光学元件加工技术
平面光学元件的加工技术
平面光学元件的加工技术浙江大学光电系曹天宁宁波华光精密仪器公司周柳云光学平面零件包括棱镜、平行平面板、平面反光镜、平晶、光楔、光盘片基、滤光片、波片、倍频器等等。
其大小从φ1mm到φ1000mm,材料主要是光学玻璃,有时是光学晶体,为了达到高精度与高效率,采用技术方法很多,有铣磨、精磨、研磨、抛光、分离器抛光、环抛、水中抛光、单点金刚石飞切(SPDFC)、计算机机控制小工具抛修(CCP) 、离子抛光等等。
从机理上考察,可以归纳为三类基本方法一、范成法形成平面特点是依靠机床的精确运动形成平面包络面,对机床精度要求高.如用筒状金刚石磨轮铣磨平面,按正弦公式当α=0时,R=∞范成了片面(生产上为了排屑排冷却液方便, α有一个小量,表面微凹)。
单点金刚石飞切也是依靠高速旋转的轴与飞刀作直线运动的工作台垂直而范成了平面.工具与工件的加工接触为线接触。
二、轮廓复印法或母板复制法这种复制法与光栅复制法不一样,在复制过程有磨削研磨、抛光过程。
采用精磨模、抛光模(固着磨料抛光模与柏油抛光磨)加工的均属于这一类.工具与工件的接触为面接触。
三、小工具修磨法计算机控制抛光(CCP)离子束抛光与手修属于这一类,逐点抛修,边检边修,精度可以很高,对局部修正非常方便.工具与工件的接触为点接触。
(一) 、铣磨成型光学平面元件我国QM30、PM500、XM260研磨机直到NVG-750THD型双轴超精密平面磨床等大型平面铣磨机利用范成法原理高效铣磨出平面,而且可以采用适当的金属夹具,将角度修磨变为平行平面的铣磨.机床磨轮轴与工件的平行度、轴向经向跳动影响棱镜的角度精度.铣磨成型是光学平面元件毛胚加工的主要技术方法之一。
图一就是PM500铣磨平面的范成运动,图二就是改进的QM30铣削平面的范成运动。
图三是大型的NVG-750THD型双轴超精密平面磨床。
图三. 大型双轴超精密平面磨床(二) 、光学平面的磨削、研磨与抛光重点在于加工出高精度光学表面面型(N、△N),磨削、研磨与抛光的运动形式很多,但其特点是一样的,光学平面精度的获得不主要依靠机床的精度,而主要依靠母板的精度的传递,应该重点研究与把握三个机理。
光学加工介绍
光学加工介绍
光学加工是一种利用光学原理进行材料加工的技术。
它利用激光或其他光源的能量来加工各种材料,如金属、塑料、玻璃等。
光学加工技术在工业生产中起着重要的作用,它能够实现高精度、高效率的加工,广泛应用于制造业各个领域。
光学加工技术的基本原理是利用光的特性进行加工。
光学加工过程中,首先需要选择合适的光源。
常用的光源包括激光器、LED等。
然后,通过透镜或光纤等光学元件对光进行控制和聚焦,使其能够准确地照射到被加工材料上。
接下来,通过调节光的能量和聚焦点的位置,可以实现不同形状和尺寸的加工效果。
最后,通过控制光的强度和时间,可以实现不同深度和精度的加工。
光学加工技术具有许多优点。
首先,它能够实现非接触式加工,不会对被加工材料产生物理损伤。
其次,光学加工技术具有高精度和高效率的特点,能够实现微米级的加工精度和高速的加工速度。
此外,光学加工技术还具有灵活性和可控性,可以根据不同的加工需求进行调整和优化。
光学加工技术在各个领域都有广泛的应用。
在制造业中,光学加工技术可以用于制造精密零件、模具、光学元件等。
在电子工业中,光学加工技术可以用于制造电路板、芯片等。
在医疗领域中,光学加工技术可以用于制造人工器官、医疗器械等。
此外,光学加工技术还可以用于材料表面的改性和涂层等。
光学加工技术的发展对于提高制造业的竞争力和推动科技进步具有重要意义。
随着光学加工技术的不断发展和创新,相信它将在未来的工业生产中发挥越来越重要的作用。
我们期待着光学加工技术能够为人类创造更加美好的未来。
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。
光学零件加工流程
光学零件加工流程光学零件加工是光学工程领域中非常重要的一环,它涉及到光学元器件的制造与加工。
本文将介绍光学零件加工的流程,并详细阐述每个环节的操作步骤。
一、零件设计与制作在光学零件加工流程中,首先需要进行零件的设计与制作。
设计师根据实际需要,使用CAD或其他相关软件进行光学元器件的三维建模。
在设计过程中,需要考虑到光学元器件的材料、形状、尺寸等因素,并确保其满足光学性能要求。
设计完成后,可以通过3D打印或数控机床等设备进行零件制作。
二、加工前准备在进行光学零件加工之前,需要进行加工前的准备工作。
首先是对加工设备进行检查和维护,确保设备能够正常运行。
其次是准备加工用的原材料,这些原材料通常是具有良好光学性能的材料,如光学玻璃、光学塑料等。
此外,还需要准备好加工过程中所需的工具、夹具等。
三、加工工艺选择光学零件加工有多种不同的工艺可供选择,根据具体的零件要求和加工难度,选择合适的加工工艺。
常见的光学零件加工工艺包括:切削加工、抛光加工、激光加工等。
对于形状复杂的光学零件,通常采用数控机床进行精密加工。
四、加工操作步骤1. 切削加工:首先,将加工原材料固定在夹具上,然后根据设计要求,使用切削工具对原材料进行加工。
切削加工可以通过车削、铣削、钻削等方式进行。
2. 抛光加工:在切削加工完成后,需要进行抛光加工,以提高光学零件的表面质量。
抛光加工可以通过机械抛光、化学抛光等方式进行。
抛光加工的目的是去除表面的瑕疵,使光学零件表面更加光滑。
3. 激光加工:对于一些特殊要求的光学零件,可以采用激光加工技术进行加工。
激光加工具有高精度、非接触等优点,能够实现对光学零件的高精度加工。
五、质量检验与调整在光学零件加工完成后,需要进行质量检验与调整。
质量检验包括对光学零件的尺寸、形状、表面质量等进行检查,以确保其符合设计要求。
如果发现问题,需要进行调整或重新加工,直到达到要求为止。
六、光学零件的组装与测试光学零件加工完成后,还需要进行组装与测试。
