单晶硅作为常用的红外光学材料,随着红外技术的不断发展,对光学元件的质量要求也越来越高。为了获得高面形精度、高表面质量的复杂曲面单晶硅光学元件,提出了激光原位辅助超精密车削、磁流变和小磨头抛光组合抛光修形的短流程加工工艺...单晶硅作为常用的红外光学材料,随着红外技术的不断发展,对光学元件的质量要求也越来越高。为了获得高面形精度、高表面质量的复杂曲面单晶硅光学元件,提出了激光原位辅助超精密车削、磁流变和小磨头抛光组合抛光修形的短流程加工工艺。采用激光原位辅助超精密车削加工后的单晶硅元件具有低亚表面损伤,与未加激光时相比,激光原位辅助超精密车削后的单晶硅亚表面损伤由920 n m降低至318 nm。并经过多轮磁流变和小磨头抛光组合工艺迭代加工后,单晶硅光学元件面形精度和表面质量得到有效提升,最终面形精度RMS值优于1/50λ,表面粗糙度Ra值优于0.5 nm。该方法抑制了加工过程中的亚表面损伤,减少了后续抛光过程中损伤去除时间,有效提高了单晶硅光学元件加工效率,且面形精度和表面质量可满足高精度光学元件应用要求。展开更多
为了在地面制造环境下实现大口径空间非球面反射镜的零重力面形加工,建立了基于重力卸载的高精度旋转检测工艺方法。首先对N次等间隔旋转法的基本原理进行了介绍,并结合一块Ф1290 mm ULE材料的非球面反射镜加工实例,分别给出了旋转法...为了在地面制造环境下实现大口径空间非球面反射镜的零重力面形加工,建立了基于重力卸载的高精度旋转检测工艺方法。首先对N次等间隔旋转法的基本原理进行了介绍,并结合一块Ф1290 mm ULE材料的非球面反射镜加工实例,分别给出了旋转法实施环节中的旋转角度和偏心误差控制方法,实际角度误差和偏心误差分别优于0.1°和0.1 mm。然后,在低精度阶段采用了3次旋转法对检测结果进行处理,主镜面形精度快速收敛至0.029λ-RMS;同时由于应用旋转法而导致镜面上的对称性误差累积放大,进行了针对性去除,面形精度进一步收敛至0.023λ-RMS。最后,采用了6次旋转法对检测结果进行处理并指导光学加工,反射镜6个方向下的实测面形精度为0.012λ-RMS,去除重力变形误差后面形精度达到了0.010λ-RMS,该面形可以认为是卫星入轨后零重力空间环境下的反射镜面形。文中所述加工工艺方法不仅适用于米级口径,还适用于更大口径空间非球面反射镜零重力面形的高精度加工。展开更多
文摘单晶硅作为常用的红外光学材料,随着红外技术的不断发展,对光学元件的质量要求也越来越高。为了获得高面形精度、高表面质量的复杂曲面单晶硅光学元件,提出了激光原位辅助超精密车削、磁流变和小磨头抛光组合抛光修形的短流程加工工艺。采用激光原位辅助超精密车削加工后的单晶硅元件具有低亚表面损伤,与未加激光时相比,激光原位辅助超精密车削后的单晶硅亚表面损伤由920 n m降低至318 nm。并经过多轮磁流变和小磨头抛光组合工艺迭代加工后,单晶硅光学元件面形精度和表面质量得到有效提升,最终面形精度RMS值优于1/50λ,表面粗糙度Ra值优于0.5 nm。该方法抑制了加工过程中的亚表面损伤,减少了后续抛光过程中损伤去除时间,有效提高了单晶硅光学元件加工效率,且面形精度和表面质量可满足高精度光学元件应用要求。
文摘为了在地面制造环境下实现大口径空间非球面反射镜的零重力面形加工,建立了基于重力卸载的高精度旋转检测工艺方法。首先对N次等间隔旋转法的基本原理进行了介绍,并结合一块Ф1290 mm ULE材料的非球面反射镜加工实例,分别给出了旋转法实施环节中的旋转角度和偏心误差控制方法,实际角度误差和偏心误差分别优于0.1°和0.1 mm。然后,在低精度阶段采用了3次旋转法对检测结果进行处理,主镜面形精度快速收敛至0.029λ-RMS;同时由于应用旋转法而导致镜面上的对称性误差累积放大,进行了针对性去除,面形精度进一步收敛至0.023λ-RMS。最后,采用了6次旋转法对检测结果进行处理并指导光学加工,反射镜6个方向下的实测面形精度为0.012λ-RMS,去除重力变形误差后面形精度达到了0.010λ-RMS,该面形可以认为是卫星入轨后零重力空间环境下的反射镜面形。文中所述加工工艺方法不仅适用于米级口径,还适用于更大口径空间非球面反射镜零重力面形的高精度加工。
