磨过程中去除函数的稳定性和准确性,限制了该技术的应用.本文针对基于小磨头行星运动方式,通过建立构建磨损函数,预置研磨盘曲率半径,使研磨盘满足在加工单周期后各点去除量相等,从而提升去除函数稳定性.通过实验验证,研磨去除函数与模型仿真计算结果一致,验证了模型的准确性,利用优化后的研磨盘可获得高效稳定的去除函数.采用直径40 mm SiC研磨盘研磨SiC工件,实验结果表明:对比加工前后研磨盘磨损情况,面形变化小于1％,符合均匀去除要求;对比多组不同研磨阶段去除函数,体积去除率误差小于2.3％,满足光学研磨去除函数稳定性要求;在公转100 r·min-1,自转-100 r·min-1条件下,体积去除率达到6.879 mm3·min-1,比同样参数下的平转动研磨提高了40.9％的去除量.证明了行星研磨技术能够通过参数设计获得高稳定性的高效去除函数,为行星运动研磨技术应用于SiC镜片高效加工提了供可靠的理论指导.

摘要： 环氧复制法利用环氧树脂将抛光母模的高精度表面复制至镜坯,这是一种高效率低成本制备光学反射镜的方法.由于树脂的材料特性,复制面形精度随着反射镜口径的增大而迅速降低,并且在脱模后没有有效的面形精修方法.本文首先利用有限元分析方法仿真了环氧复制过程,提出了一种针对母模的优化设计方法,提高了环氧复制法的精度.然后研制了一种具有多层结构的金属薄膜,利用磁流变修形技术将复制后的薄膜表面加工至更高的面形精度.最后利用环氧复制法分别在5天和10天内制备了Φ180 mm抛物面反射镜和Φ500 mm平面反射镜,面形RMS均小于20 nm,表面粗糙度Rq均为0.6 nm.

摘要： 在光学加工中,对于光纤倒像器圆弧角R 的加工,无论是精磨还是抛光,都存在一定的难度,由于圆弧角较小(R=0.5 mm),非线性倾角,因此不能采用常规倒角磨具进行加工,应制作专用精磨磨具.对于圆弧角R的抛光,由于圆弧角形状特征不同于常规光学元件(如球面、平面),普通的球面或平面抛光设备并不具备此项加工功能,因此圆弧角R的抛光成为整个光纤倒像器光学加工的技术瓶颈.通过对光纤倒像器圆弧角形状特征研究分析,找寻具备此项加工模式或运动轨迹的设备,为满足抛光条件要求,对设备进行一定的改造;同时,结合光纤倒像器圆弧角形状特征及设备性能,设计专用抛光磨具及工装.加工过程中,通过一系列的工艺控制,对光纤倒像器圆弧角R 的抛光加工满足了图样技术指标要求.

摘要： 针对Ф1.05 m空间光学系统主镜的设计指标要求,提出了轻量化反射镜结构优化设计的新方法,并建立了反射镜结构自动化仿真分析与优化设计平台,基于此平台确定了性能优异的主镜结构设计方案.主镜重量小于50 kg,轻量化率已接近国外先进水平;主镜在三球铰支撑下的第一阶模态频率为361.2 Hz,自由状态下的一阶非零模态频率为501.9 Hz;在1°C均匀温度变化下,不去离焦和去除离焦之后的面形RMS分别为0.55 nm和0.10 nm;主镜在30g过载加速度作用下的最大应力为16.1 MPa,均满足设计要求.采用目前最先进的第三代大口径反射镜加工工艺,路线为超精密铣磨—小磨头数控研抛—离子束精修,实现主镜面形误差的确定性去除.为保证面形检测结果的天地一致性,发展了重力卸载技术和面形误差数据后处理技术,剔除重力和其他系统误差对检测的影响.主镜最终面形精度达到0.011λRMS,获得了高精度的光学面形,也证明了方案的合理性.