光学零件加工流程综述(完整版)
镀膜材料包括金属、介质等,根据不同的光学要求选择不同的镀膜 材料。
镀膜工艺
镀膜工艺包括真空蒸发、化学气相沉积、物理气相沉积等,以达到不 同的光学要求。
切割技术
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切割技术
通过切割将光学零件加工成所需的形状和尺寸。
切割工具
切割工具包括金刚石刀具、线切割等,根据不同 的材料和要求选择不同的切割工具。
光学元件的污染问题与对策
污染问题
在光学零件加工过程中,由于空气中悬 浮颗粒、油雾、手汗等原因,可能导致 光学元件的污染,如表面污渍、颗粒附 着等,这些问题会影响光学元件的光学 性能和寿命。
VS
对策
为了减小污染,加工车间应保持清洁和干 燥,定期进行空气净化处理;操作人员应 穿戴干净的工作服和手套,避免直接接触 光学元件;在加工完成后,应及时对光学 元件进行清洗和保护,避免污染和损伤。 同时,可以采用一些表面处理技术来提高 光学元件的抗污染能力,如镀膜、涂层等 。
光学零件加工流程综述(完整版
contents
目录
• 光学零件简介 • 光学零件加工流程 • 光学零件加工技术 • 光学零件加工中的问题与对策 • 光学零件加工的未来发展 • 结论
01 光学零件简介
光学零件的定义与分类
定义
光学零件是指利用光的折射、反射、 干涉等原理制成的各种元件,如透镜、 棱镜、反射镜等。
06 结论
总结
01
本文对光学零件加工流程进行了全面综述,详细介绍了光学零 件的种类、加工原理、工艺流程和关键技术。
02
通过分析不同类型的光学零件加工流程,总结了各流程的特点
和适用范围,为实际生产提供了指导。
针对现有加工技术的不足,提出了改进和优化的方向,为未来
光学器件的制造技术
光学器件的制造技术光学器件是光学传感器、光波导、激光器、光学放大器等光学系统,其中起着关键作用的部件。
光学器件的制造技术对于光学器件的性能和性价比的提高发挥着非常重要的作用。
本文将介绍光学器件的制造技术。
光学器件的制造技术可以分成以下几个方面:一、晶体生长技术晶体生长技术是光学器件制造的基础技术,光学材料的质量和晶体生长技术密切相关。
晶体生长技术主要包括单晶生长和多晶生长两种。
单晶生长技术主要应用于高质量光学材料的制备,如激光晶体Nd:YAG、Nd:YVO4、Ti:sapphire等,多晶生长技术适用于大尺寸、低成本、低品质要求的光学元件制备,如放大器、波导、光纤等。
二、调制技术光学调制技术是将输入信号转换成光学信号的过程。
光学器件的调制技术可以分为电光调制技术和光声调制技术两种。
电光调制技术是指利用物质在电场下的线性和非线性光学效应,产生光学谐振现象;光声调制技术则是利用光学效应引起声波产生,来实现光的调制。
三、光刻技术光刻技术是一种利用光学作用将线路图形(或图案)转移到物质表面并进行精细加工的技术。
在微观世界中,光刻技术扮演着一个重要的角色,例如在光通讯、半导体工艺等领域中,都需要光刻技术进行微结构加工。
因为光学器件的制造很少使用传统机械加工的方式,所以光刻技术可谓是关键技术之一。
四、薄膜技术薄膜技术在光学器件的制造中扮演着非常重要的作用。
因为很多光学器件的性能和其表面的光学薄膜密切相关。
比如,激光器就必须通过膜层来实现反射和透射,利用薄膜制备新材料、新功能等,是光学制造中的重要技术之一。
五、集成技术集成技术是将多种光学器件集成在一起形成功能更加完善和高效的系统。
利用高级的模拟和仿真软件,设计出光学器件的结构、组成和生产流程,并通过微电子技术、传感器技术等方法,实现光器件的集成,从而提高光器件的性能、可靠性和机动性。
光学器件的制造技术的不断创新和发展,对于光学传感器、光波导、光纤放大器等领域的发展有着重要的意义。
光学元件加工流程
光学元件加工流程光学元件是用于控制和操纵光线的器件,广泛应用于光学仪器、通信设备、激光技术等领域。
光学元件的加工流程通常包括以下几个步骤:设计、材料选择、切割、研磨和抛光、涂膜、检测和包装。
下面将逐一介绍这些步骤的具体流程。
1. 设计在加工光学元件之前,需要进行设计,确定元件的形状、尺寸和性能指标。
设计过程中需要考虑到所需的光学特性,如透过率、反射率等,并根据具体应用场景选择合适的材料。
2. 材料选择根据设计要求,选择合适的材料进行加工。
常用的光学材料有玻璃、晶体和塑料等。
不同材料具有不同的物理特性和加工难度,因此需要根据具体要求进行选择。
3. 切割根据设计要求,在选定的材料上标出需要切割的形状和尺寸。
然后使用切割工具(如钻孔机或激光切割机)将材料切割成所需的形状。
4. 研磨和抛光切割后的材料表面通常会有一定的粗糙度和不平整度,需要经过研磨和抛光来提高表面质量。
使用砂轮或其他磨料对材料进行粗磨,去除表面的毛刺和凹凸不平。
使用细砂轮或抛光膏进行细磨和抛光,使表面光滑均匀。
5. 涂膜为了改善光学元件的透过率、反射率等性能,常常需要在其表面涂上一层特殊的薄膜。
涂膜可以通过物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)等方法进行。
涂膜工艺中需要控制好温度、气压、沉积速率等参数,以确保涂层质量。
6. 检测完成涂膜后,需要对光学元件进行检测,以验证其性能是否符合要求。
常用的检测手段包括透过率测试、反射率测试、表面平整度测试等。
通过检测,可以对加工过程进行调整和优化,以提高元件的质量。
7. 包装将加工完成的光学元件进行包装,以保护其表面免受污染和损坏。
常用的包装方式包括塑料袋、泡沫箱等。
在包装过程中,需要注意避免与硬物接触,防止划伤或碰撞。
以上是光学元件加工的基本流程和步骤。
在实际加工过程中,可能还会涉及到其他环节,如清洗、修复等。
不同类型的光学元件加工流程可能有所差异,但总体上都遵循上述基本步骤。
