【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及带楔角米级大口径光学元件侧边加工，特别是一种带楔角米级大口径光学元件侧边抛光机及抛光方法。
技术介绍
1、激光钕玻璃作为高功率激光系统的增益介质，由于受激放大自发辐射会影响其储能效率的利用，因此为抑制受激放大自发辐射需要在垂直于通光方向的侧面粘接一层吸收受激放大自发辐射吸收介质，称为激光钕玻璃包边。因此需要对激光钕玻璃的侧边加工指标提出了极为苛刻的要求，包括面形分布满足如图6所示的规则的“扁担”形分布、零缺陷等，对激光钕玻璃的侧面加工来说是前所未有的挑战。
2、径向大于0.5m的光学元件在光学加工上一般称为大口径元件。由于传统光学加工采用的是抛光盘与光学元件对磨的方式进行加工的，抛光盘一般会比光学元件稍微大一些。随着光学元件的尺寸增加，抛光盘的尺寸也增加，对抛光盘的平整度要求也越大，加工难度越大。
3、针对米级带楔角米级大口径光学元件侧边的加工，已有的加工方法一是采取专利cn108177037b中提到的大尺寸多块钕玻璃元件侧面加工装置，多块钕玻璃元件一次性加工；已有的加工方法二是采取专利cn114905371a中提到的矩形光学元件侧面加工柔性装置，这种方式有一个缺陷就是装夹精度不够高，无法满足直接粗抛的要求，即装夹的矩形光学元件平面与陪抛片平面不在同一平面上，由于粗抛去除量在μm量级，需要花很长时间抛光至同一平面，加工效率极低。同时，这两种方式均是将米级大口径元件装夹牢固后随着夹具一起旋转，而要保证旋转过程中不产生错位需要很大的加持力，这就导致这两种方式存在一个致命的缺点就是下盘之后，由于应
技术实现思路
1、本专利技术提出一种带楔角米级大口径光学元件侧边抛光机及抛光方法，该机器通过双轴联动的方式，可以有效地提高带楔角米级大口径光学元件面形分布的均匀性；同时采用本专利技术加工方法，米级大口径光学元件是静止不动的，因而不需要很大的加持力，故而下盘后没有应力释放，大大提高了带楔角米级大口径光学元件加工精度。
2、本专利技术的技术解决方案如下：
3、一种米级大口径光学元件侧面抛光机，包括机架、抛光机构和驱动机构，其特征在于，还包括：
4、隔板，设置于所述机架内部，将该机架分隔为左右两侧，一侧用于放置待抛光光学元件，另一侧用于放置驱动机构；
5、上矩形管，固定在所述所述机架的中部，且位于所述隔板一侧，该上矩形管上设有下垫块，用于供待抛光光学元件的长侧边放置；
6、下矩形管，固定在所述机架的底部，且位于所述隔板一侧，用于供待抛光光学元件的短侧边放置；
7、所述抛光机构，设置在所述机架的上部，包括翻转头、过渡板磨盘、竖轴和导轨；所述翻转头的两端轴固定在两个外侧固定块上，该外侧固定块底部通过滚珠在所述导轨上滑动，从而带动所述翻转头的前后移动；所述过渡板通过所述竖轴与所述翻转头相连接，所述磨盘放置在所述机架的隔板一侧，该磨盘的顶部设有供轴头放置的圆孔，该轴头与所述过渡板相连，从而控制所述磨盘的前后移动；
8、所述驱动机构，置在所述机架的隔板另一侧，包括主轴电机和摆幅电机，所述主轴电机通过主轴减速机与主轴转盘相连，并通过连杆和球头连接的方式控制所述翻转头，从而实现所述主轴电机对所述磨盘左右运动的速度和幅度的控制；所述摆幅电机通过摆幅减速机与摆幅转盘相连，并采用连杆和球头连接的方式控制所述翻转头，从而实现所述摆幅电机对所述磨盘前后运动的速度和幅度的控制。
9、进一步，还包括：
10、背面垫块，具有楔角，且该楔角的大小根据待抛光光学元件的楔角而定，固定在所述隔板上，供待抛光光学元件的内侧倚靠；
11、挡板，底部固定在所述上矩形管上，供待抛光光学元件的外侧倚靠。
12、进一步，还包括上固定横档、中固定横档和下固定横档，所述上固定横档的两端通过上侧垫块水平固定在所述机架上部外侧，所述中固定横档通过中侧垫块水平固定在所述机架中部外侧，所述下固定横档通过下侧垫块水平固定在所述机架下部外侧，所述上固定横档、中固定横档和下固定横档上均分布有多个螺丝孔；
13、当加工待抛光光学元件的长侧边时，利用螺丝穿过所述上固定横档和中固定横档的螺丝孔后接触到所述挡板，将待抛光光学元件的前后固定；
14、当加工待抛光光学元件的短侧边时，利用螺丝穿过所述上固定横档和下固定横档的螺丝孔后接触到所述挡板，将待抛光光学元件的前后固定。
15、进一步，还包括侧挡板，所述侧挡板的两端通过垫块竖直固定在所述机架上部外侧，该侧挡板上分布有多个螺丝孔，利用螺丝穿过所述侧挡板的螺丝孔后接触到待抛光光学元件的左右，将待抛光光学元件的左右固定。
