光学透镜的加工工艺
物理透镜的知识点总结
物理透镜的知识点总结【型号分类】按照透镜的形状分类，主要有凸透镜和凹透镜两种基本类型。
凸透镜使平行光线向其中心聚焦，而凹透镜则使平行光线朝外发散。
此外，根据透镜的曲率半径和形状分类，还可以分为球面透镜、非球面透镜等类型。
【焦点】焦点是透镜光学成像的关键点，分为凸透镜焦点和凹透镜焦点。
对于凸透镜而言，焦点是一个实际的点，光线汇聚在这个点上；而对于凹透镜而言，焦点是表现为逆向的，光线从这个点发散出去。
焦点的位置与透镜的曲率半径、折射率以及光线的入射角度等有关。
【焦距】焦距是衡量透镜焦点位置的物理量，通常表示为f，对于凸透镜而言，焦距是正值，表示光线在透镜后方焦点聚焦；对于凹透镜而言，焦距是负值，表示光线在透镜前方焦点发散出去。
焦距与透镜的曲率半径、折射率以及光线的入射角度等有关。
【光学密度】透镜的光学密度是一个重要的光学参数，用来描述透镜的光学性能，通常表示为n，与材料的折射率有关。
光学密度越大，透镜的折射能力越强，成像效果就会越明显。
不同材料制成的透镜其光学密度也会有所不同。
【成像原理】透镜的成像原理是基于透镜的折射规律和焦距的性质。
当光线通过凸透镜时，会引起折射现象，使得光线聚焦在焦点上，形成实物的倒立的实像；而对于凹透镜而言，折射现象会使得光线发散出去，形成虚拟的直立的虚像。
成像原理是透镜应用于光学成像的基础。
【光学应用】透镜具有广泛的应用领域，包括摄影、显微镜、望远镜、眼镜、光学仪器等。
在摄影领域，透镜是镜头的核心元件，通过调节不同焦距的透镜可以实现景深调节、光圈调节等功能。
在显微镜和望远镜领域，透镜的作用是放大远处或者微观物体，使得可以清晰观察。
在眼镜领域，透镜的作用是对视力进行矫正。
在光学仪器领域，透镜通常用于成像、调焦和光路调节。
【光学系统设计】透镜在光学系统设计中扮演着重要的角色，光学系统通常包括多个透镜组成，通过透镜的组合和配置可以实现不同的成像效果和光学性能。
光学系统设计通常涉及透镜的曲率半径、光学距离、透镜直径等参数，以及透镜的组合方式和位置安装等。
苏瑛-光学零件制造工艺学
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。
传统光学加工(第一章粗磨)
磁性装夹是利用电磁吸力将工件固定的一种装夹方 式。透镜的磁性装夹，是将工件先粘在具有一定平 行度要求的金属导磁圆盘上，然后把粘好零件的导 磁圆盘放到铣磨机的磁性工作盘上，并使二者对好 中心，接着，打开磁力开关，将粘有透镜的导磁圆 盘吸住。另外，采用磁性装夹铣磨球面时定中心较 困难，而且粘结上盘下盘和清洗等辅助工序又费工 时，因此，球面铣磨很少采用磁性装夹，它多用于 平面的铣磨中。
（二）粒度磨料的粒度是以颗粒的大小分类的 。我国的磨料粒度号规定，对用筛选法获得 的磨料，粒度号用一英寸长度上有多少个筛 孔数来命名的。
二、磨具 通常采用的磨具有两种，一种是普通磨料制 成的砂轮，另一种是用结合剂固着的金刚石 磨具。 （一）金刚石磨具的结构 1．金刚石层：它是金刚石磨具的工作部分，由 金刚石颗粒和结合剂组成。 2. 过渡层：只含有结合剂，对金刚石层和基体 之间起着连接固结作用。过渡层厚一般为1～ 2mm。
（二）真空装夹的夹具设计
真空装夹是利用真空吸附的作用力，将工件固定在 夹具上。 真空吸附装夹的优点是：操作方便，易于实现自动 化，不仅能单件加工，而且也适用于立式铣磨机上 成盘加工，生产效率高。其缺点是：对工件的直径 公差要求严格，一般要求直径公差在(-0.02)～（0.05 ）mm。
（三）磁性装夹的夹具
过大的偏心量将增大磨边的磨削量，甚至造成零 件的报废。造成球面偏心的重要原因是夹具定位 面的偏心。因此在夹具制造中，要特别注意夹具 定位面d与口径D对工件回转袖线的同心度。
§1-7 球面铣磨夹具的设计
一、球面铣磨夹具的设计
在透镜铣磨中，所用的夹具通常有弹性装夹 、真空吸附装夹和磁性装夹。
无论设计和使用哪种夹具，都必须满足以下 要求： 1. 夹具装夹零件必须牢固可靠。如果装夹不 牢，加工零件会产生松劲，这不仅要影响加 工精度，甚至可能损坏零件，同时也容易造 成磨轮的磨损。