为了确保加工质量和效率,需要合理选择加工设备、优化工艺参数,并进行严格的质量控制。
光学研磨加工工艺流程
光学研磨加工工艺流程
光学研磨加工是一种用于制造光学元件的重要工艺,其流程包
括以下几个主要步骤:
1. 材料准备,光学元件通常使用的材料包括玻璃、晶体等,首
先需要对原材料进行选择和准备。
在选择材料时需要考虑其折射率、透明度、热膨胀系数等因素。
2. 研磨粗加工,研磨是光学加工的第一步,通过磨削和抛光等
手段,将原材料表面的不平整和瑕疵逐渐去除,使其表面变得光滑。
3. 精密研磨,在粗加工后,需要进行精密研磨,以进一步提高
元件表面的光学质量。
这个过程需要使用更细的研磨工具和研磨介质,以达到更高的表面精度和光洁度要求。
4. 抛光,抛光是研磨加工的最后一道工序,通过使用抛光剂和
抛光布,去除表面微小的瑕疵和研磨留下的痕迹,使元件表面达到
所需的光学精度和光洁度。
5. 检验与修正,在加工完成后,需要对光学元件进行严格的检
验,包括表面粗糙度、平整度、曲率等参数的测量,以及光学性能
的测试。
如果发现问题,还需要进行修正和再加工,直至达到要求
的标准。
总的来说,光学研磨加工工艺流程包括材料准备、研磨粗加工、精密研磨、抛光和检验修正等多个环节,每个环节都需要严格控制
和精细操作,以确保最终制造出符合要求的光学元件。
光学元件的制造和应用技术和科学原理
光学元件的制造和应用技术和科学原理光学元件是由光学材料制成的具有光学功能的构件,包括透镜、棱镜、偏振器等。
制造精良的光学元件不仅可以用于光学设备、仪器和检测系统等领域,还能应用于人类生产、科研和医疗等多个领域。
在本文中,我们将对光学元件的制造和应用技术以及科学原理进行探讨。
一、光学元件的制造技术光学元件的制造技术是光学元件成型质量的关键因素之一。
制造精良的光学元件需要采用现代先进的制造工艺和装备,确保光学元件的外观质量和成型精度,同时满足其在应用过程中的功能要求。
1. 现代化的加工设备现代化的加工设备是制造光学元件的基础。
高精度数控机床和数控车床是现代化制造工艺的重要设备,它们能够完成难度较高的工件加工,实现高精度的成形、切削和拼接。
此外,电子束加工、激光加工等现代化设备的出现,也为光学元件的制造提供了更高的加工精度和生产效率。
2. 精湛的加工工艺制造光学元件需要精湛的加工工艺,切削、磨削、打磨和抛光等都需要掌握好每一项细节。
为了提高加工精度和生产效率,需要在加工过程中应用各种精度较高的工艺,如:超声波加工,离子束加工等技术,这些技术都可以用来加工出高质量和稳定性能的光学元件。
3. 精选的高晶氧化淀粉和镜头材料选择优质原材料是制造优良光学元件的重要保证。
高晶氧化淀粉是光学元件最常用的材料之一。
它具有抗高温、抗腐蚀和不易受热应力疲倦等优点,在使用过程中有着很高的稳定性和使用寿命。
二、光学元件的应用技术光学元件广泛应用于人类生产、科研和医疗等各个领域。
精密的制造、优质的原材料与先进的应用技术相结合,可以使光学元件的应用更加广泛和深入。
1. 光刻技术和微细制造技术光刻技术和微细制造技术是应用光学元件的重要技术。
光刻技术是利用光线或光线定位来刻画出微细结构,其应用领域广泛,如:集成电路、微电子制造、纳米材料制备等。
而微细制造技术是通过利用微米级别的加工精度来加工制造各种小且非常精细的零部件结构,如:小型光学仪器等。
现代光学加工等级
现代光学加工等级光学加工是一种基于光的技术,用于制造光学元件,如透镜、棱镜和反射镜等。
它在光学领域发挥着重要作用,广泛应用于光学仪器、光通信、激光加工等领域。
在现代光学加工中,不同的加工等级决定了光学元件的质量以及其在实际应用中的表现。
一、光学加工等级的分类根据光学元件的质量要求和制造工艺的复杂程度,光学加工等级可以分为精密加工、高精密加工和超高精密加工三个等级。
1. 精密加工:精密加工是光学加工中的基本等级,适用于一般的光学元件制造。
在精密加工中,光学元件的表面粗糙度、表面形状和表面平整度等参数要求较低,加工精度相对较低。
这个等级的光学元件适用于一般光学仪器和低要求的光学应用。
2. 高精密加工:高精密加工是在精密加工的基础上进一步提高加工精度的等级。
在高精密加工中,光学元件的表面粗糙度、表面形状和表面平整度等参数要求较高,加工精度相对较高。
这个等级的光学元件适用于高精度测量仪器、光通信设备等需要较高光学性能的应用。
3. 超高精密加工:超高精密加工是在高精密加工的基础上进一步提高加工精度的等级。
在超高精密加工中,光学元件的表面粗糙度、表面形状和表面平整度等参数要求非常高,加工精度极高。
这个等级的光学元件适用于高端光学仪器、激光系统等对光学性能要求极高的应用。
二、光学加工等级的影响因素光学加工等级的确定受到多个因素的影响,包括加工设备、加工材料、加工工艺等。
1. 加工设备:加工设备是决定光学加工等级的重要因素之一。
高精密的光学加工设备可以提供更高的加工精度和稳定性,从而实现更高的加工等级。
2. 加工材料:加工材料的选择对光学加工等级也有很大影响。
不同的材料具有不同的机械性能和加工特性,对于高精密加工和超高精密加工来说,需要选择具有较低的热膨胀系数和较高的硬度的材料。
3. 加工工艺:加工工艺是影响光学加工等级的关键因素之一。
合理的加工工艺可以确保光学元件的表面光滑度和形状精度,从而提高加工等级。
三、光学加工等级的应用不同等级的光学元件在实际应用中具有不同的应用领域和要求。
光学元件加工工艺流程
光学元件加工工艺流程首先,光学元件的加工流程通常包括以下几个步骤:图纸设计、原材料选择、原料加工、精密加工、表面处理和质量检测等。
图纸设计是加工工艺的起点,通过使用CAD软件进行设计和绘制光学元件的图纸,确定元件的尺寸、形状和加工要求等。
原材料选择是根据光学元件的具体要求来选择合适的材料,常见的光学元件材料有光学玻璃、光纤、晶体等。
选择合适的材料是光学元件加工成功的重要基础。
