光学面形的轮带光学抛光方法研究

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1、第35卷第1期应用光学Vo1．35No．12014年1月JournalofAppliedOpticsJan．2014文章编号：1002—2082(2014)O1—0116—06光学面形的轮带光学抛光方法研究李宁，尹自强，田富竞(国防科技大学机电工程与自动化学院，湖南长沙，410073)摘要：鉴于光学零件高陡度凹曲面的抛光是光学加工的一个难题，轮带光学确定性抛光方法是解决此璞零件抛光的有效方法之一；提出轮带光学抛光技术的原理和方法。研究了轮带光学抛光方法修形的可行性，采用五轴精密数控机床系统对一块直径8Omm的K9玻璃平面样镜进行了修形试验，经过3次迭代修形使其面形精度均方根误差(RMS

2、)由初始的0．109提高到0．028，平均每次收敛率达到1．3。实验结果表明，应用轮带光学抛光技术进行光学镜面修形，面形收敛速度较快，加工精度较高。本实验验证了轮带光学抛光技术的修形能力，为高陡度光学零件的抛光提供了研究基础。关键词：轮带光学抛光技术；光学抛光；面形精度中图分类号：TN205；TH161文献标志码：Adoi：10．5768／JAO201435．0105001OpticalbeltpolishingforopticalsurfaceLINing，YINZi—qiang，TIANFu—jing(CollegeofMechatronicEngineeringandAutoma

3、tion，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，China)Abstract：Thehigh—gradientconcaveopticspolishingis3probleminopticalmanufacture．Theopticalbeltdeterministicpolishingmethodisoneoftheefficientwaystosolvesuchopticspol—ishingproblem．Weintroducedthetheoryandmethodoftheopticalbeltpolishin

4、gtechnique，studiedthefeasibilityoffiguringtheopticalsurfacewiththeopticalbeltpolishingmethod．Todemonstrateanopticalbeltpolishingprocess，a8OmiD-K9glassplanemirrorwasprocessedona5-axisprecisecomputer—numerically—controlled(CNC)machine．Itssurfacefigureaccura—cyroot—mean—square(RMS)wasimprovedfromin

5、itial0．109X(A一632．8nm)tofinal0．028Athroughthreeionbeampolishing(IBF)processes，andthemeaniterativeconvergenceratiowas1．3．Theresultshowsthatthepolishingmethodhasrapidconvergencerateaswellasma—chiningaccuracyonsurfacefiguring．Thisexperimentprovesthattheopticalbeltpolishingcanfigurethiskindofoptical

6、glass，whichlaysthefoundationforfiguringhigh—gradientoptics．Keywords：opticalbeltpolishingtechnique；opticalpolishing；surfaceaccuracy引言势大大超过了传统的光学零件，但是非球面光学随着光学零件的表面质量要求不断提高，以零件的加工和检测都非常困难，在一定程度上使及零件的几何形状日趋复杂，超光滑表面的生成非球面光学零件的应用受到了限制。光学制造能成为一个难点。非球面光学零件能够矫正像差、力已经成为光学技术发展的瓶颈，因此世界各国改善像质、扩大视场、增大作用距离，并能

7、够使光纷纷积极开展光学加工制造的新原理、新方法的学系统简化、质量减轻]。非球面零件的性能优研究l_2]。目前，超精密光学零件的加工方法主要收稿日期：2013-06—17；修回日期：2013—09—26基金项目：“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项资助项目(2010ZX04001—151)；国家自然科学基金(51075393)作者简介：李宁(1988一)，男，满族，吉林四平人，硕士研究生，主要从事超精密加工与检测技术研究工作．E-mail：