第18章光学零件基本加工工艺规程设计 文档
? 锯切余量；
? 整平余量； ? 表面粗磨余量；
? 表面精磨、抛光余量； ? 定心磨边余量。
? ? 1.2(M n ? M n?1)
Δc
tc
Δj1
tj1
t j2
A
A
图18-1 加工余量的确定
三、各工序余量的计算
? 1.锯切余量与公差
2.研磨、抛光余量与公差
一般可以采用的数据：零件直径小于10mm时，单面余量取0.150.20mm，零件直径大于10mm时，单面余量取0.20-0.25mm。
第二节 加工余量
? 一、基本概念 ? 为了获得所需的零件形状、尺寸 和表面质量，必须从玻璃毛坯上 磨去一定量的光学材料层，此光 学材料层通常称为加工余量。
? 加工余量的种类： ? 线性尺寸余量 ? 角度余量 ? 工序余量 ? 总加工余量
? 根据光学零件加工工序的特点，一般零 件的全部加工余量是由下列余量组合而 成的。
? 确定粗磨余量 ? 确定粗磨完工尺寸 ? 设计粗磨工装 ? 选择粗磨辅助材料 ? 编制粗磨工艺规程
? （六）确定毛坯尺寸并绘制毛坯图
? （七）编制工艺规程，填写工艺卡片
? 设计工艺规程时，要充分发挥现有的生产技 术手段，同时应适当的采用最新的工艺技术。
? 工艺规程一旦确定下来，生产人员必须严格 遵守。当然工艺规程也不是一成不变的，随 着科学技术的发展，到一定时期，工艺规程 必须修改，否则就会阻碍生产的发展。
3.磨外圆与定心磨边余量与公差
焦距小于300mm，偏心差要求不高时： 易偏心零件：
光刻胶热熔法制备硅微透镜产品的方法及系统
一、概述光刻技术是当代微纳加工领域中的重要工艺之一，其应用广泛，包括半导体制造、光学元件制造等。
其中，光刻胶热熔法制备硅微透镜是一种常见且有效的方法。
本文将对光刻胶热熔法制备硅微透镜产品的方法及系统进行探讨和介绍，以便读者对这一工艺有更深入的了解。
二、光刻胶热熔法制备硅微透镜的基本原理1. 光刻胶的选择和涂布光刻胶是光刻工艺中的关键材料，选择合适的光刻胶对于制备硅微透镜至关重要。
常见的光刻胶有正胶和负胶两种。
正胶通常用于制备光刻胶模板，而负胶则用于制备光刻胶模具。
在制备硅微透镜时，首先需要选择合适的光刻胶，并将其均匀涂布在硅基片表面。
涂布工艺的精准度和一致性对于后续的制备工艺至关重要。
2. 光刻胶的光刻图案制备光刻是通过将光刻胶暴露在特定光照条件下，形成所需图案的工艺。
光刻胶的选择、光刻胶的暴露时间和光刻机的参数设置都会对光刻图案的质量产生影响。
在制备硅微透镜时，光刻图案的设计和制备是必不可少的步骤。
通过精确的光刻工艺，可以在光刻胶上形成微透镜的轮廓图案。
3. 热熔硅的填充和加工热熔硅是一种常用的材料，可用于填充光刻胶模具中形成微透镜的凸起结构。
在制备过程中，需要将热熔硅预热至一定温度，并在光刻胶模具中进行填充和加工。
热熔硅的填充和加工工艺涉及到温度控制、压力控制等多个参数的调节，对于最终微透镜产品的质量具有重要影响。
4. 后续工艺及检测在热熔硅填充和加工完成后，需对微透镜产品进行后续工艺，如去除残留的光刻胶、清洗表面等步骤。
对于制备出的微透镜产品需要进行质量检测，包括形貌观测、光学特性测试等。
三、硅微透镜制备系统的研究和设计1. 光刻机光刻机是光刻工艺中不可或缺的设备，其性能对于光刻图案的质量和精度具有重要影响。
在制备硅微透镜时，需要选择合适的光刻机，并进行参数设置和调节，以实现所需的微透镜结构。
2. 热熔设备热熔设备用于预热和加工热熔硅材料，其稳定的温度控制和压力控制对于微透镜产品的质量至关重要。
光学零件加工流程综述(完整版)
概述
光学零件加工技术
光学零件加工技术
光学零件加工技术
光学零件（按形状分）
透镜：
棱镜：
光学零件加工技术
平面镜：
工艺条件
特殊零件加工
形状特殊、材料特殊
第一章 光学材料
一、光学材料的种类
光学玻璃：
光学晶体：
KDP类型晶体
第一章 光学材料
光学塑料：