原料加工是将原材料切割成合适的形状和尺寸,常用的加工方式有机械切割、拉削、研磨等,以确保材料的尺寸精确。
精密加工是通过精密机床、切削工艺等将加工精确度提高到亚微米甚至纳米级别,以获得更高的加工精度和表面质量。
表面处理是通过抛光、喷砂、涂层等方法,对元件的表面进行处理,以提高表面的光学性能和质量,减少波纹和光损耗等。
质量检测是加工工艺的最后一步,通过使用光学测量设备对光学元件的尺寸、形状、光学性能等进行检测和测试,以确保产品符合要求。
在以上工艺流程中,有几个关键步骤需要特别关注:首先是精密加工,光学元件的精密加工是确保其加工质量和性能的关键。
通过使用高精度的精密机床和刀具,并采用合适的切削参数和加工策略,可以实现元件的高精度加工。
其次是表面处理,光学元件的表面处理是确保其光学性能和表面质量的重要环节。
通过采用不同的表面处理方法,如抛光、喷砂和涂层等,可以消除表面缺陷,提高元件的光学性能和质量。
最后是质量检测,光学元件的质量检测是评估产品质量的重要手段。
通过使用精密的光学测量设备和检测方法,对元件进行尺寸、形状和光学性能等多方面的检测和测试,可以确保产品的质量符合要求。
总结:光学元件加工工艺流程包括图纸设计、原材料选择、原料加工、精密加工、表面处理和质量检测等多个步骤。
其中精密加工、表面处理和质量检测是确保产品质量和性能的关键步骤。
通过合理的加工工艺和精密的加工设备,可以提高元件的加工精度和表面质量,从而满足光学元件在光学系统中的要求。
光学元件的加工与应用
光学元件的加工与应用光学元件是一类非常重要的光学元件,广泛应用于各种光学设备中。
它们的加工和应用对于提高光学设备的性能至关重要。
本文将分为两部分,探讨光学元件的加工和应用技术。
一、光学元件的加工技术1. 光学元件的加工方式光学元件的加工方式包括机械加工、研磨抛光、电子束加工、激光加工等。
其中,机械加工比较简单,通常用于加工较大的光学元件,如透镜和平面镜。
研磨抛光是光学元件加工的主要方法,它可以通过高效研磨和精细抛光来获得高精度的光学表面。
电子束加工、激光加工等是新兴的加工方式,可以用于加工尺寸更小的光学元件和独特的表面形状。
2. 研磨抛光技术研磨抛光技术是目前应用最广泛的光学元件加工技术,可以用于制造各种类型的光学元件,如平面镜、透镜、棱镜等。
研磨抛光要求加工精度非常高,通常可以达到亚微米级别。
研磨抛光中的关键步骤是抛光过程,这个过程需要高度的技术和经验。
3. 光学元件加工中的材料选择光学元件的加工材料通常是光学材料,如石英玻璃、普通玻璃、硅等。
对于不同的光学元件,需要选择不同的材料。
例如,透镜通常需要采用具有良好折射率的透明材料,平面镜需要使用具有高反射率的材料。
二、光学元件的应用技术1. 光学元件在光学系统中的应用光学元件在光学系统中的应用非常广泛,包括激光器、半导体物理等领域。
例如,在激光器中,光学元件可以用于引导激光束和调节激光束的尺寸等。
在半导体物理领域,光学元件可以用于制造太阳能电池等。
2. 光学元件在医疗器械中的应用光学元件在医疗器械中的应用也非常广泛。
例如,眼科医生可以使用透镜和棱镜来修复患者的视力,放大或缩小眼球的像。
此外,光学元件还可以用于放射性检测和热成像等医学领域,为医疗诊断提供帮助。
3. 光学元件在工业制造中的应用光学元件在工业制造中的应用也非常广泛。
例如,在汽车制造中,光学元件可以用于检测汽车玻璃是否具有光滑均匀的表面。
另外,航空航天工业中的检测和成像系统,也需要使用高精度的光学元件。
现代光学加工等级
现代光学加工等级光学加工是一种通过光线的传播和反射,对光学元件进行加工和处理的技术。
随着科技的不断发展,光学加工技术也得到了极大的提升和改进。
现代光学加工等级可以分为粗加工、中等加工和精密加工三个等级。
粗加工是光学元件加工的第一步,主要是为了去除原材料的粗糙表面和杂质。
在粗加工过程中,通常采用机械研磨和化学抛光的方法。
机械研磨是通过研磨工具对光学元件进行物理研磨,以去除表面的凸起和凹陷。
化学抛光则是利用化学反应来溶解光学元件表面的杂质,使其表面更加光滑。
粗加工主要是为了准备后续的中等加工和精密加工,使光学元件的表面更加平整和光滑。
中等加工是在粗加工的基础上进一步提高光学元件的加工精度和表面质量。
中等加工主要包括研磨、抛光和去毛刺等工艺。
研磨是利用研磨工具对光学元件进行精确的研磨,以消除表面的微小凸起和凹陷。
抛光则是通过抛光工具对光学元件进行反复抛光,使其表面更加光滑和均匀。
去毛刺是在中等加工的最后一步,通过去除光学元件表面的毛刺和细微划痕,使其表面更加完美。
精密加工是光学加工的最后一步,也是最关键的一步。
精密加工主要包括超精磨、超精抛和超精磨等工艺。
超精磨是利用特殊的磨削工具对光学元件进行精细的磨削,以达到非常高的加工精度。
超精抛则是通过特殊的抛光工具对光学元件进行反复抛光,使其表面达到亚纳米级的光滑度。
超精磨则是通过超精密加工工具对光学元件进行微小的研磨,以进一步提高加工精度。
精密加工的目标是使光学元件的加工精度达到亚纳米级,以满足高精度光学设备的需求。
现代光学加工等级的提高,不仅使光学元件的加工精度得到了显著提升,而且还使光学设备的性能得到了极大的改善。
精密加工技术的发展,使得光学设备在军事、航天、通信等领域的应用变得更加广泛。
通过现代光学加工技术,我们可以制造出更加精密、高效的光学设备,为人类的科学研究和生活带来更多的便利和进步。
总结起来,现代光学加工等级包括粗加工、中等加工和精密加工三个等级。
光学微纳加工技术在光学元器件制造中的应用
光学微纳加工技术在光学元器件制造中的应用光学微纳加工技术是近年来发展迅速的应用技术,该技术通过利用激光、电子束等光学器件,将光束聚焦并照射到材料表面,实现对材料的微纳尺度加工。
在光学元器件制造方面,光学微纳加工技术的应用相当广泛。
