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· 24 · 云《光技术》2O04Vo1.36 №3
对于非球面度较大的非球面
光学零件的加工方法
王光伟
(云南北方光电仪器有限-2-~第三分厂 昆明650114)
摘要 在特种光学加工中,对于非球面度较大的非球面零件加工,无论是铣磨还是抛光,
都存在一定难度,特别是在最大非球面度处有较小拐角的非球面零件,铣磨时磨轮由于加
工轨迹在拐角处的突变,易撞掉或撞碎零件,而抛光时在具有较小拐角处更难以抛亮,同
时也增大了修抛难度。本文针对此问题,以加工非球面Si单晶为例,在保证有效口径情况
下,通过在该透镜的最大非球面度处(或附近某点处)作切线至透镜 口径处的加工方法,
使光洁度得到有效改善,同时进行面形修正补偿,使非球面面形最大偏差(Rt)达到1a/n以
下。
关键词 特种光学加工 非球面 最大非球面度 面形补偿 拐角
_●●‘. -__一
一 廓仪。
、 刖 舌
随着光学事业的不断发展以及光学仪 二、本方法例举的非球面方程如
器的高要求化,对非球面光学零件的需求 下:
日益增多,但由于加工、检验较为复杂,给
非球面光学零件的生产带来一定的困难。 x)= 丽 +
特别是对非二次曲面且非球面度较大的零 Aax +A6x6+Asx8+ …At2x
件,加工起来就更加不容易,抛光时最大非
方程中:c一曲面顶点处曲率半径的倒数
球面度处难以抛亮,若曲面还存在着一定
一 曲面偏心率
的拐角(小于l0o),则大大增加了铣磨、抛
A4、A6、A8…Al2——曲庙_1旧欠方系数
光的难度。本文以单晶硅为例,介绍一种非
具体各参数如下:
球面光学零件的有效加工方法,即在不影
c= l/4o.134 k=一7.54
响零件有效口径情况下,在最大非球面度
A4=8.61046E一6
处(或附近某点)作切线至透镜口径,从而
A6=一1.91345E一7 A8=7.94195E一10
保证达到光洁度、面形偏差(PV或Rt),面
形综合偏差(Ra)的要求。加工设备:德国 Aio=一1.28868E一12
LOHLTD公司生产的精密数控铣磨及抛光 A12=9.41393E一16
机;测量设备:英国TaylorHobson公司的轮 以上非球面方程系数经德国OPTO
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TECH公司的MPP软件计算并模拟得到的 由于加工轨迹的突变,很容易将零件撞破
非球面形状见下图(图1),图中,透镜El径 或撞掉,为此,在零件直径37.5mm(即最小
(D)为42mm,边缘弧高 (Edgesag)为 拐角附近处)作切线至零件口径42.0ram
3.3877376mm,最佳球面半径(Bestfitrad) 处,切线方程如下:
为66.782mm,最大非球面度(Maxdev)为 Y—Yo=厂()(— 0)
1.1258mm。非球面形态相对于最佳球面半 式中:X0、Y0
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