光学零件工艺学ppt课件.ppt

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1、光学零件工艺学◆光学零件的抛光工艺第六章抛光光学零件的抛光是获得光学表面最主要的工序。其目的：一是去除精磨的破坏层，达到规定的表面质量要求，二是精修面形，达到图纸要求的光圈和局部光圈，最后形成透明规则的表面。光学零件的抛光工艺★★★★★★★玻璃抛光机理光圈的识别古典法抛光工艺高速抛光工艺玻璃抛光机理◆玻璃抛光机理抛光是获得光学表面的最主要工序。其目的消除精磨的破环层，达到规定的表面要求；经修面形，达到图纸要求的光圈数N和局部误差。也就是在玻璃或其它光学材料上，产生规则的透明表面。抛光的本质是机械、化学和物理三种作用综合的结果。机械磨削★机械磨削抛光与研

2、磨的本质是相同的，都是坚硬的磨料对玻璃表面进行微小切削作用的结果。由于抛光是用较细的磨料，所以微小切削作用可以在分子范围内进行，使玻璃表面凸出部分被切削掉，逐渐形成光滑的表面。实验根据是抛光表面有起伏现象当磨料很细时，精磨也能将玻璃抛光抛光玻璃重量明显减轻抛光效率与抛光剂颗粒大小有关系抛光效率与速度、压力有关系表面流动理论★表面流动理论玻璃表面由于摩擦和相对运动产生热量，致使表面产生塑性流动，使表面凸起将凹陷填平。实验根据是玻璃表面分子的流动而掩盖了划痕抛去玻璃的重量与抛去玻璃的厚度不对应软化点高的玻璃，抛光效率低化学作用★化学作用抛光过程是水、抛光剂

3、、抛光模和玻璃之间化学作用的结果。化学作用主要是再玻璃表面发生水解作用。实验根据如下水对玻璃的作用抛光模材料的化学作用抛光剂的化学作用抛光液PH值的影响添加剂的化学作用玻璃的化学作用§6-2样板检验原理被检验光学表面相对于参考光学表面的偏差称面形偏差若两者的面形（球面或平面）不一致，存在微小误差时，就形成一个楔形空气隙，类似一个薄膜，从而产生薄膜干涉现象。若用单色光源，空气隙呈环形对称时，则产生明暗相间的同心圆干涉环，用白光照射产生彩色圆环。这些圆环称作光圈，又叫牛顿环。光学零件面形偏差是在圆形检验范围内，通过垂直位置所观察到的光圈数目、形状、变化和颜

4、色来确定的，并且面形误差用光圈数表示，所以，样板检验亦称“光圈检验”。光圈的识别◆光圈的识别对光学零件的抛光一般要达到两个目的光学表面疵病符合规定的等级光学表面几何形状达到规定的要求★光学样板检验原理光学零件的表面精度是与光学样板比较而鉴别出来的。光学零件的面型精度包括曲率半径偏差、像散偏差和局部偏差三个内容。图6-3光圈检验原理a-干涉现象；b-干涉原理；1-样板；2-工件（一）光圈数N与空气隙厚度△h的关系两束光的光程差表达式为：式中，-与干涉条纹对应的空气隙厚度；-折射角；-入射光的波长。当时，产生第k级亮条纹。当时，产生第k级暗条纹。第k级和k

5、＋1级亮条纹，所对应的空气隙厚度为和，由下式表示：则相邻亮条纹空气隙厚度差近似为：相邻两道光圈之间的空气隙厚度，近似等于二分之一波长，即一道光圈相当空气隙厚度为。则总的光圈数N与空气总厚度之间的关系为：光圈，即干涉条纹的形状是由空气隙等厚层的轨迹决定的，即同一级干涉条纹对应的空气隙厚度是相等的。利用干涉条纹的数量和不规则程度，可以判定球面的面形误差。（二）光圈数N与曲率半径偏差△R的关系光学零件曲率半径与工作样板半径之间的偏差，以干涉条纹数，即光圈数N表示。值不仅取决光圈数N、零件与样板的接触口径D（在此口径范围内显示于涉环）干涉光的波长，还取决于样板

6、是沿边缘接触（低光圈），还是在中部接触（高光圈）。样板与透镜沿边缘接触情况-透镜曲率半径-透镜曲率半径偏差-直径之半-零件与样板接触口径-光圈数-入射光波长光圈数与半径偏差的关系是：（三）光圈半径与波长的关系为第级暗条纹所对应的空气层厚度为级暗条纹对应的干涉条纹半径，为透镜的曲率半径。满足暗条纹条件为=（四）相邻光圈的间隔与干涉级的关系当k＝0时当k逐渐增大时，愈来愈小,即逐渐减小，以致眼睛无法分辨，k的极限可由物理光学得知:为人眼所能分辨的波长范围,用白光照射平均波长条由此得出。用白光检验时，干涉条纹超过50条，就无法分辨了。将k＝50代入暗环光程差

7、公式：由此可知，用白光检验时，与k=50对应的最大空气隙厚度不能超过12.5，否则就看不到光圈。二、光圈的识别与度量低光圈:用样板检验工件时，如果两者在边缘接触，当空气隙缩小时，条纹从边缘向中间移动，则称低光圈高光圈:用样板检验工件时，如果两者在中间接触，当空气隙缩小时，条纹从中心向边缘移动，则称高光圈。识别光圈高低常用方法有三种：1.周边加压法：此方法适用于光圈N>1的判断。采用周边加压法，识别光圈高低的原理是，将样板置于零件上，两者间存在空气隙，在样板周边加压时，则使空气隙由厚变薄，即空气隙由大变小。这样与对应的干涉条纹也随之移动。对于低光圈，空气

8、隙,等厚层的移动方向是由边缘移向中心，因此，与等厚层对应的干涉条纹也随之从边缘向中心移动。高光