一、激光微纳加工技术在制造光学元器件中的应用激光微纳加工技术是光学微纳加工技术的一种,该技术通过聚焦激光束,并以高能量密度照射材料表面,实现对材料的微纳尺度加工。
在制造光学元器件方面,激光微纳加工技术可用于制造微透镜阵列、光传感器、光学波导、光纤连接器等各种光学元器件。
其中,微透镜阵列是一种基于光学微纳加工技术制造的光学元器件,它能够将入射的光线聚焦到不同的点上,从而实现对光线的分束和聚焦。
同时,激光微纳加工技术还可用于制造光学波导,它利用类似于微纳米加工的方法,将光束导向到需要的位置,从而实现一系列光学功能。
二、电子束微纳加工技术在制造光学元器件中的应用电子束微纳加工技术是另一种应用广泛的光学微纳加工技术,该技术通过使用电子束照射材料表面,实现对材料的微纳尺度加工。
在制造光学元器件方面,电子束微纳加工技术常用于制造光栅衍射元件、光学元件等。
光栅衍射元件是一种通过光束在光栅上的衍射达到分光和搭配的元器件,它在太阳能电视、相像授权、躲避和文献扫描等范畴有着举足轻重的作用。
而光学元件则包括透镜、棱镜、楔形体等各种形状和材质的元件,它们可以实现光波的衍射、聚焦和反射等光学功能。
三、纳米加工技术在制造光学元器件中的应用纳米加工技术是一种新兴的光学微纳加工技术,它通过控制纳米级尺寸的光学元件,在光学传感、微积分学和生命科学等领域中发挥着重大的作用。
在制造光学元器件方面,纳米加工技术可以制造光学网络、光学薄膜以及各种光学纳米元器件等。
光学网络是一种可以在核级引擎中存放比特且进行通信的纳米级光学元器件。
在微积分学中,纳米加工技术也可以通过制造光学芯片和纳米线阵列等仪器,实现对微尺度物质的检测和分析。
光学配件加工工艺
光学配件加工工艺
光学配件加工是指对光学元件或光学系统中的配件进行加工和制造的过程。
下面是一般光学配件加工的常见工艺步骤:
1. 零件设计:根据光学要求和需求,对光学配件进行设计,并确定材料、尺寸和形状等参数。
2. 材料准备:选择适合的材料,如光学玻璃、晶体、金属或塑料等,并进行必要的材料预处理,如切割、研磨或抛光等。
3. 加工工艺选择:根据设计要求和材料特性,选择合适的加工工艺,如机械加工、磨削、抛光、薄膜镀膜等。
4. 机械加工:采用数控机床或传统机械设备进行加工,包括铣削、车削、钻孔、切割等步骤,以获得所需的形状和尺寸。
5. 精密磨削:使用磨床或磨削机进行精密磨削,以提高光学配件的表面质量和精度。
6. 抛光和润饰:通过手工或自动化的抛光过程,对光学配件进行表面处理,以获得更高的光学品质和光滑度。
7. 清洗和检验:对加工后的光学配件进行清洗和检验,确保其符合设计要求和质量标准。
8. 镀膜和涂层:根据需要,在光学配件表面进行薄膜镀膜或其他涂层处理,以改善光学性能或增加耐磨性等特性。
9. 组装和调试:将光学配件组装到光学系统中,并进行必要的调试和测试,以确保其正常工作和性能稳定。
以上是一般光学配件加工的基本步骤,具体的加工工艺和步骤可
能会因不同的光学元件和需求而有所变化。
光学配件加工需要严格的质量控制和专业的技术人员进行操作,以保证最终产品的光学性能和质量。
光学元件加工工艺流程
光学元件加工工艺流程光学元件加工工艺流程是指将光学材料加工成符合特定要求的光学元件的过程。
光学元件广泛应用于光学系统中,包括光学仪器、光学通信、激光加工等领域。
下面将介绍一般的光学元件加工工艺流程。
一、原材料准备需要准备光学材料,如玻璃、晶体等。
这些材料要求具有良好的光学性能和机械性能,以保证最终加工出的光学元件具有高质量和稳定性。
在原材料准备过程中,需要检查材料的纯度、均匀性和无瑕疵情况。
二、材料切割在光学元件加工过程中,首先需要将原材料切割成合适的尺寸和形状。
切割过程中需要使用切割工具和切割液,以避免材料的损伤和变形。
切割后的材料需要进行清洗和检查,以确保表面的平整度和无污染。
三、粗磨和细磨切割后的光学元件表面粗糙,需要进行粗磨和细磨来改善表面质量。
粗磨是利用磨料对材料表面进行磨削,以去除表面的瑕疵和不均匀性。
细磨是在粗磨的基础上进一步提高表面的平整度和光洁度。
粗磨和细磨需要使用不同颗粒大小和不同硬度的磨料,并配合合适的磨剂和磨具。
四、抛光抛光是在细磨的基础上进一步改善光学元件表面质量的工艺。
抛光是利用特殊的抛光液和抛光机械设备对元件表面进行处理,以去除微小的瑕疵和提高表面的平整度和光洁度。
抛光过程需要控制抛光液的浓度、温度和时间,以避免对元件的损伤和变形。
五、镀膜在光学元件加工过程中,为了改善元件的光学性能和耐磨性,常常需要进行镀膜处理。
镀膜是将一层或多层薄膜沉积在元件表面的过程。
常见的镀膜方法有真空蒸镀、离子镀、溅射镀等。
镀膜可以提高元件的反射率、透过率和耐腐蚀性。
六、检测和质量控制在光学元件加工过程中,需要对加工后的元件进行严格的检测和质量控制,以确保元件的性能和质量符合要求。
常用的检测方法有光学显微镜、干涉仪、激光干涉仪等。
检测内容包括表面形貌、平整度、光学性能等。
七、组装和封装在光学元件加工完成后,需要根据具体的应用需求进行组装和封装。
组装是将多个光学元件按照一定的位置和方向组合在一起,以构成光学系统。
光学元件加工工艺流程
光学元件加工工艺流程光学元件是指用于控制和调节光的传输和传播的装置,广泛应用于光学仪器、激光器、通信设备等领域。
光学元件的加工工艺流程是指将光学元件的原材料经过一系列的加工工艺,最终制成符合要求的光学元件的过程。
下面将详细介绍光学元件加工工艺流程的主要步骤。
1. 材料选择光学元件的材料选择非常重要,通常根据光学元件的具体用途和要求来选择合适的材料。
常用的光学元件材料包括玻璃、晶体、塑料等。
不同的材料具有不同的光学性质和机械性能,因此需要根据具体要求进行选择。
2. 切割切割是将原材料切割成适当尺寸的工艺步骤。
切割通常使用钻孔、锯片、激光等工具进行。
在切割过程中,需要注意控制切割尺寸的精度和表面质量。
3. 粗磨粗磨是将切割好的材料进行粗加工的过程。