光学玻璃: ①是光学设计最常用的光学材料； ②为满足光学设计对多种光学常数、高度均匀性、高度透明性 及化学稳定性的要求，应具有复杂的组成和严格的熔炼过程。
第一章 光学材料
（一）光学玻璃与普通玻璃的区别: ①折射率： 普通玻璃的组成：SiO2+Na2O+CaO 光学玻璃的组成：成分复杂
现代光学玻璃所含元素几乎遍及化学元素周期表，每一 种光学玻璃都要由硅、磷、硼、铅、钾、钠、钡、钙、砷、 铝等多种氧化物组成。
②高度透明： ③高度均匀性：各点各处的光学常数和其它一些物理化学性质
以毛坯光程差最大方向之最大部分测的为准。
第一章 光学材料
选取原则：
①干涉仪和天文仪，只能使用双折射为第1类的玻璃。
②对于高精度的望远镜、准直镜和复制显微镜的物镜以及反射镜，玻璃 的应力双折射应该是第2～3类。 ③照相物镜使用双折射第3～4类玻璃。 ④聚光镜、普通仪器的目镜、放大镜采用双折射第4～5类玻璃。
（四）石英玻璃
1．优良的光谱特性，在0.2～4.7μm光谱范围内。
2．耐高温、热膨胀系数小，它的熔化温度在1713℃以上，软 化温度是1580℃±10℃。
3．化学稳定性好，耐碱性差。
4．机械性能高。 （五）光学功能材料
光学零件加工
武汉职业技术学院实训报告平凸透镜的加工及检测系、专业：电信学院光电系班级：光电10302班实训人：胡荣华指导教师：吴晓红彭卫国2011年10月17日摘要此次实训的项目是光学零件的加工，主要是球面零件的加工，此外还有平行平板机棱镜的加工。
球面零件的加工主要为粗磨下料、精磨抛光、镀膜，粗磨下料的工艺较为传统，但对手法也有一定的要求。
再就是精磨抛光，此部分主要看的是加工者的手法，手法直接影响到后面的定心以及镜片的好坏。
最后就是镀膜，镀膜的作用有很多，我们的实训中的镀膜主要是为了起到一种保护镜片的作用。
棱镜及平行平板的加工同样是对手法的考验。
本次实训中小组中的成员基本能够完成自己的镜片加工，其中存在的主要的问题在于球面镜的精磨抛光、粗磨下料部分。
粗磨下料部分主要在开球面环节，精磨抛光则主要是细磨手法不对等。
此类问题在后来的定心磨边的环节中都得到了充分的验证。
本报告的主要目标是：简述透镜的加工过程，分析加工过程中出现的问题，及此类问题的改进方法。
对比得出传统和现代加工的不同特点了解光学零件的镀膜过程、熟悉镀膜机的使用及其各项性能。
回顾整个实训过程中存在的操作方面的不足之处，进一步加深对整个零件加工环节的了解，加深自己对各个环节的印象。
关键词：球面零件加工环节加工手法主要内容1.1概述光学玻璃的加工分为传统加工和现代加工，我们的实训中主要是传统加工方法。
主要的加工零件为平凸透镜，它的主要操作流程是；粗磨下料、精磨抛光、定心磨边、镀膜等。
这次实训的内容还包括平行平板棱镜的加工，检验等。
1.2加工的特点传统加工的特点是加工出来的零件的精度高，质量好，因为它所使用的主要是手工为主，因此对操作人员的手法的要求很严格。
此类加工适用于少量、高精度的加工需求。
1.3加工生产流程1.4粗磨下料 1、切割：选取材料并把毛坯玻璃放入玻璃切割机(1-1图)里面。
2、去除直角:把切割好的毛坯玻璃按尺寸在简易切割机上切割，再把切割好的矩形的四个直角用简易切割机把四个直角切掉。
《透镜的抛光》课件
2 注意洁净度
清洁透镜时要小心，可以 采用空压机、干净布等工 具。
3 分辨真假
都是相对而言的，需要根 据实际成品进行评判。
透镜抛光的常见应用领域
眼镜行业
为眼镜提供更加舒适的穿戴， 提高透视效果。
汽车行业
为汽车的车灯透镜抛光，提高 汽车在夜间的照明性。
透镜的抛光
透镜的抛光是一项关键性工艺，它可以提高透镜的质量和光学性能。在这个 PPT课件中，我们将带你了解透镜抛光的步骤和工具，常见问题及解决方法， 以及应用领域。
透镜抛光的意义
增加透光率
优化透射率
提高耐用性
透镜表面存在微小的划痕、波纹 时，其透光率会受到严重的影响。
通过抛光透镜，能够优化透镜对 光线（特别是聚光光源）的折射。
波纹问题
可采用交替更换刚软度不同的抛光布料，或使 用气浮系统等技术。
脱皮问题
透镜表面涂层严重破损时，就可能出现脱皮的 情况。这时需要重喷表面涂层或者干膜处理。
