光学冷加工基础知识
光学冷加工抛光技术
光学冷加工抛光技术
光学冷加工抛光技术是一种利用光学原理进行表面修整和抛光的高精度加工方法。
相比传统的机械抛光，光学冷加工抛光技术具有以下优势：
1. 高精度: 光学冷加工抛光技术可以达到亚纳米级的表面精度，适用于高要求的光学元件和器件的加工。
2. 无接触: 光学冷加工抛光技术利用光束进行加工，不需要与
工件接触，避免了机械抛光可能带来的刮擦和损伤。
3. 无热效应: 光学冷加工抛光技术在抛光过程中不会产生热量，避免了传统热加工可能引起的热应力和热变形问题。
4. 高效率: 光学冷加工抛光技术可以同时对多个表面进行加工，提高了加工效率。
光学冷加工抛光技术的基本原理是利用光束的聚焦和控制来进行表面修整和抛光。
通过调整光束的聚焦参数，可以控制加工深度和加工形状，从而实现精确的表面加工。
光学冷加工抛光技术在光学器件制造、半导体加工、精密机械加工等领域有着广泛的应用。
它不仅可以提高光学元件和器件的质量和性能，还可以降低制造成本和提高生产效率。
光学冷加工-研磨加工基本知识
研磨加工基本知识讲义一、镜片加工流程及基本知识1、镜片加工流程：切削→研削→研磨→洗净2、切削的基本知识：切削：国内叫“粗磨”，国外叫NCG，为英文“球面创成”之缩写。
切削目的：去除材料硝材表面层，深度为0.5~0.6mm.。
由于硝材压型时精度不高，不加大加工余量就不能达到镜片所需尺寸（包括曲率、肉厚等）。
3、研削的基本知识：研削（也称精磨或砂挂），是镜片研磨前的极为重要的工序，研削加工的主要目的为：①加工出研磨工序所需要的表面精细度。
研削分为两道工序：A、第一道工序称S1，用1200#~1500#的钻石粒。
B、第二道工序称S2，用1500#~2000#的树指进行加工。
②加工出研磨工序所需要的球面精度。
③满足镜片中心肉厚要求，在规定的尺寸公差之内。
④研削品质的好坏对研磨后镜片的品质影响极大。
如研磨不良伤痕（キ）、砂目（ス）、肉厚、面不等不良均与研削有直接关系，研削品质的好坏决定研磨品质的优劣。
二、研磨加工基本知识：硝材在经过切削及研削，其基本尺寸及表面光洁度已经形成，但仍不能满足客户光学上的要求，必须进行研磨工序，研磨是获得光学表面的最主要的工序：1、研磨加工的目的：①去除精度的破坏层，达到规定的外观限度要求。
②精修面形，达到图面规置之不理的曲率半径R值，满足面本数NR要求及光圈局部允差（亚斯）的要求。
2、研磨的机理：①机械研削理论。
②化学学说。
③表面流动理论。
3、光圈的识别与度量（我们通常说的面即光圈）①什么是光圈？被检查镜片表面面形与标准曲率半径的原器面形有偏差时，它们之间含形成对称的契形空气间隙，从而形成等厚干涉条纹，有日光照射下可见到彩色光环（此时空气隙，呈环形对称），这种彩色的光环称为光圈，我们通常观察光圈数（即面本数）以红色光带为准。
这是因为红色光带较宽（波长范围为0.62um~0.78um），看起来清晰明亮。
②面本数的识别与度量有原器检查镜片时，如果二者是边缘接触（中间有空气层），从正方稍加压力P，干涉条纹从外向中心部移动即向内缩，称为低光圈或负光圈（图A），如果二者是从中间开始接触（边缘有空气隙），从正上方稍加压力P，干涉条纹从中心向边缘移动（或向外扩散）称为高光圈或正光圈（图B）③亚斯的识别与度量目前公司将面精度的中高、中低、垂边、分散或边等统称为亚斯，亚斯一定要满足作业标准的要求，超过标准含影响镜头的解像，所以亚斯是一个非常重要的指标，And grinding Basic knowledge handoutsLens processing processes and basic knowledge1, lens processing process:Wash cutting →grinding →grinding →2, the cutting of the basics:Cutting: Domestic called "coarse", abroad called the NCG, English spherical Creation "abbreviation.Cutting Objective: To remove the material the surface of the glass material layer and a depth of 0.5 to 0.6mm.Due to the type of glass material pressure accuracy is not high, do not increase the allowance can not be required to reach the lens size (including curvature, flesh, etc.).3, the grinding of the basics:Grinding (also known as grinding