粗磨通常使用砂轮或研磨机进行,目的是将材料的表面进行初步修整,去除切割时产生的毛刺和不平整。
4. 细磨细磨是在粗磨的基础上进一步提高材料表面的光洁度和平整度的工艺步骤。
细磨通常使用细砂轮、研磨液等工具进行,通过不断的磨削和抛光,使材料的表面达到所需的光学要求。
5. 抛光抛光是在细磨的基础上进一步提高材料表面质量的工艺步骤。
抛光通常使用抛光机或抛光液进行,通过不断的摩擦和磨削,使材料的表面变得光滑、亮度提高。
6. 镀膜镀膜是为了改善光学元件的光学性能而进行的工艺步骤。
镀膜通常使用真空蒸发、溅射等技术进行,通过在光学元件表面镀上一层特定的薄膜,来实现对光的反射、透射等特性的调控。
7. 检测与测试在光学元件加工的每个环节中,都需要进行相应的检测和测试,以确保加工质量符合要求。
常用的检测手段包括平面度检测、表面粗糙度检测、光学性能测试等。
只有通过严格的检测和测试,才能保证光学元件的质量和性能。
8. 清洗与包装在光学元件加工完成后,需要进行清洗和包装,以确保光学元件的表面干净无尘,避免污染和损坏。
清洗通常使用特殊的清洗液和设备进行,包装则需要采用防震、防潮等适当的包装材料,以保护光学元件的完整性和安全性。
光学元件的完整加工过程
光学元件的完整加工过程设计:光学元件的设计是整个加工过程的第一步。
首先,需要确定元件的功能需求和性能指标,例如透过率、反射率、折射率等。
然后,根据这些需求和指标,使用适当的软件工具进行光学系统的设计,包括光学元件的形状、曲面参数和结构等。
制造:制造阶段是将设计好的光学元件转化成实际产品的过程。
首先,需要选择适当的材料。
常见的光学材料包括玻璃、晶体和塑料。
然后,通过材料的切割、研磨和抛光等工艺,获得具有特定形状和表面质量的光学元件原型。
接下来,使用特殊的涂膜技术,在元件的表面添加薄膜,以改变元件的光学性能。
加工:加工是将制造好的原型进一步加工成最终的产品的过程。
在加工过程中,需要使用精密的工具和设备,例如数控机床和光学磨床等。
根据元件的形状和要求,采用不同的加工方法,例如球面磨削、平面磨削、切割和抛光等。
在加工过程中,需要严格控制加工参数,确保光学元件的形状和表面质量满足设计要求。
测试:测试是为了验证光学元件的性能和质量。
通过使用光学测试仪器,例如干涉仪、散射仪和反射仪等,对元件进行测试和测量。
测试包括透过率、反射率、折射率、色散等性能参数的测试,以及表面形貌、平整度和表面粗糙度等质量参数的测试。
如果测试结果不符合设计要求,需要进行调整和修正,直到满足要求为止。
总结:光学元件的完整加工过程包括设计、制造、加工和测试。
设计阶段确定元件的功能需求和性能指标,并进行光学系统的设计。
制造阶段选择合适的材料,通过切割、研磨和抛光等工艺制造光学元件原型。
加工阶段使用精密的工具和设备进行球面磨削、平面磨削、切割和抛光等工艺。
测试阶段通过光学测试仪器对元件进行测试和测量,确保满足设计要求。
整个加工过程需要精密、细致和耐心,以保证光学元件的性能和质量。
光学精密加工技术应用展望
光学精密加工技术应用展望光学精密加工技术是一门应用于光学器件制造领域的核心技术,通过利用光的性质进行加工和处理,可以制造出高精度、高质量的光学元件。
随着科技的不断发展,光学精密加工技术的应用范围也越来越广泛,不仅在光学仪器制造、光通信、激光加工等领域起到了重要作用,还在医疗、环境监测、航天航空等诸多领域具备广阔的应用前景。
在光学仪器制造方面,光学精密加工技术可以实现对光学镜片、光学棱镜、光学透镜等光学元件的高精度加工和镀膜,提高光学仪器的性能和稳定性。
例如,利用光学精密加工技术制造的光学镜片可以具备更高的透光率和抗反射性能,从而提高光学望远镜的观测效果;而利用光学精密加工技术制造的光学透镜可以实现更高的色散效果,提高光学显微镜的清晰度和分辨率。
而在光通信领域,光学精密加工技术也扮演着重要角色。
随着光纤通信技术的不断发展,对光学器件的要求也越来越高。
利用光学精密加工技术可以制造出高质量的光纤连接器、光纤耦合器和光纤光栅等,提高光信号的传输效率和稳定性。
同时,光学精密加工技术还可以用于光通信设备的可靠性测试和维护,减少光纤损耗和信号衰减。
在激光加工领域,光学精密加工技术具备广泛的应用前景。
激光加工技术以其高精度、高效率的特点而被广泛应用于材料切割、焊接、打孔、表面处理等工艺中。
而光学精密加工技术则可以提供高质量的光学镜片、光纤和光路系统,确保激光光束的质量和稳定性。
此外,利用光学精密加工技术还可以实现对激光脉冲的形状和频率的调控,为激光材料加工提供更多的选择和灵活性。
光学精密加工技术在医疗领域也有着广泛的应用。
例如,通过利用光学精密加工技术可以制造出高精度的医疗器械,用于眼科手术中的角膜激光矫正和白内障手术等。
此外,利用光学精密加工技术还可以制造出高精度的光学显微镜和光学成像设备,用于医学影像的获取和分析,为医生提供更精确的诊断和治疗方案。
在环境监测和控制领域,光学精密加工技术也具备广阔的应用前景。
光学元件加工流程
光学元件加工流程1. 光学元件加工概述光学元件加工是指通过一系列工艺将光学材料切割、研磨、抛光、涂膜等处理,以实现对光的引导、调制、分析等功能。
本文将介绍光学元件加工的一般流程以及各个环节的具体操作。
2. 光学元件加工流程步骤光学元件加工流程通常包括以下几个主要步骤:2.1 材料选择与切割在光学元件加工的第一步,需要选择合适的光学材料。
常见的光学材料包括玻璃、晶体、聚合物等。
根据具体的使用需求,选择材料的透明度、耐热性、折射率等特性。
选择好材料后,将材料进行切割。
切割工艺通常采用钢刀或者钻石刀片。
切割时需要注意切割方向和角度,以及保证切割面的平整度和光滑度。
2.2 研磨与抛光切割后的材料需要进行研磨和抛光,以进一步提高光学元件的表面质量。
研磨过程中,先用较粗研磨粒子的磨料与材料表面进行研磨,使表面变得更加光滑。
