一种非球面光学元件制作方法技术

本发明专利技术公开了一种非球面光学元件制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：按照理论设计要求采用传统加工方式或精密车床制作球面光学元件；步骤2：采用喷涂的方式在球面光学元件表面均匀涂覆SiO2气溶胶，然后通过测试设备测试光学参数，多次涂覆SiO2气溶胶达到设计要求；步骤3：最后通过热固化工艺，使SiO2气溶胶转变成均匀透明SiO2材料并且与底部的球面光学元件融为一体。本发明专利技术采用SiO2气溶胶的特性，结合传统光学加工技术改良模压工艺大批量制作非球面光学元件，可以显著提高生产效率和灵活性，有效降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学元件领域，特别涉及一种非球面光学元件制作方法。
技术介绍
近年来，随着光电子学的发展，非球面光学零件在军用和民用产品上的应用也越来越普及，如在电视摄像管、卫星红外望远镜、录像机镜头、激光视盘装置、光纤通信的接头、医疗仪器等中都有广泛的应用。而经过车削、磨削及研磨等方式成型的非球面元件，其表面会留有车痕、磨痕、裂纹、残留应力等亚表面损伤，且加工过程中轴承噪声／振动、控制精度及加工工具磨损等因素均会造成工件面型误差；工件表面／亚表面损伤及面型误差会影响系统光学性能，降低系统可靠性，因此需要通过非球面抛光技术对工件进行表面修正。随着非球面应用范围的拓展以及应用精度要求的不断提高，非球面元件的尺寸精度趋近于纳米级，表面质量要求趋向于原子级，应用面型也日益复杂，从而对非球面光学元件提出了更高的要求。
技术实现思路
本专利技术目的在于利用SiO2气溶胶的固有特性，提供一种生产效率高、成本低的非球面光学元件制作方法。为达到上述目的，本实专利技术采用以下技术方案来实现：一种非球面光学元件制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：按照理论设计要求采用传统加工方式或精密车床制作球面光学元件；步骤2：采用喷涂的方式在球面光学元件表面均匀涂覆SiO2气溶胶，然后通过测试设备测试光学参数，多次涂覆SiO2气溶胶达到设计要求；步骤3：最后通过热固化工艺，使SiO2气溶胶转变成均匀透明SiO2材料并且与底部的球面光学元件融为一体。进一步，所述的测试设备为ZYGO测试设备。进一步，所述的球面光学元件，也可以是凹面、凸面、柱面等光学元件。优选的，所述的喷涂采用SiO2喷涂设备，所述的SiO2喷涂设备可以是单一喷头也可以是多种口径多个喷头同时工作。优选的，所述的热固化工艺可以是单一温度梯度也可以是根据需要变化产生不同效果的热固化工艺。作为本专利技术的另外一种实施方式，本专利技术还提供了一种非球面光学元件制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：制作非球面光学元件的非球面模具，然后填充SiO2气溶胶；步骤2：然后将球面光学元件放置上去，使SiO2气溶胶均匀分散在球面光学元件表面；步骤3：最后通过热固化工艺，使SiO2气溶胶转变成均匀透明SiO2材料并且与底部的球面光学元件融为一体。进一步，所述的球面光学元件，也可以是凹面、凸面、柱面等光学元件。优选的，所述非球面模具可以是金属材料也可以是单晶材料。优选的，所述非球面模具可以单一的，也可以是根据需要设计成不同组合方式阵列。优选的，所述的热固化工艺可以是单一温度梯度也可以是根据需要变化产生不同效果的热固化工艺。采用上述技术方案，本专利技术所述的非球面光学元件制作方法，具有的有益效果为：采用SiO2气溶胶的特性，结合传统光学加工技术改良模压工艺大批量制作非球面光学元件，可以显著提高生产效率和灵活性，有效降低了生产成本。附图说明图1为本专利技术实施例在球透镜表面通过SiO2气溶胶喷涂装置喷涂制作非球面透镜示意图；图2为本专利技术实施例SiO2气溶胶与球面热固化后示意图；图3为本专利技术实施例SiO2气溶胶填充在非球面模具底部示意图；图4为本专利技术实施例球面与非球面模具及SiO2气溶胶模压示意图；附图标记说明：101为SiO2气溶胶喷涂装置，102、202、403为球面，302、401为非球面模具，201、301为SiO2气溶胶。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术做进一步说明。本专利技术所述的非球面光学元件制作方法，包括如下步骤：步骤1：按照设计在已制作好的球面102表面采用SiO2气溶胶喷涂装置101喷涂不同厚度的SiO2气溶胶201形成非球面，如图1所示；步骤2：采用ZYGO测试设备测试形成的非球面参数，使其达到设计要求；步骤3：采用热固化工艺使其融为一体，形成如图2所示的非球面光学元件。进一步，所述球面光学元件也可以是凹面、凸面、柱面等光学元件。优选的，所述的SiO2喷涂设备可以是单一喷头也可以是多种口径多个喷头同时工作。优选的，所述的热固化工艺可以是单一温度梯度也可以是根据需要变化产生不同效果的固化工艺。此外，作为另外一种实施方式，根据实际需要，也可以先分别生产非球面模具302、401和球面403，然后在二者之间填充SiO2气溶胶通过热固化工艺形成非球面光学元件（如图3、4所示）。优选的，所述非球面模具可以是金属材料也可以是单晶材料。优选的，所述非球面模具可以单一的，也可以是根据需要设计成不同组合方式阵列。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本专利技术，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本专利技术的精神和范围内，在形式上和细节上对本专利技术做出各种变化，均为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非球面光学元件制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：按照理论设计要求采用传统加工方式或精密车床制作球面光学元件；步骤2：采用喷涂的方式在球面光学元件表面均匀涂覆SiO2气溶胶，然后通过测试设备测试光学参数，多次涂覆SiO2气溶胶达到设计要求；步骤3：最后通过热固化工艺，使SiO2气溶胶转变成均匀透明SiO2材料并且与底部的球面光学元件融为一体。

【技术特征摘要】
1.一种非球面光学元件制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：按照理论设计要求采用传统加工方式或精密车床制作球面光学元件；步骤2：采用喷涂的方式在球面光学元件表面均匀涂覆SiO2气溶胶，然后通过测试设备测试光学参数，多次涂覆SiO2气溶胶达到设计要求；步骤3：最后通过热固化工艺，使SiO2气溶胶转变成均匀透明SiO2材料并且与底部的球面光学元件融为一体。2.根据权利要求1所述的一种非球面光学元件制作方法，其特征在于，所述的测试设备为ZYGO测试设备。3.根据权利要求1所述的一种非球面光学元件制作方法，其特征在于，所述的球面光学元件采用凹面、凸面或柱面光学元件替代。4.根据权利要求1所述的一种非球面光学元件制作方法，其特征在于，所述的喷涂采用SiO2喷涂设备，所述的SiO2喷涂设备为单一喷头或多种口径多个喷头同时工作。5.根据权利要求1所述的一种非球面光学元件制作方法，其特征在于，所述的热固化工艺为单一温度梯...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴砺，林磊，董海军，凌吉武，
申请(专利权)人：福州高意光学有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35