or sand hanging) is an extremely important step in front of the lens grinding Grinding main purpose:①machined surface fineness of the grinding step.Grinding is divided into two processes:A first process known as S1, 1200 # to 1500 # diamond particles.B, the second process known as S2, 1500 # ~ # 2000 resin processing.②processing spherical precision polishing step.(3) to meet the center of the lens flesh requirements within the specified dimensional tolerances.(4) grinding quality is good or bad quality of the lens grinding a great impact.Such as grinding bad scars (Cash), graining (su), flesh, ranging from bad to have a direct relationship with the grinding surface, the pros and cons of grinding quality determines the quality of the grinding quality.Grinding Basics:Nitrate material in its basic dimensions and surface finish has been formed after cutting and grinding, but it still can not meet the requirements of the customer optical polishing step mustbe carried out, is the most important step to obtain the optical surface polishing:1, the purpose of grinding:(1) removal of the accuracy of the destruction layer, to achieve the required appearance limit requirements.②the fine shave shaped to drawing requirements ignore the radius of curvature R, meet the requirements of the surface number NR requirements and aperture local tolerance (Elias).2, the grinding mechanism:①mechanical RESEARCH cut theory.(2) chemical theory.(3) surface flow theory.3, identification and measurement of the aperture (we usually say that the surface of the iris)①What is Aperture?Check the surface shape of the lens surface with the standard radius of curvature of the original surface shape deviation between them containing a symmetrical wedge-shaped air gap is formed, thereby forming fringes of equal thickness, the color can be seen under the sunlight halo (air gap annular symmetry), this halo of color called the iris aperture surface (the number), we usually observe the red band of light.This is because the red wide band of light (wavelength range 0.62um ~ 0.78um), looks clear and bright.