知識科普:帶你走進(jìn)球面透鏡的加工世界

2016-09-27 admin1

認(rèn)識球面光學(xué)鏡片

 

光學(xué)鏡片分為凸透鏡(中心比邊緣厚)、凹透鏡(中心比邊緣薄)

濾光片


光學(xué)鏡片冷加工流程圖


濾光片

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光學(xué)鏡片冷加工流程:


硝材準(zhǔn)備

在開始加工前,需要為光學(xué)零件預(yù)備加工所用的材料(毛坯或硝材)

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切削

將毛坯料在切削機(jī)上進(jìn)行切削加工,目的是將2個(gè)曲面切出與目標(biāo)球面R值較為接近、中心厚度預(yù)留,表面不允許有坑洞等不良,為后道的粗磨、拋光做準(zhǔn)備;(此工序需注意玻璃硬度與切削砂輪粒度之配合關(guān)系)

濾光片

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粗磨

粗磨處于研磨的中間工序,相當(dāng)于機(jī)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(shí)留下的表面坑洞,達(dá)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(guān)系主軸轉(zhuǎn)速與擺臂的運(yùn)動(dòng)幅度等;

濾光片

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拋光

研磨拋光是獲得鏡片表面品質(zhì)的主要工序,目的是去除上工序粗磨殘留的瑕疵并達(dá)到表面形狀精度、中心厚度尺寸均符合規(guī)格要求;此工序需要注意研磨粉潔凈度、研磨液調(diào)配比例濃度、液體溫度、拋光皮選擇、轉(zhuǎn)速與擺臂幅度等;

濾光片

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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(gè)球面對應(yīng)的圓心連線(光軸)與機(jī)械夾具軸(幾何軸)重合,同時(shí)并確保鏡片外觀無刮傷,外徑尺寸、倒角、深度要求(凹透鏡時(shí))均符合規(guī)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(guān)系選擇;

濾光片

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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(zhì)(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(zhì)、洗劑濃度、超聲波強(qiáng)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(zhì);

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鏡片鍍膜工程

光學(xué)鍍膜(蒸鍍):為了使鏡片具有所需要的光學(xué)性能,需要在鏡片的2個(gè)表面鍍上厚度不同的薄膜層,使其具有達(dá)到一定的光譜特性和影像效果;在真空腔體內(nèi),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(jù)不同的產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求,鍍不同的膜;此工序的品質(zhì)要求膜層附著強(qiáng)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;

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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(lán)”三色,波長也不一樣,當(dāng)膜層厚度一定的時(shí)候,只能讓其中的某一種通過,通常是綠光先進(jìn)入,則此時(shí)我們會看到反光顏色是藍(lán)紫色,因?yàn)榫G光已經(jīng)全部通過了,我們?yōu)榱藴p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(shí)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?nèi)说难坨R只能看到波長在380-700nm區(qū)間的可見光,為了使光學(xué)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(qū)間實(shí)現(xiàn)高透過率,但高透過的同時(shí),由于CCD和CMOS對紅外光和紫外光相當(dāng)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(qū)間波長的光進(jìn)行攔截,保留380-700nm區(qū)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(shí)現(xiàn)這個(gè)效果;

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鏡片粘合工程

粘合:

為了減少反射光能損失,簡化復(fù)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(shù)要求,將其粘合在一起,實(shí)現(xiàn)光學(xué)性能;

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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(jìn)行均勻涂黑,以便達(dá)到消除或減少雜光在鏡頭中漫反射而影響成像的效果;

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鏡頭組裝工程

組裝:

將鏡片組入鏡筒內(nèi),組成光學(xué)成像系統(tǒng);此工程將檢查鏡頭的成像品質(zhì)、鏡頭外觀等等性能;

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標(biāo)簽: 球面透鏡 透鏡加工