采用机械钻铣轻量化技术的轻型镜研制

以φ400mm轻型平面镜为例，介绍了采用机械减重法制造轻型镜的工艺技术。镜坯的轻量化采用了刚度虽不是最优，但工艺性最好的圆孔结构，并采用专门设计的钻头钻孔，再用氢氟酸消除微裂纹。加工结果表明，该镜的减重比达44．5％，但仍具有足够的刚度，且没有影响加工精度的变形。     

以环形子孔径扫描法测量大口径非球面的研究

总结非球面常用检验方法在应用中优、缺点的基础上,使用环形子孔径扫描法来测量大口径非球面。这种方法使被测元件相对于参考波前的斜率差减小到干涉仪允许的测量范围内,每次测量仅是被测表面的一部分,通过算法实现数据“拼接”,从而得到整个面形信息。该方法无需辅助光学元件即可实现对大口径、大相对口径非球面的直接测量,为大口径高精度非球面的加工检验提供了有效手段。     

温度对高精度光学玻璃折射率均匀性检测的影响

为了实现光学玻璃折射率均匀性的高精度(0.2×10-6)检测,测量环境温度引入的测量不确定度应小于0.05×10-6。对测量过程中温度引入的不确定度进行了详细分析,总结了温度引起的5种误差源,对各种误差源进行了不确定度分析。结果表明,当测量腔中空气、贴置板、折射率液及被测件的径向温差不超过±0.01℃时,温度引起的测量不确定度为0.031×10-6,满足精度要求。为实验室环境的改造提出了建议,并为高精度玻璃折射率均匀性测量提供了分析数据。     

光学镜面化学镀银中的敏化工艺研究

介绍了光学镜面化学镀银工艺的基本流程及对膜层质量影响较大的敏化工序的原理和工艺,并对该工序中的喷水量进行了理论计算和实验验证。对一块Φ365mm口径的次镜进行镀膜实验。实验结果表明,均匀喷雾35s左右能洗净敏化液中的Cl-,并使水解生成的Sn(OH)2胶体均匀残留于镜面,镀制的Ag膜层质量较好。膜层检测结果为:反射率为92%,厚度为60nm,对面形的影响:PV=λ/45,RMS=λ/250,满足该次镜的检测精度要求。     

能动磨盘加工与数控加工特性分析

能动磨盘加工(CCAL)与数控加工(CCOS)是大型非球面主镜加工有别于经典加工的两种新型加工工艺,针对这两种主镜加工工具,建立了各自的加工去除函数模型,从理论上分析了两者的加工特性,并在直径1300 mm非球面主镜加工实验的基础上,根据主镜面形ZYGO干涉仪和哈特曼-夏克(Hartmann-Shack)传感仪的检测数据,利用功率谱密度(PSD)和相位梯度进一步探讨了这两种加工工艺对主镜面形中高频差的影响,提出了将能动磨盘加工与数控加工相结合的主镜加工工艺方法。     

瑞奇-康芒法中的一种数据处理方法

通过在光瞳面上取点的方法,找出被检平面镜面形误差与检验系统波像差之间的相互关系,即影响函数。利用最小二乘法求解一组过定线性方程组,求得被检平面镜的面形误差,拟合出被检平面面形。将其与干涉仪直接测得的面形相比较,发现两种方法得到的结果很接近。     

用于圆形口径光学元件的功率谱密度检测

光学元件加工质量的检测和评价是保证整个光学系统安全、正常运行的关键.波前功率谱密度(Power Spectral Density,PSD)能给出光学表面的空间频谱分布,反映高精度光学元件加工质量的特殊要求.在总结现有功率谱密度指标基础上,提出由于圆形口径的旋转对称性,可以采用径向波前功率谱密度来表征圆形口径光学元件波前频谱分布特征的方法,并给出了采用三坐标仪作为测试仪器测量圆形口径光学元件的波前功率谱密度时相应的数值计算方法.     

测量柱面半径的一种新方法

本文介绍了一种用球径仪直接测量柱面光学零件半径的简单方法。该方法的原理与测量球面半径的原理不同。它特别适用于单件柱面镜加工和柱面样板加工中的半径测量,精度较高,有一定的推广价值。     

可见光与红外光轴平行度检测仪

将可见光与红外光学系统运用分光镜和卡塞格伦平行光学系统组合成平行共光路系统.运用这一特性研发了红外与可见光发射光轴平行度检测仪,用红外和可见光CCD作为传感器.在平行度检测仪前放置标准平面反射镜,进行自准标校.进行平行度检测时,检测仪放置在被测复合光学系统前,标准平面反射镜放置在光学系统后.调整平行度检测仪,使检测仪的可见光轴与复合光学系统的可见光轴平行;再调标准平面反射镜,使可见光学系统成自准直像.以可见光轴为基准,采集检测仪经复合光学系统及标准平面反射镜后的红外像.进行图像分析及数据处理,得到复合光学系统红外光轴与可见光轴的平行度.检测仪的不确定度为3.5".     

接触式大型非球面镜面形测量中测量点分布的确定

为准确有效地检测大型非球面光学元件的面形,研究了接触式测量光学元件的测量点分布方式.使用不同密度的径向分布及均匀分布的测量点分别对以不同Zernike多项式表示的面形偏差进行采样,然后计算采样所得面形相对给定面形PV值及RMS值的最大相对误差,并对计算结果进行了分析.对1.8m抛物面镜面形实测结果表明:在镜面加工的成型及粗磨阶段,由于面形偏差主要呈旋转对称分布,低密度径向分布测量点即可满足继续加工的检测需求;在精磨及初抛阶段,面形偏差主要为像散或其它非对称面形偏差,测量点均匀分布是提升测量精度的有效手段.此分析方法可以指导测量点的排布方式,从而确保由测量点分布引入的测量误差小于镜面本身面形误差的1/5,提高检测效率.