抛光后的透镜效果和注意事项
光滑度
透镜表面变得更加平坦光滑。
透光率
透镜表面的光学性能得到大幅提 高。
通透性
透光的勾勒线变得更加清晰鲜明。
1 保护透镜表面
航空航天
航空航天器等工程需要使用大 量的透镜和光学器件。
结语，总结
在本次PPT课件中我们一起了解了透镜抛光的步骤和工具，应该如何解决常见问题，抛光后的效果和注意事项， 以及透镜抛光的常见应用领域。希望这次的分享能对你有所启发，谢谢观看！
经过抛光的透镜表面更加平坦光 滑，对于常见磨损和磕碰具备更 强的耐用性。
透镜抛光步骤和工具
1
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光学玻璃透镜模压成型技术
1 成型方法
玻璃之所以能够精密模压成型，主要是因为开发了与软化的玻璃不发生粘连的模具材料。
原来的玻璃透镜模压成型法，是将熔融状态的光学玻璃毛坯倒入高于玻璃转化点50℃以上的低温模具中加压成形。
这种方法不仅容易发生玻璃粘连在模具的模面上，而且产品还容易产生气孔和冷模痕迹（皱{TodayHot}纹），不易获得理想的形状和面形精度。
后来，采用特殊材料精密加工成的压型模具，在无氧化气氛的环境中，将玻璃和模具一起加热升温至玻璃的软化点附近，在玻璃和模具大致处于相同温度条件下，利用模具对玻璃施压。
接下来，在保持所施压力的状态下，一边冷却模具，使其温度降至玻璃的转化点以下（玻璃的软化点时的玻璃粘度约为107。
6泊，玻璃的转化点时的玻璃粘度约为1013。
4泊）。
这种将玻璃与模具一起实施等温加压的办法叫等温加压法，是一种比较容易获得高精度，即容易精密地将模具形状表面复制下来的方法。
这种玻璃光学零件的制造方法缺点是：加热升温、冷却降温都需要很长的时间，因此生产速度很慢。
为了解决这个问题，于是对此方法进行了卓有成效的改进，即在一个模压装置中使用数个模具，以提高生产效率。
然而非球面模具的造价很高，采用多个模具势必造成成本过高。
针对这种情况，进一步研究开发出与原来的透镜毛坯成型条件比较相近一点的非等温加压法，借以提高每一个模具的生产速度和模具的使用寿命。
另外，还有人正在研究开发把由熔融炉中流出来的玻璃直接精密成型的方法。
2 玻璃的种类和毛坯{HotTag}
玻璃毛坯与模压成型品的质量有直接的关系。
按道理，大部分的光学玻璃都可用来模压成成型品。
但是，软化点高的玻璃，由于成型温度高，与模具稍微有些反应，致使模具的使用寿命很短。
所以，从模具材料容易选择、模具的使用寿命能够延长的观点出发，应开发适合低温（600℃左右）条件下模压成型的玻璃。
然而，开发的适合低温模压成型的玻璃必需符合能够廉价地制造毛坯和不含有污染环境的物质（如PbO、As2O3）的要求。
对模压成型使用的玻璃毛坯是有要求的：
①压型前毛坯的表面一定要保持十分光滑和清洁；
②②呈适当的几何形状；
③③有所需要的容量。
毛坯一般都选用球形、圆饼形或球面形状，采用冷研磨成型或热压成型。
3模具材料与模具加工
模具材料需要具备如下特征：
①表面无疵病，能够研磨成无气孔、光滑的光学镜面；
②在高温环境条件下具有很高的耐氧化性能，而且结构等不发生变化，表面质量稳定，面形精度和光洁度保持不变；
③不与玻璃起反应、发生粘连现象，脱模性能好；
④在高温条件下具有很高的硬度和强度等。
现在已有不少有关开发模具材料的专利，最有代表性的模具材料是：以超硬合金做基体，表面镀有贵金属合金和氮化钛等薄膜；以碳化硅和超硬合金做基体，表面镀有硬质碳、金刚石状碳等碳系薄膜；以及Cr2O-ZrO2-TiO2系新型陶瓷。
玻璃透镜压型用的模具材料，一般都是硬脆材料，要想把这些模具材料精密加工成模具，必需使用高刚性的、分辨率能达到0.01μm以下的高分辨率超精密计算机数字控制加工机床，用金刚石磨轮进行磨削加
工。
磨削加工可获得所期盼的形状精度，但然后还需再稍加抛光精加工成光学镜面才行。
在进行高精度的非球面加工中，非球面面形的测试与评价技术是非常重要的。
对微型透镜压型用模的加工，要求更加严格，必需进一步提高精度和减轻磨削的痕迹。