摘要： 在光学系统中使用非球面可以有效校正像差,改善像质,进而简化系统结构;并且增大系统口径可以从根本上提高系统的分辨本领,因此在基础科学研究、天文学宇宙探测以及国防安全等领域都对大口径非球面镜有着迫切需求.大口径非球面的制造在现代光学制造工程中扮演着重要的角色.本文以大口径非球面镜的先进制造为主题,对大口径非球面镜的光学加工技术,特别是研磨抛光技术及其过程中所采用的面形检测方法进行了综述,特别总结了新一代先进光学制造的技术特征,展望了未来大口径非球面镜的制造策略.

摘要： 世界各国对卫星遥感器的需求快速增长，对遥感器的设计指标日益提高，目前国外已应用卫星遥感器的地面分辨率已达到0.1米。本文以Φ1.3m主镜和Φ320mm凸次镜为例,介绍了米级以上反射系统数字化加工及检验技术,反射镜采用蜂窝夹心轻量化ULE玻璃材料,光学加工采用机械手数控研抛和离子束精密修形.主镜光学检验采用非球面补偿器和光轴竖直加多点重力卸载技术,最终加工精度为0.013λ(λ=632.8nm);次镜采用改进型Hindle-Shell方法,最终检验精度为0.006λ,加工精度为0.014λ.文中介绍的方法和结论可以推广到更大口径反射镜的研制中.

摘要： 离轴反射式光学系统的核心之一是离轴非球面光学零件.本项目针对大口径离轴非球面主要制造特征和由此产生的加工与检测方面的关键科学问题,开展了离轴非球面磁流变和离子束复合短流程光学加工关键工艺与技术研究.研究内容主要包括:基于特征量约束条件下的光学表面误差高效收敛控制;离轴非球面加工与检测定位一致性与工件位姿优化;离轴非球面加工面形精度检测与评价方法;离轴非球面高效磁流变、离子束复合短流程加工工艺等研究。项目突破了加工工艺和测量的关键技术，建立了大口径离轴非球面高效高精短流程工艺。在470mm口径离轴非球面进行了工艺验证，有效口径面形精度达到0.022RMS，为我国相关技术发展提供支持。

摘要： 结合对蓝宝石材料和精磨抛光加工工序机理的简述，讨论分析了蓝宝石材料在光学加工涉及到的主要工艺因素，通过对磨料、模具、粘结等工艺因素的适当调整，提高古典法加工蓝宝石平面光学零件的表面质量。

摘要： 在光学检测、加工中，采用无线射频通信技术，以此改变检测数据与控制数据传统的传输方式和路径，实现了光学加工在线检测、在线加工的一体化。从硬件、软件两个方面阐述了该在线检测，加工系统具体设计与实现。

摘要： 随着红外制导技术的发展,红外窗口/整流罩技术自身已经发展成为一个特殊的技术领域。为了全面概括红外窗口/整流罩技术发展情况,介绍和分析了相关专业技术取得的进展:(1)红外窗口/整流罩材料制备技术;(2)气动整流罩设计与制造技术;(3)红外窗口/制冷技术;(4)红外窗口/整流罩镀膜及光学加工技术;(5)红外窗口/整流罩性能测试。

摘要： 本文概述了极紫外光刻技术的发展,阐明了极紫外光刻技术的特点,说明了极紫外光刻的关键光学技术.极紫外光刻中光学元件的评价需要采用随空间波长变化的表面功率谱密度进行评价,分析了不同区域内表面误差对极紫外光刻系统性能的影响,给出了极紫外光刻对相应空间波长区域的技术要求和现在技术能够达到的水平.根据这些问题,重点说明了极紫外光刻如何将光学加工、检测和镀膜技术带到了原子尺度.最后建议我国能够抓紧时间,尽快启动相关研究,推动我国相关领域的发展.

摘要： CCOS(ComputcrControllcd Optical Surfacing)是一种以检测结果为依据指导加工的光学加工技术，检测精确度对光学零件的质量有重要影响。通过对检测设备进行系统误差标定并在数据处理时去除，可大大提高检测精确度。本文讨论了运用数理统计方法标定CCOS数控加工中心的系统误差，并进行了实验验证。为检测的进行作了铺垫。

摘要： 计算机数控能动盘光学加工技术具有较高的加工效率，具有平滑表面中、高频误差趋势的特性.本文从能动盘技术特点出发，研究能动盘技术在细磨阶段的一维加工模型.在加工对称性面形误差时，沿一个方向调整能动磨盘的移动速度，实现工件表面材料的定量去除.细磨试验结果表明该加工策略可以很好地实现对称大口径非球面的研磨工作.