②face identification and measurement of the number ofOriginal check lenses, if both the edge of the contact (the air layer in the middle), a little from the affirmative pressure P, interference fringes i.e. inwardly retracted portion moving from the center outward, as low the aperture or negative aperture (A) , if both are from the middle into contact with the air gap (edge), a little from the top of the positive pressure P, the interference fringes move from the center to the edge (or outward diffusion) called high aperture or positive aperture (Figure B)Determine the number of its surface is the red band of light as a standard vertical observation of several rings with that surface of the number of the Figure A Figure B is NR = -3, for NR = +3 this.(3) Elias identification and measurementSurface accuracy high, low, slouch, dispersed or side collectively referred to as Aspen, Aspen must meet the standard requirements of the job, more than the standard containing the impact of the resolution of the lens, so Aspen is a very important indicators。
光学冷加工基础知识
1. 抛光粉1.1对抛光粉的要求a. 颗粒度应均匀，硬度一般应比被抛光材料稍硬：b. 抛光粉应纯洁，不含有可能引起划痕的杂质：c. 应具有一定的晶格形态和缺陷，并有适当的口锐性；d. 应具有良好的分散性和吸附性；e. 化学稳定性好，不致腐蚀工件。
1.2抛光粉的种类和性能常用的抛光粉有氧化肺＜CeO2）和氧化铁（FeO3）oa. 氧化饰抛光粉颗粒呈多边形，棱角明显，平均直径约2微米，莫氏硬度7〜8级，比重约为7.3。
由于制造工艺和氧化饰含量的不同，氧化饰抛光粉有白色（含量达到98% 以上）、淡黄色、棕黄色等。
b. 氧化铁抛光粉俗称红粉，颗粒呈球形，颗粒大小约为0.5〜1微米，莫氏硕度4〜7 级，比重约为5.2。
颜色有从黄红色到深红色若干种。
综上所述，氧化饰比红粉具有更高的抛光效率，但是对表面光洁度要求高的零件，还是使用红粉抛光效果较好。
2. 抛光模层（下垫）材料常用的抛光模层材料有抛光胶和纤维材料。
2.1抛光胶抛光胶乂名抛光柏油，是由松香、沥青以不同的组成比例配制而成，用语光学零件的精密抛光。
2.2纤维材料在光学工件的抛光中，若对抛光面的面形精度（光圈）要求不高时，长采用呢绒、毛毡及其它纤维物质作为抛光模层的材料。
3•常用测试仪器光学委件的某些质量指标，如透镜的曲率半径、棱镜的角度，需耍用专门的测试仪器來测量。
常用的仪器有：光学比较侧角仪、激光平面干涉仪、球径仪和刀口仪等。
4.抛光在抛光过程中添加抛光液要适当。
太少了参与作用能够的抛光粉颗粒减少，降低抛光效率。
太多了，有些抛光粉颗粒并不参与工作，同时也带來大量液体使玻璃边面的温度下降，影响抛光效率。
抛光液的浓度也要适当，浓度太低，即水分太多，参与工作的抛光粉颗粒减少并使玻璃表面温度降低，因此降低抛光效率。
浓度太高，即水分带少，影响抛光压力，抛光粉不能迅速散步均匀，导致各部压力不等，造成局部多磨，对抛光的光圈（条纹）质量有影响。
而XI单位面积圧力减少，效率降低，抛光过程中产生的碎屑也不能顺利排除，使工件表面粗糙。
光学冷加工
实验二十五放大镜的制作第一章光学零件制造工艺一般知识1.1 光学零件制造工艺的特点及一般过程制作光学零件的常见材料有三大类，即光学玻璃、光学晶体和光学塑料，其中以光学玻璃，特别是无色光学玻璃的使用量最大。
虽然光学零件的加工按行业划分归入机械加工一类，但由于加工对象的材料性质和加工精度要求显著地不同于金属材料，因而加工工艺上也完全不同于金属工艺而具有特殊性。
