《非球面光学制造与测量技术文集》（内部资料）

《非球面光学制造与测量技术文集》介绍了目前非球面制造与测量技术的发展现状和趋势,涵盖了古典加工及现代先进制造技术中涉及光学非球面的优秀论文。内容包括：非球面光学系统设计、加工与检验;非球面光学加工;非球面零件光学检测技术研究;大口径透镜凸面零检验的补偿器设计;大口径离轴非球面制造技术一研磨、抛光技术;主动抛光盘磨制非球面的工艺与面形检测;主动抛光盘磨制非球面镜面控制技术的研究;大半径平凸柱面透镜的加工;光学零件柱面加工机研制;红外线聚光非球面透镜的单点金刚石镜面切削方法;计算机控制光学非球面的抛光等。     

日趋成熟的非球面加工技术

非球面的使用为光学设计者提供的一种以最少数量的透镜零件获得高性能光学系统的最佳设计方法。然而,采用传统加工方法加工高质量的非球面光学零件,其难度和费用相当高,因而其应用仅限于一些特殊的光学系统。最近几年,一种被称之为磁流变精加工的非球面加工技术正日趋成熟,该技术比传统加工技术更加优越。     

美国制造技术实施复杂光学器件制造工装

Edmund光学有限公司已获得美国国防部制造技术计划（ManTech）授予的280万美元合同，负责开发用于生产复杂形状和先进光学器件如非球面透镜的制造工装。非球面透镜能够更好地聚光，而且一个非球面透镜一般在一个光学系统中可以代替几个透镜。国防部投资主要是寻求精密玻璃成型技术，目标是建立小批量和中批量透镜生产的低成本加工方法，从而最终减少复杂光学系统的装配时间，例如高精度夜视和火控系统。     

光学制造、测试及方法

1．非球面光具的制造：因各种客户需求和不同的机械技术所产生的加工难题（Andreas Bielke等）     

改进的Hindle方法检测凸非球面的研究

凸非球面,尤其是大口径快焦比凸非球面的光学检验一直是非球面加工中的难点.针对凸非球面光学元件加工检验困难的问题.研究了一种改进的Hindle方法.解决了经典的Hindle方法需要大口径辅助球面镜和存在中心遮挡等不足.利用该方法对一块φ88 mm.焦比F/1.9的玻璃材料凸双曲面镜进行检验加工实验,对系统进行了分析优化,...     

非球面光学设计技术综述

非球面光学在工业、国防和商业等领域的应用中具有十分重要的意义。当用非球面设计光学系统时,非球面方程的选用十分重要,决定着系统最佳优化结果。文章介绍了非球面光学技术的发展过程。分析了常用非球面的应用方程,井对非球面应用方程的特点及非球面系数的关系进行了概述,较详细地分析了各类非球面应用方程的适用范围,最后概述了非球面光学在军事、工业等领域的应用以及发展趋势。     

发展中的微加工技术

本文描述了正在发展中的微加工技术 ,主要包括光学加工技术和精密机械加工技术。1　非球面加工　　非球面加工是光学零件加工中的重要技术之一。在最初开发冲压玻璃技术时 ,没有人会预料到它会取得划时代的进一步。直到人们对轴外非球面加工、大型非球面加工进行深入的研究之后 ,才感到这项技术已成熟。其间发表了大量的相关论文 ,如介绍了用该项技术在波导上形成非球面透镜等 ,从而形成了微非球面加工这一新领域。2　微加工　　本文所描述的微加工并非传统意义上的微加工 ,其加工对象是亚毫米到毫米级部件。这项技术不仅在光学领域 ,而且在…     

异形口径离轴非球面光学加工与测试技术

针对离轴非球面制造的难点,研究分析了碳化硅非球面尤其是异形离轴非球面加工和检测的各项关键技术。首先利用加工中心DMG 对离轴非球面进行了铣磨和表面成形,然后运用实验室自行研制的非球面加工中心FSGJ-2 对离轴非球面进行了研磨和抛光,最后利用离子束对其进行了精抛光,并分别利用三坐标测量仪和激光跟踪仪对非球面进行面形轮廓测定和光学参数及几何量的精确控制。结合工程实践对一口径为600 mm270 mm 的类八角形离轴碳化硅非球面反射镜进行了超精加工与检测,并专门设计研制了光学补偿检测装置,对其进行了零位补偿干涉测量,其最终面形PV值为0.219 ,RMS 值为0.018 。     

西安光机所离轴非球面光学系统取得突破

据www.opt.ac.cn网站报道,近日由中科院西安光机所空间室承担的某离轴三反相机桌面样机顺利通过模拟实验,其中采用的光学非球面为该所先进光学加工与检测中心研制。该项工作从非球面光学系统设计、光学冷加工到光学系统的计算机辅助装调技术都由该所独立完成,实现了该所离轴非球面光学系统制造的完整链条。     

大型非球面能动磨盘精磨技术

计算机控制能动磨盘加工技术是集传统加工技术、能动技术和数控技术为一体的大型非球面光学元件先进制造技术。基于Preston方程,通过对能动磨盘结构的研究,建立了工件的能动磨盘磨削函数;分析了能动磨盘分别位于工件中心孔和外缘处产生的边缘效应,并建立相应的边缘效应函数;由此得到用于描述能动磨盘加工的数学模型。在该模型的指导下完成了Φ1 200 mm（F/1.5）非球面主镜能动磨盘精磨加工,实现了主镜面形误差的均方根值从4.5 μm（峰谷值26.8 μm）收敛到0.36 μm（峰谷值2.8 μm）。     

