一种三棱镜光学折射元件、包括该元件的折射组件及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种三棱镜光学折射元件、包括该元件的折射组件及其制备工艺，该组合部件的制备方法包括以下步骤：选取材质为聚甲基丙烯酸甲酯的三棱镜作为元件，进行表面抛光处理；因为PMMA材质的元件硬度偏低，容易产生磨损并影响表面透光性能，所以再对元件表面进行硬化处理，形成硬膜层，以提高元件的硬度和稳定性能；然后对元件表面进行镀膜处理，使元件表面的透光率符合要求；将两个元件沿斜边贴合，得到三棱镜光学折射组合部件。本发明专利技术的组合部件采用价格便宜且质量更轻的PMMA代替玻璃，在满足光学组件的光线折射及透过需求的基础上，降低了制作成本和质量，从而可以大面积推广到常规设备及仪器上。推广到常规设备及仪器上。推广到常规设备及仪器上。

【技术实现步骤摘要】
一种三棱镜光学折射元件、包括该元件的折射组件及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及三棱镜光学折射组件的
，具体涉及一种三棱镜光学折射组合部件及其制备工艺。

技术介绍

[0002]传统三棱镜制作材料主要是玻璃，亚克力等材料，其中应用最广泛的是仪器用的玻璃三棱镜为主，大部分制备工艺均是针对玻璃三棱镜所研发，玻璃三棱镜片材料稳定性高，强度及耐用性能好，透光比率高等特点，但存在重量大的弊端。如果制作大型的仪器会导致整体重量大，影响仪器便携性能，另外是玻璃成品制作过程复杂，周期长(48h以上)，成本高，影响设备大面积推广，尤其是日常生活类仪器或设备等。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种三棱镜光学折射元件的制备工艺，步骤简单，制作周期短，适合大规模生产；本专利技术的目的之二在于提供一种三棱镜光学折射元件，代替传统的玻璃元件制备组合部件，参数相近，且能降低成本和制作周期；本专利技术的目的之三在于提供一种三棱镜光学折射组合部件，具有与玻璃三棱镜光学组件部件相近的性能，而且成本低和制作周期短，满足大众化的设备仪器使用推广；本专利技术的目的之四在于提供一种三棱镜光学折射组合部件的制备工艺，步骤简单，适合大规模生产。
[0004]本专利技术的目的之一采用如下技术方案实现：
[0005]一种三棱镜光学折射元件的制备工艺，包括以下步骤：
[0006]11)选取材质为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的三棱镜，进行表面抛光处理；元件的制作可选用切割工艺，也可以选用模具注塑成型；
[0007]12)对抛光处理后的三棱镜表面进行硬化处理，形成硬膜层；镀膜表面透光率(380nm～780nm)平均达到50～98％，根据不同组件透光率需求设定。
[0008]13)对硬化处理后的三棱镜表面进行镀膜处理，得到三棱镜光学折射元件。其中，所述元件的折射率为1.49～1.50，透光率为93～94％。
[0009]具体地，所述硬化处理包括以下步骤：
[0010]21)使用氢氧化钠溶液对三棱镜表面进行表面预处理；
[0011]22)将步骤21)中表面预处理后的三棱镜用清水清洗干净，然后干燥；
[0012]23)使用硬化液在步骤22)中干燥后的三棱镜表面形成硬膜层；形成硬化层的步骤为：先将干燥后的三棱镜浸泡在硬化液中进行低温浸泡式加硬，然后取出，在热风下进行循环式预硬化，再进行固化后形成硬膜层。
[0013]进一步，步骤23)中，低温浸泡式加硬的温度为5～8℃；循环式预硬化的温度为75～85℃；固化的温度为100～120℃，时间为4～5h。
[0014]进一步，所述硬化液为树脂镜片加硬液，折射率为1.499～1.505；所述硬膜层的厚
度为3～6μm，表面硬度为6～8H，光线透过率为90～99％。
[0015]具体地，所述镀膜处理包括以下步骤：采用真空镀膜机对所述元件的表面镀上反射膜；反射膜的反射率为50～75％。
[0016]进一步，在所述元件的表面镀上至少六层的反射膜。
[0017]本专利技术的目的之二采用如下技术方案实现：
[0018]一种三棱镜光学折射元件，所述元件由上述的三棱镜光学折射元件的制备工艺制备而成。
[0019]本专利技术的目的之三采用如下技术方案实现：
[0020]一种三棱镜光学折射组合部件，由两个上述的三棱镜光学折射元件组合而成。优选地，所述元件为两个尺寸相同的等腰直角三棱镜。
[0021]本专利技术的目的之四采用如下技术方案实现：
[0022]上述三棱镜光学折射组合部件的制备工艺，将两个所述元件沿斜边贴合，得到三棱镜光学折射组合部件。其中，两个三棱镜的斜边作为贴合面，贴合面要求25～50％可见光光线阻隔。