1.1.1 光学零件的加工精度及其表示光学零件属于高精度零件。
平面零件的加工精度主要有角度和平面面形；球面零件的加工精度要求主要有曲率半径和球面面形。
高精度棱镜的角误差要求达到秒级。
高精度平面面形精度可达到几十分之一到几百分之一波长。
平面零件的平面性和球面零件的球面性统一称为面形要求。
光学车间一般用干涉法计量，用样板叠合观察等厚干涉条纹（俗称看光圈）。
表示面形误差的光圈数符号是N，不规则性（或称局部误差）符号是△N。
除面形精度外，光学零件表面还要有粗糙度要求。
光学加工中各工序的表面粗糙度如表6-1所示。
光学零件抛光表面粗糙度用微观不平十点高度表示为R2=0.025um，用轮廓算术平均偏差表示为R2=0.025um，用符号表示则为0.008，在此基础上，还有表面疵病要求，即对表面亮丝、擦痕、麻点的限制。
1.1.2 光学零件加工的一般工艺过程及特点光学零件加工的工艺过程随加工方式不同而异。
光学零件的加工方式主要有两类：传统（古典）加工工艺和机械化加工工艺，这里我们只介绍传统加工工艺。
传统工艺的特点主要有：（1）使用散粒磨料及通用机床，以轮廓成形法对光学玻璃进行研磨加工。
操作中以松香柏油粘结胶为主进行粘结上盘。
先用金刚砂对零件进行粗磨与精磨，然后使用松香柏油抛光模与抛光粉（主要是氧化铈）对零件进行抛光加工。
影响工艺的因素多而易变，加工精度可变性也大，通常是几个波长数量级。
高精度者可达几百分之一波长数量级。
（2）手工操作量大，工序多，操作人员技术要求高。
光学冷加工基础知识
R1=+79.48
(6.62) (3.94) R0.3
R2=+38.1
?39.7±0.005 (?37.1)
B
A
4.82-0 0.02
注：
1.8±0.05
1、R1面镀多层膜镀膜规格如下： R<0.5 % at 400-600nm R<1.0 % at 700 nm R2面镀AL2O3,λO=500±30nm
在加工光学零件时，需要为光学
零件预备加工所用的材料，常
称为毛坯料，硝材。
粗平图
C0.3
C0.3
板料
毛
条料
R1=∞
R2=∞
坯 料
粗平料
型料
型料图
C0.4
C0.4
R1=+83
R2=+36
?40.9--00..3083
4.荒折工程简介
荒折目的（）开球）
将毛坯料在荒折机上进行荒折粗加工，将零件切削出与公称 球面较为 接近的球面，为零件的砂挂做好准备。
5、裂边要求：
R1、R2面：0.2
6、一般公差：±0.1，角度公差：±1°
7、椭圆、锥度必须在外径公差内
8、部品中禁止使用ROHS及CSE04011禁止物质
记号 日 期
1
08-6-19
2
3
4
5
6
7
承认
订 误记
审核
正内容
担 当确 认 胡海涛
材质
nd υd
NBFD15
1.80610±50 33.3±0.3
双凸透镜 双凹透镜 平凸透镜 平凹透镜 弯月透镜
光学零件概述
90度
180度
光学冷加工抛光技术
光学冷加工抛光技术光学冷加工抛光技术是一种利用光学原理进行表面加工的技术。
它通过利用光束的特性，对材料表面进行微小的位移和热效应，从而达到加工和抛光的目的。
这种技术具有高效、精确、无损伤等优点，在光学制造、精密加工、光学器件等领域具有广泛的应用前景。
光学冷加工抛光技术的原理是利用光束的特性对材料表面进行微小的位移。
光束通过加工头的透镜系统聚焦到材料表面上，形成一个微小的光斑。
当光斑移动时，光束对材料产生作用力，使材料表面产生微小的位移。
通过控制光斑的移动，可以实现对材料表面的加工和抛光。
光学冷加工抛光技术的另一个原理是利用光束的热效应。
光束在材料表面吸收时会产生热效应，使材料发生热膨胀。
通过控制光束的功率和时间，可以实现对材料表面的加工和抛光。
光学冷加工抛光技术具有许多优点。
首先，它是一种非接触的加工方法，不会对材料产生机械性损伤。
其次，它具有高效的加工速度和精确的加工控制能力，可以实现对复杂形状的材料进行加工和抛光。
此外，光学冷加工抛光技术还可以实现对材料表面的微观加工，使其具有更好的表面质量。
光学冷加工抛光技术在光学制造领域具有广泛的应用。
例如，在光学镜片的制造过程中，通过使用光学冷加工抛光技术可以实现对镜片表面的加工和抛光，使其具有更好的光学性能。
在激光器的制造过程中，光学冷加工抛光技术可以实现对激光器的反射镜表面的加工和抛光，提高激光器的效率和稳定性。
在光学器件的制造过程中，光学冷加工抛光技术可以实现对光学器件的表面的微观加工，提高器件的性能和可靠性。
光学冷加工抛光技术在精密加工领域也具有重要的应用价值。
例如，在微机电系统的制造过程中，光学冷加工抛光技术可以实现对微小器件的表面的加工和抛光，提高器件的性能和可靠性。
在半导体器件的制造过程中，光学冷加工抛光技术可以实现对半导体器件的表面的微观加工，提高器件的效率和稳定性。
