１８０°大跨距秒级光轴平行度角镜的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种１８０°大跨距秒级光轴平行度角镜的制作方法，该方法的实质内容是，通过常规光学零件加工工艺保证角镜托板的两个端面的面形要求以及这两个端面之间的平行性精度；采用常规光学零件加工工艺加工两个平面反射镜，并分别将两个反射镜反射面的部分区域以光胶方式粘结在角镜托板的两个端面上，从而构成角镜。本发明专利技术的角镜制作方法不但制作过程相对简单且缩短了角镜的制作周期，更突出的是，该方法易于保证角镜出射光轴和入射光轴之间的秒级平行度要求且角镜的光胶强度好、质量可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学冷加工
，主要涉及一种角镜的制作方法，尤其 涉及一种大跨距秒级光轴平行度角镜的制作方法。
技术介绍
众所周知，在综合光学仪器中，为了节省空间并进行合理的结构配置， 通常需对光学系统的光路进行折转，具体的折转角度要根据仪器的具体设计 而定。实现光路折转90。的光学元件一般采用等腰直角棱镜、45°放置的平 面反射镜，实现90°以上的光路折转， 一般是通过多个平面反射镜或多个棱 镜粘结在一个共用托板上构成的角镜实现的。传统的180°角镜制作方法是， 首先，将第一平面反射镜(或第一棱镜)的一侧毛面用光学环氧树脂胶粘结 在托板的第一大面上，并在为期8h的初固化过程中按照1次/30min监控并调节第一平面反射镜与托板的垂直度，即最终保证第一平面反射镜的反射面 与角镜托板的第一大面的垂直度在90。 ±10"范围内，接着是为期24h的后固化过程；第二，将第二平面反射镜按设计位置尺寸、精度及光路方向用光 学环氧树脂胶也粘结在托板的第一大面上，并在为期8h的初固化过程中按照 1次/30min监控并调节第二平面反射镜与第一平面反射镜的光轴平行性，最 终保证第二平面反射镜与第一平面反射镜的出、入射光轴平行差达到图纸的 精度要求后进行为期24h的后固化过程。目前，我国在研的机载光电稳瞄转塔配备了一台地面光轴检测仪，以便 可以方便的对其各光学传感器的光轴平行性进行定期检测、校准。由于光电 稳瞄转塔中各光电传感器光轴之间的跨距较大，而且平行性要求很高，因此 该光轴检测仪采用了 180°大跨距秒级光轴平行度角镜，同时该角镜的结构形式也与以往的角镜有所不同(参见图1)，其托板长度方向的两个端面A、 B相互平行且与长度方向的轴线成45°角，托板宽度方向的两个侧面为折线 形，两个端面A、 B的水平中心距离为220.86mm，同时要求第一、第二平面 反射镜l、 2反射面的下部分别粘结在托板3的两个端面A、 B上，角镜的出 射光轴和入射光轴的垂直距离为316.95mm,两光轴的平行度要求为10〃 。 如果仍采用传统的角镜制作方法来制作该角镜，会带来以下问题(1)由于 托板3两端面A、 B的水平中心距离较大，而且这两个端面的尺寸只有40mm X20mm，因此在托板的粗磨阶段无法检测和控制这两个端面A、 B的平行性 达到秒级精度，更无法保证这两个端面A、 B与托板3大面的垂直度；(2)为 了保证高精度的平行度要求，在胶合过程中，必须对托板3的两个端面进行 精磨，同时还要修改两个端面A、 B分别与托板3大面的水平和垂直方向的偏 差，而这个偏差量不易控制，给实际操作带来困难，而且也不利于第一、第 二平面反射镜l、 2表面疵病的控制；(3)第一、第二平面反射镜l、 2与托 板3之间采用光学环氧树脂胶胶合，不仅需要30多个小时的固化时间，而且 在调试光轴平行性时，不能对角镜进行局部加温，导致角镜制作周期长，此 外，对不满足平行度要求的角镜则需进行拆胶，而拆胶易发生各光学元件报 废的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的第一个技术问题是，针对现有技术存在的不足，提供--种制作1S0。大跨距秒级光轴平行度角镜的制作方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的角镜制作方法包括以下工艺步骤 第一步，用常规光学零件加工工艺加工第一、第二平面反射镜并使两者达到图纸标示的精度指标后备用；第二步，将两块长方形托板坯料对齐粘结后，再粘结模板，并按模板形状将所述粘结后的长方形坯料加工成型即成为两个托板组合件后取下模板；第三步，将托板组合件宽度方向的一个折线形侧面粘结在胶模上，并使 托板组合件长度方向第一端面的几何中心与胶模的转动轴线重合，采用常规 光学零件加工工艺对所述第一端面进行精磨、抛光，直到所述第一端面的面形精度达到指标要求后取下胶模；第四步，将托板组合件宽度方向的另一个折线形侧面粘结在所述胶模上， 并使托板组合件长度方向第二端面的几何中心与胶模的转动轴线重合，采用 常规光学零件加工工艺对所述第二端面进行精磨、检测、修磨，直到所述第二端面与所述第一端面的平行差达到30〃以内；第五步，采用常规光学零件加工工艺对所述第二端面进行抛光、检测、修抛，直到所述第二端面与所述第一端面的平行差达到5〃以内且所述第二端 面的面形精度达到指标要求后取下胶模；第六步，给托板组合件加热并将其拆成两个独立的托板并清洗干净，在 超净工作台上分别将备用第一、第二平面反射镜反射面的光胶部位直接贴合 到单个托板的第一、第二端面上，由此得到了一个完整的角镜。