16、进一步，所述磨盘的运动轨迹满足以下公式：
17、
18、
19、式中，ax、ay为x和y方向的摆幅，ωx为x方向的主轴转盘的转速，ωy为y方向的摆幅转盘的转速，为x和y方向的初始相位，即磨盘开始加工位置，x方向表示磨盘左右方向移动，y方向表示所述磨盘前后方向移动。
20、另一方面，本专利技术还提供一种米级大口径光学元件的抛光方法，其特点在于，包括如下步骤：
21、s1准备阶段：搭建如上述米级大口径光学元件侧面抛光机；
22、s2加工阶段：
23、s2.1待抛光光学元件的长侧边加工，步骤如下：
24、①上盘：将待抛光光学元件的长侧边放置在上矩形管上的下垫块上，且所述待抛光光学元件的内侧紧挨着所述机架上的背面垫块固定；
25、将挡板紧挨待抛光光学元件放置在上矩形管，上固定横档和中固定横档通过螺丝和上侧垫块固定到机架上，螺丝穿过上固定横档和中固定横档直接略微接触到所述挡板上将米级大口径光学元件前后固定；
26、将侧挡板按上述螺丝和挡板的固定方法将米级大口径光学元件的左右两侧左右固定，则带楔角米级大口径光学元件上盘完成；
27、②磨砂：磨盘选用铸铁盘，通过双轴联动的方式进行磨砂，开启所述摆幅电机和所述主轴电机，调节所述摆幅电机与所述主轴电机的转速比，实现不同分布的去除；
28、采用千分表测量整盘光学元件的平面度，整盘的平面度达到10μm则进入下一步加工，否则继续磨砂；
29、③抛光：
30、磨盘选用沥青盘，通过双轴联动的方式进行抛光，开启所述摆幅电机和所述主轴电机，调节所述摆幅电机与所述主轴电机的转速比，实现不同分布的去除；
31、采用干涉仪检测面形，反射面形达到指标要求则进入下一步，否则继续抛光；
32、④下盘：逐步拆除所述侧挡板、中固定横档、上固定横档和挡板，将待抛光光学元件下盘；
33、⑤清洗，采用去离子水将待抛光光学元件清洗干净，完成一长侧边的加工；
34、⑥按步骤①-⑤完成待抛光光学元件的另一长侧边加工；
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【技术保护点】
1.一种米级大口径光学元件侧面抛光机，包括机架、抛光机构和驱动机构，其特征在于，还包括：
2.根据权利要求1所述的米级大口径光学元件侧面抛光机，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求1或2所述的米级大口径光学元件侧面抛光机，其特征在于，还包括上固定横档(4)、中固定横档(7)和下固定横档(28)，所述上固定横档(4)的两端通过上侧垫块水平固定在所述机架(6)上部外侧，所述中固定横档(7)通过中侧垫块水平固定在所述机架(6)中部外侧，所述下固定横档(28)通过下侧垫块水平固定在所述机架(6)下部外侧，所述上固定横档(4)、中固定横档(7)和下固定横档(28)上均分布有多个螺丝孔；
4.根据权利要求3所述的米级大口径光学元件侧面抛光机，其特征在于，还包括侧挡板(24)，所述侧挡板(24)的两端通过垫块竖直固定在所述机架(6)上部外侧，该侧挡板(24)上分布有多个螺丝孔，利用螺丝穿过所述侧挡板(24)的螺丝孔后接触到待抛光光学元件的左右，将待抛光光学元件的左右固定。
5.根据权利要求1或2所述的米级大口径光学元件侧面抛光机，其特征在于，所
6.一种米级大口径光学元件的抛光方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种米级大口径光学元件侧面抛光机，包括机架、抛光机构和驱动机构，其特征在于，还包括：
2.根据权利要求1所述的米级大口径光学元件侧面抛光机，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求1或2所述的米级大口径光学元件侧面抛光机，其特征在于，还包括上固定横档(4)、中固定横档(7)和下固定横档(28)，所述上固定横档(4)的两端通过上侧垫块水平固定在所述机架(6)上部外侧，所述中固定横档(7)通过中侧垫块水平固定在所述机架(6)中部外侧，所述下固定横档(28)通过下侧垫块水平固定在所述机架(6)下部外侧，所述上固定横档(4)、中固...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹俊，王哲，秦德华，侯瑞，邹黎，顿爱欢，吴令奇，徐学科，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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