《光学加工工艺》第三讲胶合透镜加工.ppt

第三讲 胶合透镜的加工 * * 一、胶合方法 光学零件的胶合工艺是指将两个或两个以上的透镜、棱镜、平面镜，彼此吻合的光学表面，按照一定技术要求粘结成为光学部件的工艺。在实际生产中，胶合有两方面技术要求：一是保证中心误差或角度误差，对于透镜，保证透镜的中心误差；对于棱镜或平面镜，保证棱镜的光学平行差；二是保证胶合表面实现“零疵病”的胶，即保证胶合的抛光表面不因为胶合而降低对表面疵病的要求，同时不因为胶合而影响非胶合面的面形。 由于光学零件之间存在空气间隙，在界面上会发生反射，有光能损失，适用于大型光学零件的结合 ①光胶件的结合力大，机械强度高，耐寒性和耐热好； ②要求光胶件的制造精度很高； ③不适应于大型零件、温差较大条件下工作零件、工作在光谱短波零件的胶合 ①胶合件的结合力大，机械强度高，耐寒性和耐热性好； ②对胶合件的制造精度要求较高； ③适合与各种零件的胶合 特点 图示 采用机械零件(如隔圈压圈等)将若干个光学零结合成复杂的光学部件 依靠零件抛光表面分子间的吸引力，将零件结合成复杂的光学部件 利用透明光学胶将若干个光学零件结合成复杂的光学部件 定义 机械法 光胶法 胶合法 结合 方法 几种光学零件结合方法的比较 二、胶合件的作用 把光学零件结合在—起，这主要是因为： (1)改善像质。为了保证光电仪器具有良好的成像质量和成像要求，例如，正、负透镜的胶合可以消除球差、色差；又如，为了转像或分像常将若干个棱镜胶合成复合棱镜；再如，为了不损坏光学分划板表面、偏振片或晶体零件，经常在零件上胶合保护玻璃。 (2)减少光能损失，增加成像亮度。一般光学材料，空气与玻璃界面的反射损失为5％—6％，而光学胶与玻璃界面的反射损失只有0.1％或更小，因此，将光学零件胶合在一起，可以减少空气与玻璃的分界面个数，从而减少了光能损失，增加了成像亮度。 (3)可以简化光学零件的加工。由于胶层能够补偿胶合面曲率半径的微小差异，从而可以适当降低胶合面的精度要求。对于复杂形状的棱镜，则可以通过加工形状简单的棱镜胶合而成。 (4)保护光学零件表面。为了不损坏光学分划表面、偏振片或晶体零件表面，经常在零件表面胶合保护玻璃，用于保护这些表面。 三、对光学部件的技术要求 光学胶合件是光学制造中的一种特殊的部件，它是用光学胶将两个以上的光学零件胶合为一体，一般是将两个以上的透镜胶合成一个组合透镜，或者将两个以上的棱镜胶合成—个组合棱镜，也有将平凸透镜与棱镜胶合形成组合部件的情况。对光学胶合件的要求，既是对胶合工艺过程的要求，即控制操作参与胶合的光学零件，以免造成质量降低；也是对胶合形成的新的部件的总体质量控制。 1.光圈数N 仍然表示在光学零件孔径范围内，零件的整体面形与工作样板的差异，对光学胶合件提出的这项要求主要是，控制光学胶合过程中，因为胶的凝固产生的光圈变形。 2.局部光圈数△N 仍然表示在光学零件孔径范围内，零件的局部面形与工作样板的差异，对光学胶合件提出的这项要求主要是，控制光学胶合过程中，因为胶的凝固产生的局部光圈变形，这一点，在光学胶合的过程中，是很容易因为操作不当而发生的。 3.光学零件表面疵病B 对光学胶合件提出的这项要求主要是，在光学胶合过程中，会进一步增加光学零件表面疵病，所以，必须提出控制的基本要求。 4.透镜中心偏差? 在光学胶合过程中，如果胶的厚度不均匀，被胶合的透镜位置调整不当，都会影响胶合透镜的透镜中心偏差，为此，必须提出控制的基本要求。在有的工艺流程中，胶合透镜是先胶合后磨边，这样在胶合件的图纸中标注中心偏差?就更有必要了。 5.棱镜第一、第二平行差?I、?II 在光学胶合过程中，如果胶的厚度不均匀，被胶合的棱镜位置调整不当，也会影响胶合棱镜的第一、第二平行差，所以，为了控制棱镜的基本质量，要对胶合的棱镜提出这样的要求。 6.气泡度q 在胶合过程中，需要排出胶合面的气泡，如果胶合面的气泡排出不到位，就和光学零件中的气泡完全一样了。 四、胶合透镜的定心 在透镜胶合过程中，必须保证正、负透镜的光轴重合在允许的范围之内，否则胶合透镜的光轴就要偏离允许的中心误差，从而使胶合透镜的像质变坏。使正、负透镜的光轴与胶合透镜的基准轴重合，就是使胶合透镜诸光学表面定心顶点处的法线与基准轴重合。由于胶合透镜的定心原理不同，因而有不同的定心方法。 1．透射像焦点定心 2．球心反射像定心 3．自动定心 五、常用的胶合材料及性能 1．对胶合材料的要求 光学胶粘剂主要用于光学零件间的胶合，为了保证光学零件的胶合质量，其粘结胶必须满足如下要求。 (1)无色透明，高透过率，无荧光，与胶合零件的折射率相近。 (2)