注塑成型光学制品折射率分层模拟与实验研究

与玻璃制造光学制品相比,高分子注塑光学制品具有质量轻、易加工、抗冲击性好等优点,在航空航天、精密透镜等高端领域得到广泛应用。然而受注塑过程复杂压力场、温度场的耦合作用,注塑透明制品折射率通常呈非均匀的分布,存在角偏差、光畸变等光学缺陷。因此,开展注塑工艺对其折射行为影响的模拟与实验研究,对实现折射率可控光学制品的成型具有重要意义。基于Hele Shaw注塑理论和Lorentz Lorenz物理光学理论,构建了注塑光学制品厚度方向折射行为分层预测模型,开发了相关模拟程序,基于自主研发的注塑模软件ZMold实现了注塑过程与折射率分布的一体化模拟。以聚碳酸酯注塑平板件为例,利用Brewster法对折射率模拟结果进行了验证。该方法成功应用到神舟系列航天舱外服面窗的研制。