制作层压光楔制造技术

公开了涉及层压光楔的制作的实施例。一个实施例提供了一种方法（200），其包括将楔坯件插入（202）真空成型工具，应用（204）真空到真空成型工具，以及从楔坯件的顶表面移除一层以露出（206）楔坯件的机加工表面。该方法还包括：经由粘合剂将成品工件层压（208）到机加工表面，其中成品工件包括比机加工表面平整的表面；以及固化（214）粘合剂以形成成品光楔。该方法还包括从真空成型工具移除（218）成品光楔。

【技术实现步骤摘要】
制作层压光楔
技术介绍
光楔是一种配置成经由全内反射在位于光导端部处的第一光界面和位于光导主表面处的第二光界面之间传输光的楔形光导。在合适输入角度范围内输入第一光界面的光传播通过光楔，直至达到内反射的临界角，由此允许光通过第二界面传输离开光楔。取决于具体光楔的设计，第一光界面可以在光楔的薄端部处或者在厚端部处。在任一情形下，光在光楔内的内反射允许光扇出到比较小空间体积内的期望光束大小，并且因此可以容许构造与没有光楔的类似系统相比较为紧凑的光学系统。表面粗糙度会负面地影响光楔的性能，因为这种粗糙度会导致光泄漏并且会影响图像质量。2nm RA (粗糙度平均值，定义为与平均表面水平的绝对偏差的算术平均值)或更小的表面粗糙度在一些应用中会是期望的以避免这种问题。另外，光楔的不良尺寸精确度会引起图像的剪切、分裂或鬼影。
技术实现思路
此处公开了涉及层压光楔的制作的各种实施例。例如，一个公开实施例提供了一种方法，其包括将楔坯件插入真空成型工具，应用真空到真空成型工具，以及从楔坯件的顶表面移除一层从而露出楔坯件的机加工表面。该方法还包括经由粘合剂将成品工件 (finish piece)层压到机加工表面，其中成品工件包括比机加工表面更平整的表面；以及固化粘合剂以形成成品光楔。该方法还包括从真空成型工具移除成品光楔。此
技术实现思路
被提供从而以简化形式介绍概念选择，所述概念在具体实施方式中予以进一步描述。此
技术实现思路
不是旨在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不是旨在限制所要求保护的主题的范围。再者，所要求保护的主题不限于解决此公开内容任何部分中指出的任何或全部缺点的实施方式。附图说明图1为真空成型工具和置于真空成型工具上方的楔坯件的实施例的示意性截面视图。图2为描述制作光楔的方法的实施例的流程图。图3为图1的实施例的示意性截面视图，示出了被插入真空成型工具的楔坯件。图4为图1的实施例的示意性截面视图，示出了被露出的楔坯件的机加工表面。图5为图1的实施例的示意性截面视图，示出了层压在楔坯件的机加工表面顶部上的成品层。图6为图1的实施例的示意性截面视图，示出了层压工艺中固化粘合剂的实施例。图7为依据本公开内容的实施例的成品光楔的示意性截面视图。具体实施例方式如上所述，表面粗糙度和尺寸精确度可以是制作光楔中的目标。在一些应用中，会期望楔最大厚度的大约1%的厚度公差以避免光从楔的错误表面损失。另外，具有接近投影光束直径的大小的周期的表面波纹会导致图像焦点的退化，在从波纹表面多次反射过程中该退化会被放大。作为非限制实例，在一些实施例中会期望实现1微米/20mm的表面波纹的目标水平。另外，在一些实施例中会期望实现2nm RA的表面粗糙度以避免散射光和图像对比度损失。然而，制造具有这种属性的光楔会带来各种挑战。例如，PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)挤压的光楔会具有源于挤压孔的IOnm RA量级的表面粗糙度，该表面粗糙度远远高于某些应用会期望的<2nm RA。在两个浮法玻璃板之间铸造的光楔可具有可接受的平整度。然而，在固化其间PMMA会收缩大约12-24%。由于光楔的不均勻厚度，这种收缩会导致不良厚度廓形公差，引起功能损失。因此，此处提供了涉及以可以帮助避免这种问题的方式制造光楔的各种实施例。 将理解，此处给出的示意性视图出于说明目的而大幅夸大。