摘要： 驻留时间求解问题是计算机控制光学表面成型技术(CCOS)中的关键问题。本文对CCOS技术的加工模型进行了讨论，按照数学领域中对正反问题的划分方法，将CCOS技术驻留时间的求解方法划分为沿正问题方向求解和沿反问题方向求解两类。对两类方法中具有代表性的算法：迭代算法和基于截断奇异值分解(TSVD)正则化方法的驻留时间算法进行了详细介绍。对同一组面形数据，分别利用以上两种算法进行加工仿真。仿真结果表明，两种算法均能满足实际加工对驻留时间的要求，但是后者的收敛比率要远远高于前者。

摘要： 驻留时间求解问题是计算机控制光学表面成型技术(CCOS)中的关键问题。本文对CCOS技术的加工模型进行了讨论，按照数学领域中对正反问题的划分方法，将CCOS技术驻留时间的求解方法划分为沿正问题方向求解和沿反问题方向求解两类。对两类方法中具有代表性的算法：迭代算法和基于截断奇异值分解(TSVD)正则化方法的驻留时间算法进行了详细介绍。对同一组面形数据，分别利用以上两种算法进行加工仿真。仿真结果表明，两种算法均能满足实际加工对驻留时间的要求，但是后者的收敛比率要远远高于前者。

摘要： 为了装入到激光材料加工机中而确定的光学元件（2），所述光学元件具有一在所述激光材料加工机运行中在光学上不使用的和/或不被激光束作用的表面，其中，在该表面的区域内布置有一应答器（7），所述应答器包含关于所述光学元件（2）的可读出的信息。

摘要： 本发明公开了一种光学膜片总成，其包括多片光学膜片和融结区。多片光学膜片可选取任意光学膜片所形成的组合，它们彼此上下层叠。融结区是将多片光学膜片彼此融熔结合而成的区域，借此使这些光学膜片整合为光学膜片总成，以便于背光模块的组装。本发明同时还披露了用以制造所述光学膜片总成的光学膜片加工方法以及光学膜片加工装置。借助于本发明的加工方法和加工装置，仅需裁切一次，即可同时将这些光学膜片裁切成所需尺寸，并同时将它们融熔结合为光学膜片总成，并能一次组装于背光模块之中。因此，可大幅度地减少裁切步骤和逐一对位组装的步骤。

摘要： 本发明提供了一种光学镜片的加工方法、光学镜片的加工装置以及光学镜片，涉及镜片加工技术领域，光学镜片的加工装置包括抛光机、加工机床和刚性盘，刚性盘可拆卸地连接于加工机床，刚性盘上开设有多个加工槽。抛光机可拆卸地连接于加工机床。在加工时，将粘结胶涂抹在光学镜片的非加工表面并贴合在刚性模上，然后将刚性模卡接在刚性盘上，然后将刚性盘安装在加工机床上，然后对光学镜片的加工表面进行研磨，最后对光学镜片进行下盘处理并进行清洗。相较于现有技术，本发明提供的一种光学镜片的加工方法，加工效果好，能够避免加工过程中光学镜片的晃动，同时制造出的光学镜片品质高，镜片报废率极低。

摘要： 为了装入到激光材料加工机中而确定的光学元件（2），所述光学元件具有一在所述激光材料加工机运行中在光学上不使用的和/或不被激光束作用的表面，其中，在该表面的区域内布置有一应答器（7），所述应答器包含关于所述光学元件（2）的可读出的信息。

摘要： 本发明涉及一种用于借助于激光辐射来加工材料的聚焦光学系统(20)，所述聚焦光学系统包括用于使发散的工作激光束(121)准直的准直光学装置(21)和用于使工作激光束(12)聚焦在待加工的工件(14)上的聚焦光学装置(22)，其中，所述准直光学装置(21)包括具有正焦距的、用于将工作激光束源(18)聚焦在虚拟中间焦点处的可移动的第一透镜或透镜组(211)和具有负焦距的、用于将所述虚拟中间焦点聚焦至无穷远的可移动的第二透镜或透镜组(212)。具有壳体(10)的激光加工头(1)被提供，工作激光束(12)能够被引导穿过所述壳体。根据本发明的聚焦光学系统(20)用来生成工作焦点(15)。