此外，光学冷加工抛光技术还可以应用于金属材料的加工和抛光，提高金属材料的表面质量和耐蚀性。
光学冷加工的基础介绍
光学冷加工的基础介绍摘要：本文介绍了光学冷加工的含义、特点并简单介绍了相关的一些产品，机器及其图形，本文详细论述了光学冷加工的加工过程（以球面透镜的加工为例）以及当前我国光学冷加工所存在的问题和提出了发展对策，并指出光学冷加工工艺对社会的重要性。
关键词：光学冷加工，球形透镜，毛坯加工，抛光。
Abstract: This article describes the meaning and the characteristics of the optical cold Processing, introducing a number of related products, machinery and graphics, briefly. The paper also discusses the process cold optics in details (spherical lens processing as an example)，and refers to the questions in our country ’s optical cold Processing, Including the method of development, the importance of the optical cold Processing technology is also pointed out.一、光学冷加工的含义光学仪器制造已是一门古老的工程技术，照相机、望远镜及其显微镜等各种光学仪器中的光学零件(透镜，棱镜等)在加工过程中，不产生高温及高温反映或高温现象而又可以达到通过高温热加工的加工效果就称为“光学冷加工”。
下面是几种光学冷加工的产品：二、光学冷加工的特点1、光学冷加工与一般的机械加工有根本的区别，这些差别是由被加工材料的性能特殊及零件要求特别高的精度和光洁度所决定的.由于零件是以玻璃为原材料，它具有很高的硬度和脆性，因此，必须用比玻璃还硬的金刚砂或金刚钻来加工玻璃。
光学加工部门操作简单资料
一.光学加工基础知识（一）光学玻璃基本知识1.基本分类和概念光学材料分类：光学玻璃、光学晶体、光学塑料三类。
玻璃的定义：不论化学成分和固化温度范围如何，一切由熔体过冷却所得的无定形体，由于粘度逐渐增加而具有固体的机械性质的，均称为玻璃。
光学玻璃分为冕牌K和火石F两大类，火石玻璃比冕牌玻璃具有较大的折射率nd和较小的色散系数vd。
2.光学玻璃熔制过程将配合料经过高温加热,形成均匀的，高品质的，并符合成型要求的玻璃液的过程,称玻璃的熔制。
大致可分为以下几个阶段。
（1）.加料过程-----硅酸盐的形成（2）.熔化过程-----玻璃形成（3）.澄清过程-----消除气泡（4）.均化过程------消除条纹（5）.降温过程-------调节粘度（6）.出料成型过程总之,玻璃熔制的每个阶段各有其特点,同时,它们又是彼此互相密切了解和相互影响的.在实际熔制中,常常是同时或交错进行的,这主要取决于熔制的工艺制度和玻璃窑炉结构特点。
3.玻璃材料性能指标（1）．折射率nd、色散系数vd （2）.光学均匀性（3）.应力双折射（4）.条纹度（5）.气泡度（6）.光吸收系数（7）.抗潮湿、抗酸性能（8）.光学玻璃热性能（二）光学理论基础知识1.光学基本理论我们通常把光学分成几何光学、物理光学和量子光学。
（1）.几何光学光线的传播遵循三条基本定律：（1.1）光线的直线传播定律，既光在均匀媒质中沿直线方向传播；（1.2）光的独立传播定律；（1.3）反射定律和折射定律。
（2）物理光学从光的波动性出发来研究光在传播过程中所发生的现象的学科，所以也称为波动光学。
它可以比较方便的研究光的干涉、光的衍射、光的偏振，以及光在各向异性的媒质中传插时所表现出的现象。
（3）量子光学。
2.光圈概念（1）光圈：光圈被检表面与参考表面干涉产生的条纹数量N叫光圈。
它分为：高光圈：中心高，空气间隙减小（加压）时，条纹从中心向边缘移。
低光圈：中心低，空气间隙减小（加压）时，条纹从边缘向中心移。
光学冷加工常见不良与分析
造成表面粗糙的原因有多种，如刀具磨损、切削液不充分、切削速度过快或进 给量过大等。为解决这一问题，应定期检查刀具状态，保证切削液充足且均匀 供给，适当调整切削速度和进给量。
划痕
总结词
划痕是光学冷加工中常见的问题，表现为工件表面出现明显 的划痕，影响光学性能。
详细描述
划痕的产生通常是由于切削过程中刀具与工件摩擦产生高温 ，导致刀具磨损或工件表面氧化。为解决这一问题，应选用 优质刀具，控制切削温度，适当调整切削液的浓度和流量。
03 不良现象原因分析
表面粗糙的原因
砂轮粒度不适当
砂轮粒度过粗或过细， 导致表面粗糙度增加。
砂轮硬度不适当
砂轮硬度过高或过低， 影响磨削效果，导致表
面粗糙。
冷却液使用不当
