光学零件通用技术要求.ppt

第六章 光学零件通用技术要求,徐均琪 西安工业大学,第一节 对光学玻璃的要求,第二节 对光学零件的要求,透镜,曲率半径及面形精度 中心误差 外圆直径及公差 厚度及公差 表面粗糙度 表面疵病 气泡度,棱镜,角度及直线尺寸误差 屋脊棱镜误差 非圆形零件的保护性倒角 平面度 分辨率 研磨表面的粗糙度 抛光表面的疵病 气泡度,一、气泡度q,限定气泡大小，可以不限制也可以限制数量 q=0.01 q=0.013 分区限制气泡大小和数量 q=(5)0+ (10)0.023+0.035 限定气泡总面积 q= 1/20 既规定气泡的总面积，又限制气泡的大小 q=0.30.1/6,面形如何检验？,二、表面形状公差,方案之1： 球径仪测量曲率半径,方案之2: 轮廓仪测量面形,方案之3:光圈检验,对光圈数N和局部光圈N的要求 光波在被检光学表面与参考光学表面间由于干涉所形成的条纹。它表示被检光学零件表面曲率半径误差。,表面形状公差（N 、N）,被检光学零件表面与参考光学表面由干涉所形成的干涉条纹的不规则程度，它表示面形精度。 N应由光学设计确定。 N和N的取值应协调一致。一般N=（0.20.1）N,曲率半径及面形精度,三、标准样板精度等级R,标准样板的精度R分为A、B两级。,透镜表面的曲率半径应该符合国标规定。 n的取值为1000,500,250,125,公比,四、曲率半径R,五、表面粗糙度,轮廓最大高度Ry, 微观不平度十点高度RZ,注意：在光学零件图中，除特别指明外，一般为Ra。, 轮廓算术平均偏差Ra, 轮廓均方根偏差Rq,六、表面疵病,表面疵病主要是标注擦痕、麻点及破边 一般标注是对其允许的个数和最大面积（mm2） 做出限制，标志为 B/GJ G代表允许的表面疵病数目； J代表表面疵病的面积。 比如B/30.25；C20.01；P 0.5,七、抗激光破坏阈值,抗激光破坏阈值，一般是指镀膜后光学零件（或玻璃元件）受到激光辐射后，导致表面破坏概率为零的最大能量密度或功率密度 。 脉冲激光 连续激光,Spectroscope 1,Nd:YAG Laser,He-Ne Laser,Attenuator,Spectroscope 2,Energy meter,High reflector,探测器2,Sample holder,激光损伤阈值测试系统,计算机,探测器1,薄膜表面 实时显示,开始测试,测试结果： LIDT=10.0J/cm2,P,J/cm2,10.0,八、中心公差,中心差：光学表面定心顶点处的法线对基准轴的偏离量，以面倾角表示 光轴 几何轴 基准轴,中心误差(1),1-基准轴;2-光轴;3-几何轴,1、以透镜边缘面的对称轴为基准轴。,中心误差(2),1-基准轴;2-光轴;3-几何轴,2、以透镜边缘面与光学表面交线圈中心P和该光学表面球心C1的连线为基准轴。,中心误差(3),1-基准轴;2-光轴;3-几何轴,3、以过透镜边缘面和端平面交线圆中心P的该圆平面的法线为基准轴。,中心误差(4),1-基准轴;2-光轴;3-几何轴,4、以光学表面球心C1和边缘面与一选定平面交线圆中心P的连线为基准轴。,九、外圆直径及公差,十、透镜厚度及公差,十一、圆形零件的保护性倒角,十二、棱镜和平板的角度,折射棱镜 由两个相交的折射平面所组成的透明介质零件称为折射棱镜。 光线偏折 色散,棱镜的分类,反射棱镜 为了使两面角镜的二面角不变，把两个反射面做在同一玻璃上。这样把两个或多个反射面做在同一玻璃上的光学零件叫反射棱镜(有时为一个反射面) 。 简单棱镜、屋脊棱镜、复合棱镜 光路转折 正象,除了光圈、局部光圈、样板精度等级、粗糙度、表面疵病和气泡度外，对棱镜还有其他要求。,对棱镜的要求,R N N B q,光线由棱镜的入射面垂直入射，光线在出射前对出射面法线的偏离称为棱镜的光学平行差。 第一光学平行差 第二光学平行差,对棱镜的其他要求,1.光学平行差,棱差的分类,2、屋脊棱镜的双像差,棱镜的其他要求,保护性倒角,3、反射镜,是以它的反射面对于预定光束产生转折成像的光学元件。 按形状分为：平面、球面、非球面 按反射面位置：内反、外反 按反射程度：全反、半透半反,4、分划元件,在一个表面上制有一定标志，分划或特定图案的光学零件，统称为分划元件。 按用途：分划板、光学度盘、光学码盘、分辨率板、星点板等。,5、玻璃平板和光楔,由两个相互平行的光学平面构成的光学零件统称为玻璃平板。 光楔是由两个光学平面间夹一小角度（一般小于1）所构成，常用于光学测微器及补偿器上。,十三、对光学部件的技术要求,1. N 2. N 3. B 4. 5. 、 6. q,十四、光学零件表面处理,（一）膜层种类及符号,（二）镀制方法及符号 1.溶液沉淀法 r 5. 阴极溅射法 Y 2.酸蚀去碱法 R 6. 加热熔化法 G 3.电解氧化法 D 7. 气体沉淀法 Q 4.真空蒸镀法 F 8. 喷刷及其他方法 B,十五、光学零件图,光学零件图应在右上角画出“对材料的要求”，“对零件的要求”专用表格。表中没有要求的项目，画一短线“-”表示，特殊要求的项目画“*”表示，并加以说明，仅做工艺参考的要求加圆括号。, 光学零件曲率半径标注 光学零件图上一般用图形和文字表明倒角要求。如倒角尺寸小于2mm，可不绘制倒角图形，引出细实线标注；不允许倒角的棱应说明。,棱镜零件图上若未画棱的倒角图形，则所标注尺寸一律为倒尖棱尺寸。 非球面光学零件图上，应根据需要列出曲线方程式，必要时可列出坐标值。 光学零件图上，零件的有效口径如对称于表面形状分布，则应在所列的栏内标明。,1.用样板检验球面光学零件时，若被检表面的公称曲率半径为R，检验所用的光波波长为，检验得到的光圈数为N，被检光圈范围的直径为D，试推导零件表面曲率半径偏差与光圈数的关系。,作业：,2.说明光学零件图上以下符号的含义： q=0.023 q=(5) 0.023+ (20) 0.055 + 0.085 q=0.5/10 q=0.50.1/10 B/50.25;C30.02;P0.6,