第14章 光学零件的胶合

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第4章-光学零件的胶合

第4章-光学零件的胶合

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2009
仪器科学与光电工程学院
v3.1概述 è二.胶合的目的
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• 1.改善像质 • 如果把冕牌玻璃的凸透镜和火石玻璃的凹透镜胶 合在一起,就组成消色差的双胶合透镜。 如用K9和F2玻璃制成的 • 2.减少反射光能损失 . 双分离透镜组,反射面 光能损失分别为4%和 • 胶合是减小透镜组光能损失 5·6%,即使在表面镀上 • 的有效方法之一。 氟化镁增透膜,仍有 1.5%和0.6%的反射 • 3.简化复杂零件的加工 光能损失。如果将双分 • 4.保护刻划面 离透镜用加拿大胶胶合 成双胶合透镜,则胶合 • 为了保护刻度表面、 面的反射光能损失可减 • 偏振片或晶体零件, 少到0.1%。 • 经常在零件上胶合一保护 • 玻璃。
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2009
仪器科学与光电工程学院
v二.粘结剂的种类及性能
§ (二)甲醇胶

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甲醇胶,俗称冷胶,又名凤仙胶或卡丙诺胶。它是人 工合成的有机化合物,单体学名是二甲基乙烯代乙炔基甲 醇。甲醇胶几乎可以粘结各种材料。 • 甲醇胶原是前苏联于1938年研制成功的。我国在20世 纪50年代引进使用,后来又做了一些改进。它主要用于军 用光学仪器中的透镜、棱镜和平面零件的胶合。 • 甲醇胶具有良好的透明度,其胶合强度、耐高低温性 能都优于冷杉树脂胶。其缺点也较明显,固化后收缩率高 达12%,易引起零件变形,胶层抗老化性能差,配制工艺 复杂,保存期短,拆胶困难。
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2009
仪器科学与光电工程学院
v二.粘结剂的种类及性能
§ (四)光学光敏胶

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பைடு நூலகம்
光学光敏胶,又称紫外胶。在国外是20世纪70年代发 展起来的一种光固化光学胶粘剂。我国是20世纪80年代初 试制成功的。光敏胶主要是由光敏树脂(又称感光树脂), 加入交联剂、光敏剂、阻聚剂等成分,在紫外光照射下进 行交联固化而成的(单组分光敏胶),或者初固化后,再经 中温固化而成(双组分光敏胶)。 • 常用的光敏树脂有双酚A型环氧树脂和六氢邻苯二甲酸环氧 树脂的丙烯酸酯类。 • 优点:具有粘结性能好、机械强度高、耐高低温性能好、 收缩率小(2%~6%)、化学稳定性好、固化快等特点,是 一种优质光学用胶。用于透镜、棱镜或其他透明光学零件 的胶合

苏瑛-光学零件制造工艺学

苏瑛-光学零件制造工艺学
上述两种工艺都是将光学材料加工为一定形状和尺寸要求 的零件工艺。
光学零件特种加工工艺:特种加工工艺是按照不同技术要求 对冷加工或热加工之后的光学零件进行特殊加工。主要有光 学零件表面镀膜工艺、刻镀工艺、照相工艺、胶合工艺。 (1)光学零件镀膜工艺:它是在抛光或磨边好的零件表面上 镀一层薄膜,如镀增加透光或反光的膜层或其他用途的膜层。 该技术现在已形成一个薄膜光学技术,应用十分广泛。 (2)刻镀、照相工艺是在光学零件表面上制作各种分划标记 的工艺技术。 (3)胶合是将透镜、平面镜或棱镜按要求用光学胶胶合起来 的工艺。通常是将凸凹透镜胶合在一起来改善系统象差;棱 镜相胶来改变光路等。
图样绘制的要求应按照国家机械制图标准和光学制图标准及图样管理制度的 有关规定执行,一般应符合下列原则:
有关尺寸数据的标注均应符合国家制图标准。工艺图纸一般都要求标注允许 的公差范围,而不标注公差代号。需检验的尺寸、数据必须给出公差。
图样中所标注尺寸或数据有三种表示方法。 公称值:不带公差的名义值。加工中此值不做验收的依据,如透镜图中等焦距和
(2)按应力双折射大小分成三类
(3)按条纹大小分成四类
(4)按气泡大小和多少分成八类六级。
特殊玻璃
光学仪器中常用的特殊玻璃有耐辐射光学玻璃、石英光学玻璃、 微晶玻璃、窗用平板玻璃、硬质玻璃等。 一、耐辐射光学玻璃:在γ射线或高剂量的X射线的作用下,具有一 定的抗辐射性能的光学玻璃。耐辐射光学玻璃牌号的命名,按“无 色光学玻璃”牌号,根据其耐辐射性能的大小来分。 二、光学石英玻璃: 三、微晶玻璃:从原来的玻璃态经过热处理改变成的一种多晶体材 料。它的强度比普通玻璃大8倍;硬度比熔融石英还高,接近淬火 钢;密度低;具有高的热稳定性。 四、吸热玻璃:吸热滤光玻璃在可见光区域内有高的透过率而在红 外区域则大量吸收,对于光源的热辐射具有吸收性能。这种玻璃长 用于照明系统,吸收量随玻璃厚度的增加而增加,常用厚度为3mm。