冷却液不足或选用不当， 无法有效降低磨削热和 冲刷表面，导致表面粗
糙。
磨削参数不适当
磨削深度、进给速度等 参数设置不当，影响磨 削效率和表面粗糙度。
06
详细描述
定期检查研磨机和抛光机的工作状态，确保其 工作正常、稳定，避免因设备故障导致表面划 伤或产生划痕。
裂纹的解决对策
总结词
选用适合加工材料的刀具材料
详细描述
根据加工材料的性质和要求，选择适合的刀具材料，以减 小切削力和切削热，从而减少裂纹的产生。
总结词
控制切削速度和进给量
详细描述
在加工过程中，合理控制切削速度和进给量，避免因切削 参数不当导致工件表面产生裂纹。
VS
详细描述
变形可能是由于切削过程中工件受热不均 、冷却不充分或装夹方式不当等原因造成 的。为解决这一问题，应采用合适的装夹 方式，保证工件受热均匀，同时加强切削 液的冷却作用。
光学冷加工光圈的识别及光胶上盘
光学冷加工光圈的识别及光胶上盘光学冷加工光圈的识别在抛光的过程中,须用光学样板检查工件的面形精度－－光圈、因此,正确的判断光圈的高低程度及局部误差的性质,对于修改工件面形偏差就是非常重要的。
所谓高光圈,就是指样板与工件中心接触,低光圈就是指样板与工件边缘接触。
并规定:高光圈(凸)为正偏差,低光圈(凹)为负偏差。
1 高低光圈的识别(1)按压法根据手持样板按压时干涉条纹移动方向,判断光圈的高低。
低光圈:条纹从边缘向中心收缩。
高光圈:条纹从中心向边缘扩散。
(2)点压法在光圈数少的情况下,可在样板的一侧施加压力,此时的判断为:低光圈:条纹的弯曲中心与移动方向一致。
高光圈:条纹的弯曲中心与移动方向相反。
(3)色序法在白光下观察时,也可按光圈颜色的序列来识别高低光圈,但不能判断光圈数。
低光圈:从中心到边缘的颜色序列为蓝红黄高光圈:从中心到边缘的颜色序列为黄红蓝2 光圈的度量(1)当光圈数N>1时,以有效检验范围内直径方向上最多光圈数的一半来度量,根据光圈数可以确定空气隙的大小。
用汞灯绿色光作为光源,这时每道圈对应的间隙可近似认为等于0、25微米,即四道圈约为1微米。
若采用氦氖激光作为单色光源,则每一圈约为0、316微米,即三道圈近似1微米。
生产上以自然光作为光源,一般以红色光圈计数较为方便,即表面上有几道红色光圈,就为几道光圈。
(2)当光圈数N<1时,对于大曲率半径球面或平面,通常以通过直径方向上干涉条纹的弯曲量(h)相对于条纹的间距(H)的比值(N)来度量,光圈数N=h/H对于较小曲率半径的球面,一般就是按光斑的大小与颜色的差异来估算的。
在自然光的照明下,当边缘接触,其颜色为灰白色时,则可根据中间颜色按绿黄到淡黄来确定光圈数。
3 象散偏差的识别与度量被检光学表面在两个相互垂直方向上光圈数不等所产生的偏差,被称为象散偏差4 局部偏差的识别与度量被检光表面在任一方向上光圈的局部不规则的程度,称为局部偏差光胶上盘简介光胶就是利用两个抛光面紧密贴合后分子引力的作用,将零件固定在光学工具上的一种方法。
光学冷加工-光学玻璃
10.光学玻璃类型
应用特征：无色光学玻璃（呈透明无色状、应用最广泛、用量 最多）、有色光学玻璃（呈一定颜色状态）、特种光学玻璃 （红外、紫外、石英、防/耐辐射、激光玻璃 、非线性玻璃）
网络体基本成分：氧化物：硅酸盐、硼酸盐、锗酸盐、磷酸盐、 碲酸盐 非氧化物：氟化物、硫化物、硒化物
无色光学玻璃按照色散系数的大小分两大类：
光学玻璃
1.光学材料的概念
• 是指能够制造成光学零件并应用于光学系统中， 和光直接进行相互作用的物质
• 广义讲：所有的物质都和光有相互作用
• 狭义讲：应用于光学系统中对光信息进行处理 的材料
• 更简要讲：能够对光具有高透射或高反射特性 或对光信息具有改变作用的材料
如对光的振幅（光强）、相位、频率、波长（红外光 0.7~300um，可见光 380~680nm，紫外光30~380nm）、 速度 （c=2.99792458m/s）、振动态（偏光、旋光） 、传输方向、光子数
• 火石玻璃（色散大νd小于50、折射率高、质软而重、透明低 差呈淡黄色），其中按折射率不同分为9个类型（轻火石QF、 火石F、钡火石BaF、重钡火石ZBaF、重火石ZF、镧火石 LaF、重镧火石ZLaF、钛火石TiF、特种火石TF）
• 冕牌玻璃（色散小νd大于50、折射率低、质硬而轻、透明）， 其中按折射率不同分为9个类型（轻冕QK、氟冕FK、冕K、 磷冕PK、钡冕BaK、重冕ZK、镧冕LaK、特冕TK、冕火石 KF）
部溶化之前，继续加热，温度不再上升。供给热量都用于固体向
液态转化热量全部变成液态后，继续加热，温度又会上升）、 各向异性（物理性质从不同方向测定时不同）、具有最小
内能是一个稳定的结构
5.非晶态（无定形态）物质
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外观（接头划伤）抽检/全检（自检、巡检） 目视
砂挂的目的：
保证零件达到抛光前所需要的尺寸精度、表面粗糙度及面形 精度.
