知識(shí)科普：帶你走進(jìn)球面透鏡的加工世界

2016-09-27 admin1

認(rèn)識(shí)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?。?/span>

濾光片

光學(xué)鏡片冷加工流程圖：

濾光片

光學(xué)鏡片冷加工流程：

硝材準(zhǔn)備：

在開(kāi)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）

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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；

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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；

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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(duì)應(yīng)的圓心連線(xiàn)（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(wú)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；

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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(duì)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(zhǎng)、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(huì)反光，在可見(jiàn)光中有“紅、綠、藍(lán)”三色，波長(zhǎng)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(guò)，通常是綠光先進(jìn)入，則此時(shí)我們會(huì)看到反光顏色是藍(lán)紫色，因?yàn)榫G光已經(jīng)全部通過(guò)了，我們?yōu)榱藴p少其他光線(xiàn)的反射流失，盡可能讓我們希望的光線(xiàn)都通過(guò)，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(zhǎng)在380-700nm區(qū)間的可見(jiàn)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(jué)效果，需要在可見(jiàn)光區(qū)間實(shí)現(xiàn)高透過(guò)率，但高透過(guò)的同時(shí)，由于CCD和CMOS對(duì)紅外光和紫外光相當(dāng)敏感（波長(zhǎng)700-1100nm），他們會(huì)造成成像的干擾，使得影像失真，為了避開(kāi)紅外干擾，必須對(duì)這區(qū)間波長(zhǎng)的光進(jìn)行攔截，保留380-700nm區(qū)間的可見(jiàn)光完全透過(guò)，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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