超精密加工机床新进展

介绍了超精密加工技术的特点及应用背景、当前超精密加工机床发展现状、国际著名的产品及研究中心。着重介绍了目前机床结构和部件、传动系统、检测环节、数控系统和环境控制等领域的最新研究水平和成果。从超精密加工技术推广应用的角度阐述了其精度目标和其模块化、廉价化发展趋势。     

局部多孔质气浮止推轴承的设计研究

建立了局部多孔质气浮轴承的理论模型,该模型考虑了轴承气膜交界面处的切向速度滑移。利用有限元方法对所建立的模型进行了理论仿真,轴承静态特性的仿真与试验结果取得了较好的一致性,说明经过修改后的雷诺方程可以用来作为局部多孔质气浮轴承研究的理论模型。利用该模型成功计算出不同渗透系数、不同厚度及不同直径的局部多孔质气浮轴承的流量、承载及刚度特性,并给出了相应的变化曲线。根据仿真结论,提出了局部多孔质气浮止推轴承的设计准则。另外,从理论上将该类轴承与全多孔质类型气浮轴的承特性进行了对比,表明局部多孔质气浮轴承有着优良的特性,有很好的应用前景。     

光学材料激光预处理技术机理研究现状

以机理研究为主线对激光预处理技术进行了回顾。从材料类型和激光参数等方面对预处理的理论与实验结果进行归纳分析,得出预处理效果取决于缺陷在热作用下的演变规律的结论。重点分析了三种定量模型,对比了各模型的优缺点,并指出了未来预处理模型的发展趋势。最后结合机理研究的新方法、工业化应用和进一步提高增益等问题对预处理技术进行了展望。     

光学元件离子束修形去除效率分析

离子束修形(IBF)技术成为光学零件获得超高面形必不可少的加工工艺.修形过程中采用光阑获取小的束径、稳定的去除函数是获得超高面形精度的前提.不同材料和工艺参数等不同条件下获得的去除函数都不相同,每次修形前都要重新测量去除函数.研究了不同入射能下、不同靶距下以及有无光阑时去除函数的变化.发现在离子光学系统几何参数一定的条件下,离子束去除函数的效率变化与入射能量、离子体浓度引起的离子鞘形状、束散角、温度、靶距、净加速电压与总加速电压之比的变化等因素都有关.当增大入射能量时,去除效率随之增加,但当入射能量大于一定值后就会出现随着入射能量增加而去除效率降低的"拐点"现象.有无光阑只改变去除效率的大小而不会改变"拐点"现象.因此不选用入射能量增大而去除效率减小的"拐点"之后的入射能量修形.     

灰度掩模并行激光直写系统的总体设计

灰度掩模法是一种新的二元光学器件制做方法。研究了并行激光直写高性能灰度掩模的工作原理，对空间光调制器（SML）、精缩投影物镜和二维气浮平台等关键单元进行了分析，给出了并行激光直写系统的主要技术指标和初步实验结果。     

研磨加工中光学材料亚表面损伤的表征方法

研磨加工过程中引入的亚表面损伤直接降低了光学零件的强度、长期稳定性、成像质量、镀膜质量和抗激光损伤阂值等重要性能指标,对其进行准确检测和全面表征是提高光学加工质量和加工效率的前提条件之一．为此,利用名义深度、最大深度和损伤密度沿深度分布3个表征参数对亚表面损伤进行全面的表征,并建立了上述参数的理论预测模型;使用磁流变斜面抛光测试技术结合图像处理方法测量了K9玻璃在不同研磨条件下的亚表面损伤,对理论模型进行验证．研究表明：上述3个表征参数能够对研磨亚表面损伤进行全面、定量和准确的描述;建立的理论预测模型实现了亚表面损伤深度的准确预测;研磨亚表面损伤最大深度约为磨粒粒度的1／2,最大深度与名义深度的比值为1．21±0．05;亚表面损伤密度沿深度呈指数递减分布,并在距离表面约为名义深度的1／2时,下降趋势变缓．     

磨料射流抛光中各工艺参数对材料去除率及抛光区形貌的影响

介绍了磨料射流抛光的工作原理,并从试验出发,针对射流抛光技术的主要工艺参数(入射角度、射流速度、入射距离、抛光液浓度和工作时间等)对抛光特性的影响进行了试验研究.分析了各工艺参数与抛光效率和抛光点形貌的影响关系,从而获得了最佳工艺参数.在此基础上,对一平面K9光学玻璃进行了抛光试验,抛光速率约为30nm/min,抛光区粗糙度小于2.5nm.研究结果为磨料射流抛光加工的进一步研究提供了一定的帮助.     

GPS授时的配电监测系统设计

随着对电能传输过程保质量、高效率、强可靠的要求,时间同步设备对于电力系统安全运行以及故障检测尤为重要。文中介绍了以STC12C5A60S2单片微型计算机为控制器,NEO 6M 为全球定位(GPS)授时定位的配电监测系统。首先,对系统的功能实现做了整体框架设计;其次,着重对配电参数的采集、GPS授时定位模块做软硬件设计以及进行PROTEUS仿真;然后,通过液晶显示器（LCD）12864实现GPS时间、地理位置显示;最后,设计上位机软件进行试验,完成整个系统功能的实现。     

光学加工中高频误差对散射损失比的影响

以大型光学系统主镜为研究对象,根据光学镜面面形误差近似高斯平稳随机过程特征,结合Harvey-Shack散射理论以及统计光学理论,建立了光学镜面中高频误差RMS与散射损失比RSL之间的数学关系模型,利用实际加工数据进行了仿真验证。研究表明,散射损失比RSL随着中高频误差RMS的增加近似呈指数规律增加,同时在聚焦范围内,理论分析与仿真计算结果非常吻合。在中频误差和高频误差RMS值分别小于λ/63时,对RSL的影响均小于1%,为光学镜面的进一步修形提供理论支持。     

光学加工中高频误差对环围能量比的影响

以大型光学系统主镜为研究对象,根据光学镜面面形误差近似为高斯平稳随机过程特征,根据全频段面形误差对光强分布和环围能量比FEE的影响,建立了光学镜面中高频误差与FEE之间的数学关系模型,进行了仿真分析并利用实际面形误差数据进行了验证。研究表明,环围能量比FEE随着中高频误差GRMS的增加近似呈指数规律衰减,同时各频段误差将无误差时对应的光强分布边缘部分能量转移到光强分布的中心以及更宽范围,并且随着中高频误差的增大,能量转移曲线出现反复振荡。在特定光学口径下,中高频误差GRMS值分别小于12nm/mm以及30nm/mm时,可使得中高频误差对FEE的影响均小于5%,能够用于控制中高频误差对FEE的影响,为中高频误差的进一步修形提供理论支持。