光学零件制造工艺

光学零件制造工艺

光学零件制造工艺
光学零件制造工艺是生产高质量光学元件的关键技术。

以下是一些常见的光学零件制造工艺:
1. 切割和磨削:使用砂轮或金刚石刀具将光学材料切割成所需的形状和尺寸。

2. 抛光:通过逐渐减小表面粗糙度,使光学零件的表面达到高精度的光洁度。

3. 镀膜:在光学零件表面沉积一层或多层薄膜,以改善其光学性能,如反射率、透过率等。

4. 胶合:将两个或多个光学零件用胶粘剂粘合在一起,形成复杂的光学系统。

5. 成型:通过热压、注塑等方法将光学材料加工成所需的形状。

6. 检测:使用干涉仪、分光光度计等仪器对光学零件进行精度和性能检测。

这些工艺需要高度的专业知识和精密的设备。

制造过程中的每一个环节都必须严格控制,以确保光学零件的质量和性能符合要求。

随着科技的不断发展,新的制造工艺和技术也在不断涌现,如激光加工、离子束加工等。

这些新技术可以提高生产效率和产品质量,推动光学零件制造工艺的不断进步。

第14章光学零件的胶合

第14章光学零件的胶合
对大而薄的零件,光胶面光圈必须 严格控制。
谢谢大家!
四、胶合透镜自动定心
将胶合中的负透镜的凸面或平面放在工 作台面上,正透镜放在负透镜上,依靠 零件的自重,使透镜的重心与其光轴自 动重合。
第三节 胶合工艺
一、胶合材料 1、胶合后对胶层的要求: 光学性能 机械强度 耐寒性 -40~-70℃ 耐热性40~70℃
2、对胶合材料的要求 光学性能:与光学材料接近
50℃
光学零件胶合
大、中、小光 学零件胶合
GGJ-1 光

光 GGJ-2 敏
胶 GBN-501
近无色透明,单组分,紫外线固化,低黏度流体
大尺寸光学零 件胶合
近无色透明,单组分,紫外线固化,半固态体。高 中小尺寸光学
低温度范围:-45℃ ~线固化,低黏 一般光学零件
胶合零件的清洁 胶层内有气泡 胶层粘度和厚度控制不当 定中心时使胶层粘度降低 初聚合温度过高 固化温度过高、时间过长 有机溶剂浸入胶层 长期存放在潮湿空气中 胶层失效
六、拆胶
高温拆胶 直接法:天然树脂胶80~120℃;光敏胶120℃。 间接法:对于环氧树脂胶合件,在蓖麻油中加 热到290℃;对于光敏胶合件于80%H2SO4中加热 到180℃。
机械法——机械法是采用机械零件(如隔圈、压圈等) 将若干个光学零件结合起来,构成一个复杂的光学部件 的。
胶合法——胶合法是利用光学级的透明胶,将若干个光 学零件胶合成复杂的光学部件。
光胶法——而光胶法是依靠零件抛光表面之间分子的吸 引力,将若干个光学零件结合成复杂的光学部件。
胶合的机理
机械结合、物理吸附、静电引力、 互相扩散、化学键。
非胶合面光 1、光胶零件大而薄;
圈变形
2、光胶面光圈太低,光胶时用力过大。