摘要： 本发明公开了一种光学膜片总成，其包括多片光学膜片和融结区。多片光学膜片可选取任意光学膜片所形成的组合，它们彼此上下层叠。融结区是将多片光学膜片彼此融熔结合而成的区域，借此使这些光学膜片整合为光学膜片总成，以便于背光模块的组装。本发明同时还披露了用以制造所述光学膜片总成的光学膜片加工方法以及光学膜片加工装置。借助于本发明的加工方法和加工装置，仅需裁切一次，即可同时将这些光学膜片裁切成所需尺寸，并同时将它们融熔结合为光学膜片总成，并能一次组装于背光模块之中。因此，可大幅度地减少裁切步骤和逐一对位组装的步骤。

摘要： 本发明涉及一种用于回收光学加工装置(1)的未利用的光学辐射能的方法，该光学加工装置包括至少一个光源、尤其是激光光源(2)或者具有多个发光二极管的光源，该方法包括如下步骤：运行所述至少一个光源并且产生电磁射线(4)，给至少一个工件(5)加载用于加工工件(5)的电磁射线(4)，将未用于加工所述至少一个工件(5)的电磁射线(4')的至少一部分收集在至少一个回收装置(6、6a、6b)的光陷阱机构(7)中，将由所述至少一个回收装置(6、6a、6b)的光陷阱机构(7)收集的电磁射线(4')的辐射能的至少一部分转化成电能(14)。此外，本发明涉及一种用于回收光学加工装置(1)的未利用的电磁辐射能的回收装置(6、6a、6b)以及涉及一种光学加工装置(1)。

摘要： 本申请公开了一种光学加工系统及光学加工方法，光学加工系统的光加工模块和离轴透射式数字全息模块中包括共路设置的共路模块，该共路模块将光加工模块和离轴透射式数字全息模块有机结合为一个全新的光学加工系统，使得该系统在实现对待加工对象的光学加工功能的基础上，同时能够获取表征待加工对象的三维结构信息的数字全息图，以使技术人员可以根据待加工对象的三维结构信息实现更加精细的加工过程。相较于传统的光学加工系统只能将待加工对象在加工完成后，拿到成像系统中进行成像的“离线”过程，本申请提供的系统可以实现在光加工的同时，利用离轴透射式数字全息模块进行待加工对象的实时三维结构信息获取的“实时、在线反馈”的目的。

摘要： 本发明涉及一种用于回收光学加工装置(1)的未利用的光学辐射能的方法，该光学加工装置包括至少一个光源、尤其是激光光源(2)或者具有多个发光二极管的光源，该方法包括如下步骤：运行所述至少一个光源并且产生电磁射线(4)，给至少一个工件(5)加载用于加工工件(5)的电磁射线(4)，将未用于加工所述至少一个工件(5)的电磁射线(4')的至少一部分收集在至少一个回收装置(6、6a、6b)的光陷阱机构(7)中，将由所述至少一个回收装置(6、6a、6b)的光陷阱机构(7)收集的电磁射线(4')的辐射能的至少一部分转化成电能(14)。此外，本发明涉及一种用于回收光学加工装置(1)的未利用的电磁辐射能的回收装置(6、6a、6b)以及涉及一种光学加工装置(1)。

摘要： 本申请公开了一种光学加工系统及光学加工方法，光学加工系统的光加工模块和离轴透射式数字全息模块中包括共路设置的共路模块，该共路模块将光加工模块和离轴透射式数字全息模块有机结合为一个全新的光学加工系统，使得该系统在实现对待加工对象的光学加工功能的基础上，同时能够获取表征待加工对象的三维结构信息的数字全息图，以使技术人员可以根据待加工对象的三维结构信息实现更加精细的加工过程。相较于传统的光学加工系统只能将待加工对象在加工完成后，拿到成像系统中进行成像的“离线”过程，本申请提供的系统可以实现在光加工的同时，利用离轴透射式数字全息模块进行待加工对象的实时三维结构信息获取的“实时、在线反馈”的目的。