磨削工具：
砂挂皿
砂挂机器：砂挂机
主要有：下摆机、SSP、上摆机 LF机、
砂挂工程简介
砂挂方法分：
散粒磨料砂挂（细磨） 金刚石丸片砂挂（高速砂挂）
高速砂挂类型：
成型法：准球心、用成形模具加工。 特点：零件表面的形状和精度是依靠磨具的形状与精
性硬、质轻、透明度好
火石玻璃F（Pb＞3%） 折射率高（nd=1.58~1.95） 色散小 (νd=23~50)
性软、质重、带黄绿色
光学零件概述
光学偏心（C）
➢ C——中心偏差： 光轴与镜片几何轴之偏差，也常用角度表
示ε; 光轴:两轴面中心的连线称为光轴; ➢ 偏心的存在会使系统产生慧差、象散的象差
光学零件概述
光学零件按结构和工艺特点可分为： ➢ 透镜 ➢ 棱镜 ➢ 反射镜 ➢ 分划元件 ➢ 平板元件 ➢ 光楔等
光学零件概述
透镜：
由两个折射曲面或一个曲面和一 个平面所围成的透射体。
作用：改变光线在光路中的运行方向， 使光线产生会聚或发散效果
光学零件概述
按作用功能可分为:正透镜与负透镜(见后) 按表面几何形状可分为
➢ 设计时一般取： △N=(0.1～0.5)N
光学零件概述
光学表面疵病（B）标示：
➢ B—表面疵病符号，只有光学表面用，表示光学表面存在的划 伤、擦痕、破点、麻点、破口等缺陷。
➢ 通常也称外观，国内外大部分使用美国军标，也有用德国标 准的。
➢ 外观的检查均是靠目视在特定环境及光源下进行判断。
光学零件材料简介
双凸透镜 双凹透镜 平凸透镜 平凹透镜 弯月透镜
光学零件概述
90度
180度
棱镜：由两个或两个以上相交的折射或反射
平面所组成的透射体。
作用：分光或使光线转折作用 根据棱镜的结构和工艺特点，可分成多种类 型。 棱镜举例:直角棱镜、等腰棱镜、斜方棱镜、 五棱镜、直角屋脊棱镜、等腰屋脊棱镜等
光学零件概述
2、工艺性具体指标： * 化学稳定性：
玻璃抵抗水溶液、潮湿空气及其它侵蚀介质如酸、碱、盐等破坏 的能力。
* 机械性质： → 比重 → 脆性 → 抗拉、抗压强度 → 硬度（超软FCD1/超硬S-LAL14）
3.镜片加工流程
从硝材投入到镜片完成主要工程：
备料(硝材)
荒折(CG) 砂挂 研磨
前 工
内部加工流程：（前工程）
无色光学玻璃的质量指标
七项指标：
→ nd、νd与标准的允许差值 → nd和νd在同一批玻璃中的一致性 → 光学均匀性 → 应力双折射 → 光吸收系数 → 条纹度 → 气泡度
光学零件材料简介
无色光学玻璃的工艺性
工艺性指的是玻璃可加工性的好坏、直接影响加工精度、效率及成 本。
1、工艺性取决于玻璃的理化特性，受玻璃的内部结构制约。 玻璃内部各类氧化物含量百分比不同，表现出的工艺性也不同。
光学冷加工基础知识宣导资料
光学基础知识讲解目录
1. 光学零件（镜片）概述 2. 光学镜片材料介绍 3. 镜片加工流程 4. 荒折工程简介 5. 砂挂工程简介 6. 研磨工程简介 7. 芯取工程简介 8. 镀膜工程简介 9. 粘合工程简介 10. 涂墨工程简介 11. 光学基础知识 12. QA检查
出镜片表面（或球形之一部份）。 镜片
各工程特点: CG→砂挂第1道（半精加工）→
砂挂第2道（精加工）→研磨（抛光）。
重点管理项目 品质保证项目 检查方式方法
串棒 钻石粒
检查工具
皿基座
砂挂液PH
砂挂丸片
合皿
中心厚度
抽检（自检、巡检、提检） 手提式百分表
光圈/△h
抽检（自检、巡检、提检） 样板、测环
外观（划痕、砂目等） 抽检（自检、巡检、提检） 目视
程
加工组别有:单片、多片
由于设备的加工范围和镜片的
芯取 镀膜 粘合 涂墨 QA检查
特性，大流程有分：
后
* CG →砂挂D→研磨D→多片S
工
* CG →多片S→砂挂D→研磨D
程
* CG →多片S→多片D
* CG →砂挂S→研磨S
→砂挂D→研磨D
硝材
荒摺
砂挂
研磨
芯取
镀膜
粘合
涂墨
镜片加工流程(备料)
备料：
芯取加工对象：
零件的中心偏（C）、外圆直径（D）、深度、跳动、倒角
定心方法：
光学定心法、机械定心法
重点管理项目 品质保证检 查方式方法
芯取机
检查工具
主轴精度 切削液 砂轮选择/调整
倒角、有效径 抽检（自检、巡检） 倒角显微镜
外径 、深度
抽检（自检、巡检） 分厘卡、 高度计
中心偏跳动
抽检（自检、巡检） 偏心仪
无色光学玻璃