《光学零件工艺学》课件

《光学零件工艺学》课件

光学热加工工艺
01 02 03 04
光学热加工工艺是指通过高温熔融、凝固的方法,将光学材料加工成 所需的光学零件。
光学热加工工艺主要包括熔炼、铸造成型、热处理等工序,这些工序 需要严格控制温度和时间。
光学热加工工艺的优点是可以制造大尺寸、结构复杂的光学零件,同 时具有较高的生产效率。
光学热加工工艺的缺点是材料利用率较低,且需要大量的能源和设备 投资。
光学零件在未来的应用前景
总结词
光学零件在未来的应用前景广阔,将广泛应用于通信 、医疗、航空航天等领域。
详细描述
随着科技的进步和社会的发展,光学零件的应用领域 不断拓展。在通信领域,光学零件是光通信系统中的 重要组成部分,将应用于高速光纤通信系统、量子通 信等领域;在医疗领域,光学零件可用于医疗诊断和 治疗设备的制造,提高医疗设备的准确性和可靠性; 在航空航天领域,光学零件可用于卫星、空间站等空 间设备的制造,提高空间设备的性能和稳定性。
2023 WORK SUMMARY
《光学零件工艺学》 PPT课件
REPORTING
目录
• 光学零件工艺学概述 • 光学零件制造工艺 • 光学零件检测技术 • 光学零件应用案例分析 • 未来展望与研究方向
PART 01
光学零件工艺学概述
光学零件的定义与分类
总结词
光学零件是光学仪器中用于实现光束 变换、传输和检测的元件,具有高精 度、高稳定性和高可靠性的特点。
光学镀膜工艺的缺点是设备昂 贵、工艺复杂,需要专业的技 术人员进行操作和维护。
PART 03
光学零件检测技术
光学检测概述
01
02
03
光学检测定义
光学检测是一种利用光学 的原理和方法对物体进行 检测和测量的技术。

光学柱面镜胶合

光学柱面镜胶合

光学柱面镜胶合一、光学柱面镜胶合的基本概念光学柱面镜胶合是一种用于修复或改变柱面镜的光学性能的技术。

柱面镜是一种曲面镜片,其镜面可以看作是一个弯曲的圆柱面。

光学柱面镜胶合可以通过将两个或多个柱面镜片胶合在一起,制造出具有所需度数和光学性能的镜片。

二、光学柱面镜胶合的背景和应用光学柱面镜胶合技术在医疗领域和眼镜制造业中得到广泛应用。

在医疗领域,光学柱面镜胶合可用于治疗斜视和近视等眼部疾病。

在眼镜制造业中,光学柱面镜胶合可以生产出更薄、更轻、更舒适的镜片,提供更好的视觉体验。

三、光学柱面镜胶合的步骤和技术3.1 准备工作在进行光学柱面镜胶合前,需要准备以下工作: - 清洁和检查镜片表面,确保无污垢和损伤。

- 准备胶水和胶合剂。

- 准备合适的胶合设备和工具。

3.2 镜片对齐将需要胶合的镜片放置在合适的位置上,确保两个镜片的曲率半径和胶合位置相匹配。

3.3 胶合使用胶水或胶合剂将两个镜片胶合在一起。

胶水应选择透明、高强度、耐磨损和耐腐蚀的材料,以确保胶合的牢固性和光学性能。

3.4 压力和固化对胶合后的镜片施加适当的压力,以确保胶层均匀分布并减少气泡的产生。

然后使用紫外线灯或其他固化装置将胶层固化。

3.5 检查和修正胶合完成后,对镜片进行检查和修正。

检查胶合部位是否均匀、透明,并且没有气泡或缺陷。

如有必要,可以进行再次胶合或修复。

四、光学柱面镜胶合的优势和挑战4.1 优势•改善镜片性能:光学柱面镜胶合技术可以将多个镜片胶合在一起,使得镜片能够具备更好的光学性能,如更大的视野、更少的畸变等。