然后逐渐减小磨料粒子的尺寸,直到达到所需的平滑度。
抛光是在研磨后对材料表面进行进一步加工,以去除可能存在的微小缺陷和划痕。
抛光过程通常使用抛光液和抛光布进行,需要掌握适当的抛光压力和速度,以避免过度磨损。
2.3 光学涂膜光学涂膜是为了增加光学元件的特定光学性能而进行的处理步骤。
涂膜工艺通常使用物理镀膜或化学镀膜的方法。
物理镀膜通过蒸发或溅射等技术将薄膜材料均匀地沉积在光学元件上。
化学镀膜则是利用化学反应将所需的物质沉积在表面上。
在涂膜过程中,需要控制沉积厚度和膜层的均匀性,以满足光学的要求。
2.4 质量检测与包装在光学元件加工的最后阶段,需要对成品进行质量检测。
质量检测的主要内容包括光学性能测试、表面质量检查和尺寸测量等。
通过这些检测手段,可以确保光学元件满足特定的质量要求。
最后,对符合质量要求的光学元件进行包装,以保护其表面光洁度和避免损坏。
3. 光学元件加工中的注意事项在光学元件加工过程中,需要注意以下几个方面:3.1 温度和湿度控制光学材料对温度和湿度的变化非常敏感,因此需要在加工过程中严格控制环境条件。
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第一章光学理论分析光学系统是由透镜组合而成,本章主要叙述光的基本原理,透镜的几何光学成像理论,以及像差的问题,当中并以光学厂实际生产的镜头为例子,辅以印证理论。
1-1 基本原理光是自然界的产物,以下就光的特性以及物理量加以说明。
1-1.1 可见光可见光是电磁波谱之一部份,人的眼睛可视为是电磁波接收器,工作于此波段并依此定义出可见光。
在光学中常用奈米(nanometer;1nm=1×10-9m)为波长单位,图1-1显示可见光中心区域波长约为550nm,颜色为黄绿色。
视力灵敏曲线在长波长及短波长处渐趋近于轴。
一般定视力灵敏度降至其最大值的1%处为极限,两极限的波长值分别约为430nm 和690nm。
在此限度外之辐射若强度够的话,眼睛仍能探测到;若强度弱时,在许多物理实验中可用照相底片或感光灵敏之电子探测器代替人眼。
因光同时具有波和粒子的特性,一般物理现象的解释则采用适性策略:对于光的行进以电磁波解释,对于光的吸收与辐射,则以粒子特性来处理。
一般基础光学依光的性质和实验结果分为三类:1.几何光学:将光视为粒子处理,但考虑的是整体特性表现,亦即对光的描述是用光线(ray)的集合-光束(light beam),以及物点、像点等概念。
2.量子光学:将光视为粒子处理,但探讨的是各别粒子本质。
3.波动光学:将光视为电磁波处理,本领域又称物理光学。
本论文研究的对象是精密光学组件,因此以几何光学为应用基础。
1-1.1 光源和光速物体本身能发光的,如太阳、火焰、电灯、雷射称为光源(luminous source)。
藉由光源照射物体而反射光线,方能使我们感觉物体的存在。
光线可看做是由许多光子(photon)所组成,至于光束则是由许多光线汇集而成的光束线。
光在真空中,具有最大的速度,用符号c 代表光在真空中的速度,是自然界的常数:c=299,792.5km/s≒30 万公里/秒。
1-1.2 光度与照度光源的发光强度称为光度(luminous intensity)。
以鲸油脂制成的蜡烛,每小时燃烧120 格冷(1grain≒0.0648 克),所发出的光度,定为一国际烛光。
光源每单位时间所辐射出来的能量,为此光源之辐射通量,只有某小部份(波长从400nm 到700nm)的辐射通量能使人眼感觉其存在,此部份的辐射通量称之为光通量(luminous flux),单位为流明(lumen)。
一标准烛光的光源,在一立体弧度角内所通过的光通量,称为一流明。
物体被照射时,在与光线垂直的表面上,单位面积所受到的光通量称为照度(illuminance),单位为流明/公尺2。
1-1.3 光的直线传播在均匀的介质中,光前进的方式是以直线的方式而行,早期的针孔像机(pinhole camera)利用针孔成像的原理装成,足以证明光是直线前进的,观察像面上所成的像,是上下颠倒并且左右相反,像高与针孔至像面距离成正比关系,没有像差问题,且有相当程度的景深效果,如此看来针孔像机近似完美的光学系统,但是针孔非常地小,亮度却是一大问题,且分辨率将受限于绕射极限。
1-1.4 折射率光学中折射率是一个非常重要的量,用符号n 表示。
介质折射率的大小定义成光在真空中的速度与光在介质速度中的比值n=cv,…… ……………………………………. (1-1.1)式中n 表示折射率,c 表真空中之光速,v 表光在介质中之速度。
光在水中的速度是光速的四分之三,所以水的折射率约为1.3,而一般光学玻璃的折射率约为 1.5,至于空气n~1。
折射率还有一个特性,介质中的折射率会随着光波波长而改变,这种关系也就是引起色散(dispersion)现象的原因。
1-1.5 光程光程(optical path 简称op)也是光学中一个非常重要的量,对一个均匀介质而言,它的定义是介质折射率n 与实际光线所行走路径s 的乘积op=ns。
………………………………………… (1-1.2)若光所经过的是由m 种不同折射率所构成的均匀介质层,那么光从 1 到m 层介质的光程计算就应该是各层介质的折射率与实际路径乘绩的总和为op=1mi=∑nisi。
……………………………………. 1-1.3)如果光是在非均匀性的介质中行走,介质折射率就是一个位置的函数,光程计算相当于由起点(a)到终点(b)经过了多个不同折射率的介质层op=ban∫(s)ds。
…………………………………… (1-1.4)1-1.6 色散由于折射率是波长的函数n(λ),所以当一束复色光经折射后,因各单色光的折射率各不相同,造成折射方向有所差异,这种现象称为色散。
