一种光学元件的增材制造方法及光学元件技术

本申请提供的光学元件的增材制造方法，通过计算轴向梯度折射率透镜的结构参数，根据所述结构参数建立UG三维模型，采用所述成型浆料对所述UG三维模型进行光固化成型，对光固化成型后的UG三维模型进行脱脂处理，将脱脂后的坯体进行烧结处理，将烧结后的坯体清洗后得到具有变折射率的透镜，本申请提供的光学元件的增材制造方法，通过DLP光固化3D打印实现变折射率透镜加工制作，在保证加工精度的前提下，提高加工速度，具有成型速度快、特征尺寸小、具备宏微跨尺度成型能力。宏微跨尺度成型能力。宏微跨尺度成型能力。

【技术实现步骤摘要】
一种光学元件的增材制造方法及光学元件


[0001]本专利技术属于光学
，具体涉及一种光学元件的增材制造方法及光学元件。

技术介绍

[0002]变折射率光学器件如梯度折射率透镜是一类主要靠介质折射率的非均匀分布实现各种光学功能的光学器件。具有体积小、重量轻、平端面、易加工、易调整对准、易耦合组装、耦合效率高等特点，广泛应用于医疗、工业诊断、光纤通信、微透镜网格、光学仪器、弹载、星载、情报搜取、侦破等方面。
[0003]一般光学系统的设计主要建立在均匀折射率透镜基础之上,想要提高系统的成像质量,需要改变透镜的材料、改变透镜的半径或者间隔来消除各种像差。如果系统想要成像清晰，往往需要很多片透镜或是透镜组的组合，这样才能保证光学系统的成像自由度。如果设计的系统很复杂，会使用多个透镜组合，而且在像差校正方面，也要综合这多个透镜考虑，这会使得光学仪器增加重量和体积，设计成本也很高。而梯度折射率透镜可以完美解决这些问题。利用器件中介质的特定梯度折射率分布可以对光束实现分束、聚焦、准直、耦合等操控功能，利用控制折射率分布的各阶系数，也可以很好地校本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学元件的增材制造方法，其特征在于，包括下述步骤：计算轴向梯度折射率透镜的结构参数，所述结构参数包括梯度折射率透镜半径及厚度参数；根据所述结构参数建立UG三维模型；制备成型浆料；采用所述成型浆料对所述UG三维模型进行光固化成型；对光固化成型后的UG三维模型进行脱脂处理；将脱脂后的坯体进行烧结处理；将烧结后的坯体清洗后得到具有变折射率的透镜。2.根据权利要求1所述的光学元件的增材制造方法，其特征在于，在计算轴向梯度折射率透镜的结构参数的步骤中，具体包括下述步骤：轴向梯度折射率材料的折射率分布可表示为：n＝n(Z)＝N
00
+N
01
Z+N
02
Z2+...式中N
00
，N
01
和N
02
分别为常数项、线性项和二次项系数，空气中轴向梯度折射率薄透镜的光焦度公式为：Φ＝(n0‑
1)c1‑
(n
T
‑
1)c2式中，n0是光轴上的折射率(等于N
00
)，n
T
为沿光轴方向最大折射率，c1和c2为折射率透镜各面的曲率；根据所述轴向梯度折射率材料的折射率分布及所述空气中轴向梯度折射率薄透镜的光焦度得到所述梯度折射率透镜半径及厚度参数。3.根据权利要求1所述的光学元件的增材制造方法，其特征在于，在制备成型浆料的步骤中，具体包括下述步骤：将甲基丙烯酸羟乙醋、聚乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二苯甲酸酯混合并超声搅拌后得到均匀树脂预混液；将蓝宝石加入到所述树脂预混液中，同时加入光吸收体和稳定剂进行高速混合得到第一浆料；将AlON加入到所述树脂预混液中，同时加入光吸收体和稳定剂进行高速混合得到第二浆料；将尖晶石加入到所述树脂预混液中，同时加入光吸收体和稳定剂进行高速混合得到第三浆料；将聚酰亚胺加入到所述树脂预混液中，同时加入光吸收体...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏鸿达，邓伟杰，胡海翔，陶小平，王若秋，徐萌萌，张志宇，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：