•提高镜片质量:胶合能够修复或改善镜片表面的损伤或缺陷,提高镜片的质量和可靠性。

•减轻镜片厚度:光学柱面镜胶合技术可以将多个薄镜片胶合在一起,制造出更薄、更轻的镜片,提供更舒适的佩戴体验。

4.2 挑战•胶合过程复杂:光学柱面镜胶合需要一定的技术和经验,包括镜片对齐、胶水选择和固化控制等方面的操作,增加了操作的难度和复杂性。

光学设计第14章光学制图

光学设计第14章光学制图

也可参考表14-20给出的偏心差c允许值,然后根据上述c和χ
关系式来确定χ的允许值。
第14章 光学制图
表14-20 偏心差允许值
第14章 光学制图
7.
1)
任何一块玻璃平板(如分划板、滤光镜、保护玻璃等)的
两个表面不会绝对平行,不同用途的玻璃平板不平行度允差
数值见表14-21。
第14章 光学制图
的要求来确定。但不同用途的光学零件对光学玻璃材料的要
求,可参考表14-6给出的经验数据。
第14章 光学制图
表 14-6 对光学玻璃要求的经验数据
第14章 光学制图
14.4.2 对光学零件的加工要求
1. 光学零件的表面误差
1) 光学样板(执行国标GB1240-76) (1) 光学样板—— 工作样板——
(2) 标准样板的精度(即“零件的要求”中的ΔR)分为A、
B两级,其允差应符合表14-7 及表14-8的规定。
第14章 光学制图
表14-7 标准样板半径允差
第14章 光学制图
表14-8 标准样板光圈
第14章 光学制图
(3) 球面工作样板的光圈可根据被检光学零件的要求按
表14-9 表 14-9 球面工作样板光圈
D2 N ΔC 4
第14章 光学制图
2. 光学零件外径及配合公差的给定
1) 光学零件与镜框固定,在不同固定方式下,光学零件外
径所需的余量见表14-12。
表14-12 光学零件外径余
第14章 光学制图
2)
圆形光学零件与镜框的配合公差见表14-13。 表14-13 圆形光学零件与镜框的配合公差
第14章 光学制图
浪线。
第14章 光学制图
(3) 在光学图样上,零件的有效孔径应在所列表格的

《光学零件的胶合》课件

《光学零件的胶合》课件

胶接时的温度应控制在合适的范围内,以保 证胶水的黏性和固化速度。
4 时间
胶接后需要给予足够的时间让胶水完全固化 和达到最佳性能。
胶水的选择
按材料分类选择
不同材料的光学零件适用不同的胶水,如玻璃可以 选择特殊的玻璃胶。
按使用环境选择
根据光学零件所处的环境条件选择对应的胶水,如 耐高温、耐湿度等。

胶接实验演示
1
实验步骤
准备光学零件,清洁并涂上胶水,在适当的压力和温度下固化。
2
实验效果展示
展示胶接后的光学零件,观察胶合部位的牢固性和透明度等。
3
结论
光学领域中,选择合适的胶水和正确的胶合方法可以获得更好的效果,胶合在光 学应用中具有重要意义。
参考文献
1. Smith, J. Q., & Johnson, W. E. (2020). Advances in Optical Materials. 2. Wang, Y., & Zhang, L. (2018). Optical Adhesives and Bonding Technology.
活性胶水
活性胶水在接触到氧气、光线或湿度时固化,适用于需快速固化的场景。
UV固化胶水
UV固化胶水通过紫外线照射固化,适用于精细结构和高透明度的要求。
胶合时需要注意的问题
1 清洁
在胶接前,必须确保光学零件表面干净,无 杂质或污染。
2 压力
胶接时需要适当的压力,以确保胶水均匀分 布并充分填充接合面。
3 温度
光学零件的胶合
光学零件的胶合在光学领域中起着重要的作用。本课件将介绍胶合的种类、 注意事项,以及胶水的选择和胶接实验演示。
简介
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2、对胶合材料的要求 光学性能:与光学材料接近 机械性能:膨胀系数、弹性模量、 固化时体积收缩小 热学性能:-70~70 ℃热稳定性好 化学性能:稳定无毒 其他:制备简单、拆胶容易
二、胶合材料的种类

天然树脂光学胶: 热塑性、浅黄色玻璃状固体;不结 晶、光学一致性好;有一定粘结力、 不腐蚀玻璃;固化迅速、易拆胶; 应力可消除。 缺点:膨胀系数大,使用温度范围 不大。

合成树脂光学胶 光学环氧树脂胶:固化收缩小;粘接力大; 机械强度高;耐高低温性能好;化学稳定 性好;缺点是固化时间不易掌握;拆胶困 难;所用固化剂,稀释剂有毒。 甲醇胶:光谱透过率、机械强度、耐寒性、 耐热性好。缺点固化收缩大。

光敏胶


特点:透明度好;机械强度高,并有较好的 柔韧性和弹性;膨胀系数小;耐高低温性能 好;化学稳定性好;固化迅速,收缩率小; 粘度和固化时间可以调节,使用方便;无色 无味,毒性小。 缺点:拆胶困难。

其他
名 称
光 学 胶 粘 剂
型号 环氧树脂胶
主要技术性能指标 双组分,浅黄色流体,常温固化,高低温度范围: -60℃~70℃
备注 光学零件胶合
甲醇胶(冷胶)
单组分,无色透明,低黏度。高低温度范围:60℃ ~ 60℃
热胶(冷杉树脂胶, 单组分,淡黄色固体,高低温度范围:-40℃ ~ 加拿大树脂胶) 50℃ GGJ-1 GGJ-2 近无色透明,单组分,紫外线固化,低黏度流体 近无色透明,单组分,紫外线固化,半固态体。高 低温度范围:-45℃ ~ 60℃
一、光胶机理 二、光胶工艺 准备 擦拭 定中心 光胶 退火
三、各种因素对光胶的影响