行业内使用最多，光学常数是最主要的性能指标，也是分类及定牌号的 主要依据。
无色光学玻璃类型
根据色散系数νd的大小，无色光学玻璃分二大类18种类别： 冕牌玻璃 νd＞50 火石玻璃 νd＜50
冕牌与火石玻璃性能特征比较
冕牌玻璃K（Pb＜3%） 折射率低（nd=1.50~1.55） 色散大 (νd=55~62)
度来保证的；
加 工 流 程：
荒摺完品
加工第一面
加工第二面
砂挂完品
砂挂工程简介
砂挂加工原理：
设备底座马达带动主轴（砂挂皿）
上治具
转动：1000～ 3000min-1；摆动马达带
动工件轴(治具内镜片)左右摆动(或前
后)、治具+镜片因摩擦力产生之自身转
动，加以压力使镜片被砂挂皿切削，从
而三者运动之复合即为球芯运动，加工
分类：单片研磨、多片研磨；低速研磨、高速研磨。
砂挂完品
加工第一面
加工第二面
研磨完品
7.芯取工程简介
光学零件芯取：
目的：校正偏心、外圆尺寸符合装配要求。 定义：校正偏心的过程即为定心。是把透镜二个球面的球心调
整到磨边机主轴线上，使得磨边时透镜是绕自身二个球 心连线旋转，则用砂轮磨削出的外圆柱面几何轴和光轴 一致。 芯取的实质是把透镜的几何轴固定到光轴上。
6.研磨工程简介 （抛光）
研磨主要机器：下摆机、SSP、上摆机、LF机等
光学零件的抛光是获得光学表面最主要的工序。
目的：
1 去除精磨的破坏层，达到规定的表面疵病要求； 2 精修面形，达到要求的光圈和局部光圈，最后形成透明规则的表面。
研磨机理
四种理论：机械磨削理论、化学作用理论、热的表面流动理论、 研磨的本质是机械、化学和物理三种作用的错综复杂的过程
硅酸盐玻璃：以二氧化硅（SiO2）为主要成分 硼酸盐玻璃：以三氧化二硼（B2O3）为主要成分 磷酸盐玻璃：以五氧化二磷（P2O5）为主要成分
光学玻璃的熔炼过程：
配料→硅酸盐形成（800℃-900℃）→玻璃形成（1000℃-1250℃） →澄清→均匀化（1400℃-1500℃）→冷却（200℃-300℃）→成型 →退火→型料
➢ 透镜存在偏心时，透镜的边缘厚度也有差异
（边厚差△t）。 △t=D*C/[f′*（n-1）]
➢ 加工中通过定心磨边保证偏心。
一般有光学定心及机械定心二种方式
f
ε
光学零件概述
镀膜：
➢ 光学零件表面一般都要镀膜，镀膜要求依光学设计进行 ➢ 薄膜分类：增透膜、反光膜、分光膜、滤光膜、保护膜等等 ➢ 按结构分单层、多层 ➢ 大多数零件都是镀增透膜，主要参数是：
中心波长λ0、反射率R、透过率T
➢ 若为多层膜须有透过率要求的曲率线图——分光曲线
光学零件材料简介
光学玻璃的构成：
光学玻璃是由硅（Si）、硼（B）、磷（P）、铅（Pb）、钾（K）、钠 （Na）、钡（Ba）、砷（As）、铝（Al）等多种氧化物在高温下形成复 杂盐熔体，经过过冷而得到各向同性的无定形物体。
荒折加工对象：
零件的球面曲率半径、中心厚度以及表面光洁度。
切削工具：
筒型金刚石砂轮
荒折机床：
荒折机，如：CG2.0，零件加工范围：φ3mm～φ80mm
荒折工程简介（开球）
上海工厂荒折机简介： 使用荒折机共2种：
1．韩国时代机（CG2.0） 2. 台湾勇溢（单片机器）/（成盘加工机器）
在加工光学零件时，需要为光学
零件预备加工所用的材料，常
称为毛坯料，硝材。
粗平图
C0.3
C0.3
板料
毛
条料
R1=∞
R2=∞
坯 料
粗平料
型料
型料图
C0.4
C0.4
R1=+83
R2=+36
?40.9--00..3083
4.荒折工程简介
荒折目的（）开球）
将毛坯料在荒折机上进行荒折粗加工，将零件切削出与公称 球面较为 接近的球面，为零件的砂挂做好准备。
加 工 流 程：
硝材
加工第一面
加工第二面
荒ห้องสมุดไป่ตู้完品
荒折工程简介
荒折加工原理（球面荒折原理）：
1.球面荒折俗称CG，即为球面创成之意。如图：
5.砂挂工程简介（精磨）
砂挂工程定义：
镜片加工流程：荒折→砂挂→研磨 砂挂工程处于中间工序；相当于机械加工中的半精加工。 定义：对于来料之CG完品，切除其裂层，且达至规定之表面粗糙度 （外观）和面形误差（光圈N）、以及中心厚度（T）。
面别 公称R值 光线有效径 镀膜有效径
R1 +79.48 ?38.5 见注1
R2 +38.1 1 ?36.1 见注1