色散能力ξ表示式如下ξ=1FDnncn?? ……………………………………….. (1-1.5)式中Fn表蓝光(λ=486.13nm)在介质n 的折射率,nc 表红光(λ=656.27nm)在介质n 的折射率,以及Dn表黄光(λ=589.29nm)在介质n 的折射率。
然而对于一般玻璃而言,? 值约在0.012~0.05 之间,数值较小使用上不方便,反而其倒数较常用来衡量介质的色散能力,一般称? 值倒数为Abbe 数(Abbe number)Vd Vd≡1v =1DFnnnc??…………………………………….. (1-1.6)Vd值约介于20~80 之间,此值越小表示色散愈大。
1-1.7 光学玻璃用于制造成透镜等光学组件的玻璃,特别讲究纯度和均匀度等性质,所以称为光学玻璃。
描述光学玻璃有两个重要的参数为折射率Nd与Abbe 数VD。
有了ND值及VD 值,那么光学玻璃的光学特性就几乎完全掌握了。
光学玻璃之材质务必兼顾到光学性质,物理性质,及化学性质。
现分别叙述如下:性能分为a.光学性质:折射率、色散率、着色度。
b.物理性质:比重。
c.机械性质:硬度(耗损率)、冲击、弯曲率。
d.热性质:转移点、软化点、线膨胀系数。
e.电气性质:使用波长。
f.化学性质:耐水性、耐酸碱性、耐风化性。
特性有a.耐水性、耐酸碱性良好,即化学性质稳定。
b.一般而言,折射率高者,耐酸性差,耐水性好,普遍来说材质含铅,所以比重较重。
相反地,折射率低者,耐酸性好而耐水性差,比重较轻。
c.研磨之难易度视光学玻璃被水侵蚀之快慢而定,耐水性差最易研磨,而耐水性良好即难研磨。
d.耐化学性差之光学玻璃,较易研磨,但研磨面较易产生云雾霉状,或腐蚀。
品质定义为a.依折射率与色散率而分,其种类共有两百多种。
b.光学上之均匀性。
c.光学公差,折射率△Nd:±0.00001~0.0001,色散率△Vd:±0.2~0.05%。
d.脉纹、气泡与偏心。
1-2 光的波动性质反射与折射是透镜成像的理论基础,用几何光学便可解释,但考虑绕射等性质时,需用波动概念,应用干涉原理,可以检查镜片的表面精度,所以本节将叙述光的波动性质。
1-2.1 反射与折射图1-2 显示空气中有一光束照于水面上,在水表面上产生反射现象,当其进入水中即发生折射,入射光与法线的夹角为入射角θi,反射光与法线的夹角为反射角θr,固定入射光的折射角度为?t,但改变波长,折射角度会随波长之增加而增加,短波长之光线偏折较大之角度,有较小折射角,图中θ1表示红光(R),θ2表示绿光(G),θ3表示蓝光(B)之折射角度。
反射与折射定律定义为入射、反射与折射光在法线两侧,且与法线都在同一平面上。
入射角与折射角遵守斯涅尔(Snell)定律nsinqi = n 'sinq t 。
…………………………………….. (1-2.1)而入射角等于反射角qi =qr ,入射光束在光滑的表面会产生反射,但如在粗糙的表面则会产生漫射(diffuse reflection)现象,大半由于漫射之故,我们才能看到周围不发光的物体。
1-2.2 干涉(Interference)肥皂泡沫、油膜和其它薄膜的色彩是由于光的干涉所产生。
图1-3 显示一均匀之薄膜,厚度为t,折射率为n。
今有一单色光照射在薄膜上,其入射角为i,则有一部份光被薄膜之上表面反射,进入观察点,另一部份光折射进入薄膜,被下表面反射,同样进入观察点,此两束光所经过之路程不同,进入薄膜之光线多走了2a (如图所示)距离,但光在薄膜中之传播速率较空气中慢,故薄膜内单位长度之波数较空气中多,所以薄膜中2a 之距离,相当于空气中2na之距离,此称为光程长度,而光程长度差的大小决定光的干涉情况。
假设入射角i=0,则a=t(薄膜厚度),对一厚度为t 之薄膜,其经上、下两表面反射后,在回至空气的两束光线,其光程长度差连同相改变λ/2 之和为Y =2nt +l。
………………………………………………. (1-2.2)若此值为波长之整数倍,则有建设性干涉,而呈现明亮区,若此值为半波长之奇整数倍,则有破坏性干涉,而呈黑暗区。
上面是薄膜所反射的光之干涉情况,另外还有透过薄膜之光的干涉情况,如下图图1-3 显示一均匀之薄膜,厚度为t,折射率为n。
今有一单色光照射在薄膜上,其入射角为i,则有一部份光被薄膜之上表面反射,进入观察点,另一部份光折射进入薄膜,被下表面反射,同样进入观察点,此两束光所经过之路程不同,进入薄膜之光线多走了2a(如图所示)距离,但光在薄膜中之传播速率较空气中慢,故薄膜内单位长度之波数较空气中多,所以薄膜中2a 之距离,相当于空气中2na之距离,此称为光程长度,而光程长度差的大小决定光的干涉情况。
假设入射角i=0,则a=t(薄膜厚度),对一厚度为t 之薄膜,其经上、下两表面反射后,在回至空气的两束光线,其光程长度差连同相改变λ/2 之和为Y=2nt +2l。
……………..…………………………….. (1-2.2)若此值为波长之整数倍,则有建设性干涉,而呈现明亮区,若此值为半波长之奇整数倍,则有破坏性干涉,而呈黑暗区。
上面是薄膜所反射的光之干涉情况,另外还有透过薄膜之光的干涉情况,如下图图1-4 光束 a 连续穿过薄膜之两表面,光束 b 穿过薄膜之前,经上、下两表面各反射一次。
光束a 不经反射,故其波形与入射光相同,光束 b 经两次由薄膜至空气之反射,故波形亦不颠倒,故透过厚度为t 之薄膜的两光束,仅有光程长度差,而无相改变,假设入射角i=0或甚小时,则光程长度差为Y=2nt。
…………………………………………………(1-2.3)同样的,若光程长度差为波长之整数倍,则两光束有建设性干涉,若此光程长度差为半波长之奇整数倍,则产生破坏性干涉。
自薄膜反射之两光束比经薄膜透射之两光束多一相改变,即Y 比Y’多λ/2,故自薄膜上面见到的干涉条纹与自薄膜下面见到的干涉条纹正好相反。
1-2.3 衍射(Diffraction)绕射是光在障碍物附近,如狭缝边缘的弯曲现象,镜头光学设计的performance 有一定的极限,即受限于绕射的现象,称为绕射极限。