在所述托板组合件的精磨和抛光工艺中，用两个光电准直仪和两端面均 抛光的光学平板玻璃随时对所述托板第二端面与第一端面的平行度进行检 测，光学平板玻璃的口径大于所述托板第一、第二端面的水平中心距离，其 具体检测步骤为，使第一光电准直仪位于光学平板玻璃径向一端的上方且与 光学平板玻璃自准直，同时使第二光电准直仪位于光学平板玻璃径向另一端 的下方且与光学平板玻璃自准直，并分别将光学平板玻璃的自准直像调整到 第一、第二光电准直仪的基准位置；把两面抛光的光学玻璃片用水浮粘在带 有胶模托板组合件第二端面的几何中心，并用该托板组合件替换自准直光路 中的光学平板玻璃后，使所述托板组合件的第一端面与所述第一光电准直仪 实现自准直，且使第一端面的自准直像位于第一光电准直仪的基准位置处； 在第二光电自准直仪的视场里间接观测该托板组合件第二端面的自准直像， 并将该自准直像与第二光电准直仪基准位置的偏差量及偏差方向标记在所述第二端面的相应位置上。根据本专利技术，所述的光学平板玻璃的口径为O250mm，平行差为2〃 ；所 述第一、第二光电准直仪的精度均为1〃 ；所述光学玻璃片的口径为015mm， 平行差为5〃 。本专利技术的有益效果体现在以下几个方面。(一) 本专利技术的总体思路是，通过相应的工艺过程保证托板两个端面的 面形要求，同时使两个端面之间的平行度精度优于角镜出射光轴和入射光轴 的平行度指标要求，然后将两个满足指标要求的平面反射镜以光胶方式粘结 在托板的两个端面上，从而构成角镜。本专利技术为长跨距高精度角镜的制作开 辟了一条新途径，具有较强的实用性和推广性。(二) 本专利技术在制作角镜过程中，先将两个长方形托板坯料粘结后再上 模板成型，并在后续的磨抛工艺中，始终将两个托板作为一个整体进行加工， 由此，托板组合件的两个端面就要比单个托板的两个端面的面积增大一倍， 这有利于两个端面的精磨、抛光和检测，并可较容易地实现对第二端面的修 模、修抛等工序操作，最终使两个端面达到所要求的平行度指标。(三) 本专利技术在托板与平面反射镜的胶合工艺中，摒弃了传统的光学环 氧树脂胶，而是采用光胶法进行胶合，即依靠分子间的吸引力，使两个平面 反射镜的抛光部位分别紧密贴合在托板的两个抛光端面上。采用光胶法不仅 可以节省光学环氧树脂胶所需的大量固化时间，提高了生产效率，更重要的 是，易于保证角镜出射光轴和入射光轴的平行性精度；同时经高、低温试验 进一步验证后的结果表明，角镜的平行度指标以及光胶层的强度都满足要求， 因此说，本专利技术提供的制作方法可以很好地保证角镜的质量及精度。附图说明图1是地面光轴检测仪用大跨距角镜的结构示意图。 图2是图1中所示两个平面反射镜的示意图。图3是加工托板组合件的铝材模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种１８０°大跨距秒级光轴平行度角镜制作方法，其特征在于：该制作方法包括以下工艺步骤：　第一步，用常规光学零件加工工艺加工第一、第二平面反射镜［１、２］并使两者达到图纸标示的精度指标后备用；　第二步，将两块长方形托板坯料对齐粘结后，再粘结模板，并按模板形状将所述粘结后的长方形坯料加工成型即成为两个托板组合件后取下模板；　第三步，将托板组合件宽度方向的一个折线形侧面粘结在胶模上，并使托板组合件长度方向第一端面［Ａ］的几何中心与胶模的转动轴线重合，采用常规光学零件加工工艺对所述第一端面［Ａ］进行精磨、抛光，直到所述第一端面［Ａ］的面形精度达到指标要求后取下胶模；　第四步，将托板组合件宽度方向的另一个折线形侧面粘结在所述胶模上，并使托板组合件长度方向第二端面［Ｂ］的几何中心与胶模的转动轴线重合，采用常规光学零件加工工艺对所述第二端面［Ｂ］进行精磨、检测、修磨，直到所述第二端面［Ｂ］与所述第一端面［Ａ］的平行差达到３０″以内；　第五步，采用常规光学零件加工工艺对所述第二端面［Ｂ］进行抛光、检测、修抛，直到所述第二端面［Ｂ］与所述第一端面［Ａ］的平行差达到５″以内且所述第二端面［Ｂ］的面形精度达到指标要求后取下胶模；　第六步，给托板组合件加热并将其拆成两个独立的托板并清洗干净，在超净工作台上分别将备用第一、第二平面反射镜［１、２］反射面的光胶部位直接贴合到单个托板的第一、第二端面［Ａ、Ｂ］上，由此得到了一个完整的角镜。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏瑛，吴乃石，侯俊平，叶斌，张云龙，郭芮，刘选民，
申请(专利权)人：中国兵器工业第二〇五研究所，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]