[0023]进一步，采用丙烯酸聚氨酯UV胶水将两个所述元件沿斜边贴合后，用紫外线灯照射10～30s，然后在20～26℃下静置12～24h。
[0024]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0025](1)本专利技术的三棱镜光学折射元件的制备工艺，包括以下步骤：选取材质为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的三棱镜作为元件，进行表面抛光处理；因为PMMA材质的元件硬度偏低，容易产生磨损并影响表面透光性能，所以再对元件表面进行硬化处理，形成硬膜层，以提高元件的硬度和稳定性能；然后对元件表面进行镀膜处理，使元件表面的透光率符合要求，得到三棱镜光学折射元件。该元件采用价格便宜且质量更轻的PMMA代替玻璃，配合上述工艺所制备的元件能满足光学组件的光线折射及透过需求，还降低了成本。
[0026](2)本专利技术三棱镜光学折射组合部件是将上述两个元件沿斜边贴合所得。本专利技术的组合部件采用价格便宜且质量更轻的PMMA代替玻璃，配合上述工艺所制备的组合部件能满足光学组件的光线折射及透过需求的同时，还降低三棱镜光学折射组合部件的制作成本，而且制作周期不超过24h，与玻璃制品的制作周期相比，降低了1.5倍及以上，从而可以大面积推广到大众化常规设备及仪器上，以降低设备及仪器的重量，增加便携性能。
[0027](3)本专利技术的三棱镜光学折射组合部件满足光学组件的光线折射及透过需求，同时亚克力材料有低成本，低重量的优点，同时透光率完成满足并达到同类玻璃组件的相近需求，成本降低80～90％，重量减少50～60％，成品组件重量约为425～430克，有更佳的应用范围，特别是民用级别的光学产品及小型设备仪器等。
附图说明
[0028]图1为元件的结构示意图；
[0029]图2为组合部件贴合后的示意图。
具体实施方式
[0030]下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不
相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[0031]实施例1
[0032]一种三棱镜光学折射组合部件的制备工艺，包括以下步骤：
[0033]11)采用钢质模具，用高温热融方式注入亚克力原料成型，模具控制精度要求
±
0.05mm，生产过程中注意控制热收缩，避免尺寸超标，得到两个如图1所示的三棱镜作为元件，单个基础元件尺寸为70mm*70mm*70mm(直角边长*直角边长*厚度)的直角等腰三棱镜，折射率为1.495，透光率为93％。加工好的无件表面做好全面防护，避免二次损伤或产生划痕，再进行表面抛光处理；
[0034]12)对元件表面进行硬化处理，形成硬膜层；
[0035]13)将两个元件分别装入镀膜伞定位，采用真空镀膜机对所述元件的表面镀上6层反射膜；
[0036]14)采用丙烯酸聚氨酯UV胶水((调配的Dymax uv固化胶3221SP)将两个元件沿斜边L贴合后，用紫外线灯在10cm以内距离下照射10～30s，然后在20～26℃下静置12～24h，胶合完成后，在QC条件下肉眼检查不能有明显的气泡或杂质，为合格品，得到如图2所示的三棱镜光学折射组合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三棱镜光学折射元件的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：11)选取材质为聚甲基丙烯酸甲酯的三棱镜，进行表面抛光处理；12)对抛光处理后的三棱镜表面进行硬化处理，形成硬膜层；13)对硬化处理后的三棱镜表面进行镀膜处理，得到三棱镜光学折射元件。2.如权利要求1所述的三棱镜光学折射元件的制备工艺，其特征在于，所述硬化处理包括以下步骤：21)使用氢氧化钠溶液对三棱镜表面进行表面预处理；22)将步骤21)中表面预处理后的三棱镜用清水清洗干净，然后干燥；23)使用硬化液在步骤22)中干燥后的三棱镜表面形成硬膜层；形成硬化层的步骤为：先将干燥后的三棱镜浸泡在硬化液中进行低温浸泡式加硬，然后取出，在热风下进行循环式预硬化，再进行固化后形成硬膜层。3.如权利要求2所述的三棱镜光学折射元件的制备工艺，其特征在于，步骤23)中，低温浸泡式加硬的温度为5～8℃；循环式预硬化的温度为75～85℃；固化的温度为100～120℃，时间为4～5h。4.如权利要求2所述的三棱镜光学折射元件的制备工艺，其特征在于，所述硬化液为...

【专利技术属性】
技术研发人员：施信诺，
申请(专利权)人：广州市阿波罗光学镜片有限公司，
类型：发明
国别省市：