温度 零件内部形成温度梯度的变形 周围介质温度变化时产生的变形 光胶件本身温度变化时的变形 表面清洁度
四、光胶的质量评价

光胶的优点 机械强度高 光学性能好 耐温性强 性能稳定 光胶变形小
几何尺寸偏差 零件的相对几何位置偏差 表面变形 焦距

五、胶合件的脱胶及产生原因
橡树叶状或柏树叶状脱胶 光带状脱胶 点状或气泡状脱胶 倒边处脱胶



脱胶产生的原因

胶合零件的清洁 胶层内有气泡 胶层粘度和厚度控制不当 定中心时使胶层粘度降低 初聚合温度过高 固化温度过高、时间过长 有机溶剂浸入胶层 长期存放在潮湿空气中 胶层失效
大、中、小光 学零件胶合
光 学 光 敏 胶
大尺寸光学零 件胶合 中小尺寸光学 零件胶合
GBN-501
双组分,近无色至淡黄色流体,紫外线固化,低黏 度流体。高低温度范围:-60℃ ~ 70℃
一般光学零件 胶合
三、胶合工艺
准备
胶合 定中心 (或校角度)
清洗
退火
四、胶合的检验

1、胶层的颜色 2、胶合件疵病
光胶的缺点
面形精度要求高 对环境要求高 定中心困难 耐急冷性能差

光胶的适用范围
大口径 高温条件下工作 零件数目多的系统 短波波段工作的仪器

五、光胶常见问题及克服方法
疵病名称 产生原因 1、光胶层有局部空气没有排干净; 2、光胶面局部光圈低,留有空气层; 3、光胶面有破点,粗纹路,开口气泡, 脏点等。 1、光胶面没有清洁干净; 2、光胶面已腐蚀、生霉。 1、光胶面光圈太高或太低; 2、空气没有被排净。 解决方法 1、用棉球蘸乙醚,从边缘擦拭胶合 件致使零件脱胶到疵病处; 2、再重新加压,挤出空气,重新胶 合; 3、重新修磨光胶面。 1、重新清洁光胶面; 2、重新修磨光胶面。 1、重新修磨光圈; 2、光胶后仔细检查胶面。
六、拆胶




高温拆胶 直接法:天然树脂胶80~120℃;光敏胶120℃。 间接法:对于环氧树脂胶合件,在蓖麻油中加 热到290℃;对于光敏胶合件于80%H2SO4中加热 到180℃。 低温拆胶(冷冻法) 液态氧低温箱降温到-120~-150℃ 常温法 捶击拆胶
第四节 光胶工艺


第十四章 光学零件的胶合
西安工业大学 徐均琪Leabharlann 合的目的
改善光学系统象质; 减少光能损失,增加成象清晰度; 简化光学零件的加工; 保护刻划面。
胶合的技术要求


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 合,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。
第一节 概述

光学元件的结合方法



机械法——机械法是采用机械零件(如隔圈、压圈等) 将若干个光学零件结合起来,构成一个复杂的光学部件 的。 胶合法——胶合法是利用光学级的透明胶,将若干个光 学零件胶合成复杂的光学部件。 光胶法——而光胶法是依靠零件抛光表面之间分子的吸 引力,将若干个光学零件结合成复杂的光学部件。
胶合的机理
机械结合、物理吸附、静电引力、 互相扩散、化学键。

胶合的主要技术要求

保证胶合透镜的中心误差; 保证胶合棱镜的平行差; 排除胶合层内的气泡; 胶层牢固; 保证胶合件的面形精度。
第二节 透镜胶合的定心

定中心方法 透射像焦点定中心 球心反射像定中心 激光干涉法定心 胶合透镜自动定心
光胶层有白 斑
光胶面脏 脱胶 光胶面光洁 度不好 非胶合面光 圈变形
1、室内空气不清洁; 2、反复移动,光洁度被破坏。 1、光胶零件大而薄; 2、光胶面光圈太低,光胶时用力过大。
1、保持光胶间的卫生; 2、减少光胶次数,避免多次移动 对大而薄的零件,光胶面光圈必须 严格控制。
一、透射像焦点定心
二、球心反射像定心
三、激光干涉定心仪
四、胶合透镜自动定心

将胶合中的负透镜的凸面或平面放在工 作台面上,正透镜放在负透镜上,依靠 零件的自重,使透镜的重心与其光轴自 动重合。
第三节 胶合工艺

一、胶合材料 1、胶合后对胶层的要求: 光学性能 机械强度 耐寒性 -40~-70℃ 耐热性40~70℃
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