大口径离轴非球面制造技术--研磨、抛光技术

大口径离轴非球面的研磨，抛光技术与计算机控制水平，机械设计能力等相关领域的发展密切相关，美国Itek公司的W.J.Rupp于20世纪70年代初首先出计算机控制非球面加工技术思想，从而开创了非球面元件的数控制造的新纪元。随后以数控机床为基础设施发展了多种研磨、抛光技术、大幅度提高了非球面加工的确定性和面形收敛高效性。     

影响方形非球面光学元件加工精度的工艺研究

分析了方形非球面光学元件磨削加工中产生四角塌边误差的原因,计算了方形非球面光学元件磨削加工时砂轮轴系两种安装方式的磨削系统刚度,讨论了砂轮轴系安装的位置对加工精度的影响,进行了砂轮轴系两种安装方式的方形光学元件磨削试验,以及不同砂轮型号、工艺参数的磨削试验,确定了能够满足方形非球面光学元件加工精度的砂轮轴系安装位置结构及磨削工艺参数。     

光学非球面面形轮廓检测技术

随着科技的进步,尖端产品和先进光电系统对光学系统的成像质量要求越来越高,光学非球面元件能有效地校正像差、减少系统所需光学元件数量、减轻系统重量,因此被广泛应用。其特殊的面形特征决定了它的加工和检测相对于球面更加困难,而检测精度直接决定了加工精度,非球面检测技术的重要性显而易见。根据测量原理对光学非球面的检测技术进行了概述;根据目前直接面形轮廓法在光学非球面的加工中应用最广的情况,结合最新检测手段,重点介绍了非球面直接面形轮廓法测量技术;并介绍了近年来日益受到人们关注的自由曲面及面形轮廓法在自由曲面检测的应用;最后总结了光学非球面检测技术的现状和发展趋势。     

八角形离轴非球面反射镜加工

为了加工出高精度八角形离轴非球面反射镜,对离轴非球面反射镜的数控加工和检测技术进行了研究。介绍了非球面计算机控制光学表面成型（CCOS）技术及FSGJ非球面数控加工中心,对数控加工过程中小磨头的运动方式和运动轨迹进行了研究,阐述了离轴非球面反射镜研磨阶段的轮廓测量方法和抛光阶段的零位补偿检测方法,采用数控加工方法对一块八角形离轴非球面反射镜进行了加工。最终的检测结果表明,八角形离轴非球面反射镜的面形精度均方根值为0.018λ（λ=0.6328μm）,满足光学设计技术指标要求。     

大口径凸非球面面形检测方法研究

提出了在非球面检验中以反射镜补偿法线像差的方法,用于大口径凸非球面透镜的检测,克服了在检测大口径非球面透镜时一般需要采用多片透镜补偿的困难,降低了设计难度和装调难度,节约了加工成本。设计并研制了大口径凸非球面透镜检测系统,对误差来源进行了分析并给出消除方法。对直径Φ270mm的凸非球面透镜进行检测,测得的非球面面形误差峰谷(PV)值与均方根(RMS)值分别为0.585λ和0.083λ。该方法为大口径非球面透镜检测提供了技术参考,能够适用于大口径透镜粗抛光阶段中的面形检测。     

非球面的超精密镜面抛光

1.前言近年,随着光电子学的发展,光学仪器、OA仪器、AV仪器等的小型轻量化、低成本化、高功能化让人感到震惊。其中之一就是采用非球面光学元件。作为这个非球面光学元件低成本制造方法之一就是运用模具的成形法。电视投影透镜、CD拾取透镜、照相机透镜等,过去认为制作相当困难的非球面透镜现已能大批量地生产了。为了制作这样的非球面透镜,需要有制造成非球面形状的加工技术及研磨制造成面的高精度镜面研磨技术。虽然说是得到好的镜面及最佳的形状,但是技术水平与其它的加工相比还达不到成熟阶段。     

非球面——椭球面光学零件研制方法简介

本文主要介绍用普通光学机床加工几种非球面聚光镜的方法。     

投影显示系统中的非球面技术

在投影显示装置的光学系统中，采用非球面后，不仅能使投影光学系统的球差、色差和畸变等像差得到校正，而且还能减小系统的几何尺寸和重量。但由于非球面的制造和检测要比球面难得多，这个领域涉及到很多高新技术，所以长期以来我国不能大批量生产非球面透镜。本文简要介绍了非球面制造和检测的主要技术问题。     

非轴对称非球面光学元件的研磨

随着超精密微细加工用短波段SR等新光学领域的需要,表1所示的前所未有的光学元件的开发已势在必行.超光滑研磨加工是决定这些光学元件性能的重要手段.由于在X波段无反射材料,故光学元件数非常有限,为了获得高分辨率,人们要求开发大口径、非轴对称非球面光学元件的表面精度达亚纳米级的加工技术.     

小口径非球面检测的方法

在分析各种传统检测方法的基础上,研究了小口径非球面的检测方法,给出了设计实例,实现了非球面曲面的光学检测,满足了非球面曲面在工程中的应用。