图1为用于从楔坯件150成型光楔的真空成型工具102的实施例的示意性视图， 其中楔坯件150为用于成型光楔的开始材料。楔坯件150可以由任何合适光学材料制成， 该光学材料包括但不限于诸如丙烯酸PMMA、聚碳酸酯、聚苯乙烯等的光学级材料。例如，在一些实施例中，楔坯件150可以是通过固化倾注在由垫片分隔的两个浮法玻璃形式之间的单体而形成的铸造丙烯酸板。所得到的铸造板可以呈现与浮法玻璃形式的平均表面粗糙度值大约相似的平均表面粗糙度值，在一些实施例中该平均表面粗糙度值可以是2nm RA或更小。因而，与将机加工的表面相对的楔坯件150的表面可具有大约2nm RA或更小并且在一些实施例中Inm RA或更小的平均表面粗糙度。将理解，描述这种形成楔坯件的方法是出于实例的目的，并且楔坯件可以按照任何其它合适方式形成。楔坯件150可具有任何合适尺寸。例如，在一些实施例中，楔坯件150可具有大约 lmm-20mm的预处理厚度。由于某些丙烯酸聚合工艺导致在聚合反应进行时丙烯酸材料收缩大约12%- %，将理解，在一些实施例中可以使用更厚的单体初始进料以实现楔坯件150的这种最后厚度。真空成型工具102包含一个或多个真空端口 106，其流体连接到真空泵(未示出) 并且配置成将空气和/或其它气体从真空成型工具102引导朝向真空泵。在一些实施例中， 真空成型工具102可以安装在诸如光学安装平台的稳定表面上，从而提供用于更详细描述的成型和铸造操作的水平表面。真空成型工具102还包含真空形成表面104，其配置成提供一种形式以将光楔的表面成形为期望廓形。例如，在图1中，真空形成表面104呈现一光学表面廓形，该光学表面廓形沿着从真空成型工具102的端部A到相对端部B行进的方向L改变厚度。端部A和 B分别对应于所得到的光楔的厚边缘和薄边缘。因而，在图1的真空成型工具102中制作的光楔将呈现一光学表面廓形，该光学表面廓形匹配真空形成表面104的光学表面廓形。将理解，真空形成表面104的光学表面廓形可以具有沿着真空形成表面104的其长度和宽度的任何合适廓形，从而实现用于具体终端用户应用的光学和/或结构特性。在一些实施例中，真空形成表面104可包括一个或多个局部形貌特性108，其配置成将相应形貌特征传递到成品光楔。例如，在图1所示场景中，局部形貌特性108被示为厚度最大值，其配置成将非球面光学特征传递到成品光楔。将理解，真空形成表面104可以通过任何合适工艺，诸如通过使用球头铣刀(milling cutter)进行切割而形成。还将理解， 成型表面可包括任何其它合适形状，其包括但不限于平坦的。图2示出一流程图，该流程图示出用于制作光楔的方法200的实施例。将理解，方法200中的一个或多个工艺可以由用于制作光楔的任何合适真空成型工具执行，并且不限于此处描述的实施例。方法200包括，在202，将楔坯件插入真空成型工具。为了说明这一点，图3示出被插入真空成型工具102的楔坯件150的实施例的截面视图。方法200接着包括，在204，应用真空到成型工具。在图3中示出的实例中，真空经由真空端口 106已经应用到真空成型工具102。真空的应用造成楔坯件150被压抵真空形成表面104，使得真空形成表面104的光学表面廓形被传递到楔坯件150的成型表面152。因而，在铸造丙烯酸坯件被插入楔成型工具102的场景中，铸造丙烯酸成型表面在机加工相对表面期间可以保留铸造丙烯酸坯件原生的表面粗糙度。接着，方法200包括，在206，在真空成型工具仍处于真空时，除移楔坯件的顶表面的一部分。例如，图4示出被插入真空成型工具102的楔坯件150的截面视图。楔坯件150 的顶表面404由铣机402机加工以产生机加工表面406。将理解，任何合适机加工工艺可以被采用以形成机加工表面406。例如，尽管图4描述了单个位(single bit)，但是可以使用配备有宽的多头铣刀的C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：KA詹金斯，T拉奇，RM迪德，
申请(专利权)人：KA詹金斯，T拉奇，RM迪德，
类型：发明
国别省市：