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    基礎知識:球面透鏡加工

    發布時間:2016/10/24 點擊量:0
      認識球面光學鏡片:
      光學鏡片分為凸透鏡(中心比邊緣厚)、凹透鏡(中心比邊緣薄)
      光學鏡片冷加工流程:
      硝材準備:
      在開始加工前,需要為光學零件預備加工所用的材料(毛坯或硝材)
      切削:
      將毛坯料在切削機上進行切削加工,目的是將2個曲面切出與目標球面R值較為接近、中心厚度預留,表面不允許有坑洞等不良,為后道的粗磨、拋光做準備;(此工序需注意玻璃硬度與切削砂輪粒度之配合關系)
      粗磨:
      粗磨處于研磨的中間工序,相當于機械加工中的半精加工,此工序的主要目的是消除前到切削時留下的表面坑洞,達到表面粗糙度要求和面型誤差、中心厚度控制等;此工序需要選擇金剛石顆粒的粒度與玻璃材料磨耗度的搭配關系主軸轉速與擺臂的運動幅度等;
      拋光:
      研磨拋光是獲得鏡片表面品質的主要工序,目的是去除上工序粗磨殘留的瑕疵并達到表面形狀精度、中心厚度尺寸均符合規格要求;此工序需要注意研磨粉潔凈度、研磨液調配比例濃度、液體溫度、拋光皮選擇、轉速與擺臂幅度等;
      芯取:
      利用金剛石砂輪磨外圓,主要目的是,將組成球面鏡片的2個球面對應的圓心連線(光軸)與機械夾具軸(幾何軸)重合,同時并確保鏡片外觀無刮傷,外徑尺寸、倒角、深度要求(凹透鏡時)均符合規格要求;此工序和切削一樣,需要考慮金剛石砂輪粒度與玻璃磨耗度之間搭配關系選擇;
      鏡片洗凈工程:
      目的:
      1、在研磨拋光后去除玻璃鏡片表面研磨液等雜質(1次洗凈); 2、在芯取后去除玻璃鏡片表面殘留的切削冷卻液(2次洗凈);此工序需要考慮純水品質、洗劑濃度、超聲波強度、切水烘干條件、玻璃材料的耐水性、耐酸性、耐堿性、耐侯性等因素,確保洗凈后品質;
      鏡片鍍膜工程:
      光學鍍膜(蒸鍍):為了使鏡片具有所需要的光學性能,需要在鏡片的2個表面鍍上厚度不同的薄膜層,使其具有達到一定的光譜特性和影像效果;在真空腔體內,將鍍膜藥材加熱使其向上蒸鍍到面對藥材的鏡片表面;鏡片薄膜主要分AR膜(增透膜)和IR膜(紅外截止膜),根據不同的產品設計要求,鍍不同的膜;此工序的品質要求膜層附著強度、中心波長、穿透率、反射率等;所用的藥材有氟化鎂、氧化鋯、OS50、TiO2、二氧化硅等等;
      AR膜(增透膜)
      ---首先,所有的鏡頭都會反光,在可見光中有“紅、綠、藍”三色,波長也不一樣,當膜層厚度一定的時候,只能讓其中的某一種通過,通常是綠光先進入,則此時我們會看到反光顏色是藍紫色,因為綠光已經全部通過了,我們為了減少其他光線的反射流失,盡可能讓我們希望的光線都通過,這時我們需要鍍上一層增透薄膜在鏡片的表面;
      IR膜(紅外截止膜)
      ---我們人的眼鏡只能看到波長在380-700nm區間的可見光,為了使光學元器件(CCD、CMOS)的成像效果接近于人的眼鏡視覺效果,需要在可見光區間實現高透過率,但高透過的同時,由于CCD和CMOS對紅外光和紫外光相當敏感(波長700-1100nm),他們會造成成像的干擾,使得影像失真,為了避開紅外干擾,必須對這區間波長的光進行攔截,保留380-700nm區間的可見光完全透過,所以就是需要在鏡片上交替鍍上高低折射率不同的膜層,以實現這個效果;
      鏡片粘合工程:
      粘合:
      為了減少反射光能損失,簡化復雜鏡片的加工,需要將2片或以上的鏡片用特殊膠水按照技術要求,將其粘合在一起,實現光學性能;
      鏡片涂墨工程:
      涂墨:
      將鏡片的外徑部位、凹透鏡的外徑連同垂直倒角處,用黑色涂料進行均勻涂黑,以便達到消除或減少雜光在鏡頭中漫反射而影響成像的效果;
      鏡頭組裝工程:
      組裝:
      將鏡片組入鏡筒內,組成光學成像系統;此工程將檢查鏡頭的成像品質、鏡頭外觀等等性能;
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