光学玻璃透镜镜片的加工工艺过程质量考验-片头模版

红外材料

红外波段可选用的材料非常少，一样平常常用的有Si、Ge、ZnSe、ZnS和MgF2，个中热压ZnS和MgF2一样平常只作整流罩用。
一样平常可见光玻璃的努氏硬度在300~700之间，700已经是比较硬的玻璃，硬度越大，研磨和抛光透镜所须要的韶光就越长，而在红外常用的玻璃中，Ge的努氏硬度为780，而Si的努氏硬度更是达到了1150，相对付可见光而言，其努氏硬度大了很多，以是其加工和抛光的韶光比可见光的玻璃要长的多；且Ge和Si虽硬，但是却脆，在加工的过程中，很随意马虎崩边和破损，导致报废，以是加工的时候要非常确当心；此外红外玻璃密度较大，而每克的价格也很高，材料本钱很贵，加工风险很大；所有这些都导致红外镜片的加工成本相对可见光而言，要贵的多。

球面透镜的加工工艺和过程

一百多年来，球面透镜的加工工艺在本色上一贯没有改变。
传统的透镜加工方法是利用低本钱的机器，属于劳动密集型，须要相称闇练的技能工人。
随着打算机数字化掌握机床的发明，更快而劳动量更少的加工方法已经成为可行的选择，从原型样机到大批量生产中的透镜加工都可采取自动化的研磨和抛光技能。
只管这些新技能效率更高且生产更可靠，但须要大量的初期成本投入。
其余，在某些情形下，传统方法利用起来更加大略且本钱更低。
海内目前透镜加工基本上还是采取传统办法。

球面透镜的传统加工过程:

1.成形。
将平面-平面的玻璃圆盘或附近的铸形透镜毛坯安装在绕玻璃圆盘的机器中央旋转的卡盘内，内嵌金刚石的环形工具去除毛坯材料并研磨毛坯的上表面，该过程在透镜毛坯上形成球形并对表面进行粗磨。
粗磨后表面具有非常多的亚表面微缝隙，但是已形成透镜形状的毛坯。

2. 精磨与抛光

精磨利用散粒磨料微粒和水稠浊，对镜盘进行研磨；在精磨的过程中，应达到两个目标：（1）使球面最大限度地靠近设计半径；（2）肃清亚表面损伤。
此外必须考虑玻璃在亚表面损伤减到最小时掌握中央厚度，并留有一定的余量以便为抛光用。
精磨后可以用抛光盘将透镜抛光到特定的曲率半径、球面不规则度和外不雅观光洁度，在抛光的过程中，透镜的半径反复的用样板来掌握。
球面不规则度是球面波前的最大许可扰动量，它和半径可以用样板直接打仗丈量和干涉仪丈量，用样板丈量时，对测试职员的履历哀求很高，具有一定估算值，而用干涉仪检测，结果更加科学和客不雅观。
透镜的表面疵病哀求规定表面上最大许可的表面毛病，如划痕、麻点和缺口。

3.定中央（掌握偏幸或等厚差）

透镜两面抛光后，就在专用车床上精密研磨透镜的边缘（对透镜定中央），该过程要完成两项任务：（1）将透镜研磨到它的终极直径；（2）使透镜的光轴和机器轴彼此重合。
此外，还在透镜上研磨平面或分外的固定倒角。

此时，透镜的初步加工已经完成，需按图纸对透镜的各项公差进行考验，考验的公差紧张有：偏幸（或等厚差）、通光孔径、厚度公差、矢高公差、半径公差、光圈公差和表面不规则度。
半径公差除样板检测外还需用球径仪进行抽测，以确保样板检测的准确性，对付表面不规则度，应利用干涉仪对产品进行抽测，以便确认样板检测的准确性。

非球面的加工

目前锗透镜非球面的加工一样平常利用金刚石车床直接车削而成，加工前，需将非球面系数输入到金刚石车床里，将加工透镜放在专门夹具上，对刀然后加工。
而硅，由于硬度太高，一样平常不用金刚石车床车削，而用专门的机床采取传统工艺加工。
硅透镜非球面用金刚石车床和传统工艺加工的优缺陷：利用前者加工时，偏差较小，随意马虎得到较好的Rt值（一样平常可以掌握在0.4μm以内），但是由于硅很硬，用金刚石车床车削时，会在加工表面留下深深刀痕，会严重影响透镜表面的光洁度，进而会影响镜片的透过率，而金刚石车刀在如此坚硬的表面车削，很随意马虎报废，而金刚石车刀本身很贵，使得镜片的加工本钱很高。
而产用传统工艺，其车床的加工精度本身Rt值只有0.5μm，那么终极产品的Rt值很有可能在0.5μm以上，目前很多产品的加工在0.8μm旁边，会影响系统的成像质量。
但是加工用度相对来说，更加经济一点，而表面的光洁度，也更好。

4.镀膜

镜片加工完成后，在专门的仪器中洗濯并检讨表面光洁度，确认无误后，固定在夹具中，放到镀膜机中镀膜。
镀膜完成后，需对膜层进行考验，考验标准有：

1.按图纸哀求的波段进行镀膜，对陪镀片测试透过率。

2.在60-100W的磨砂白炽灯照射光学零件膜层表面，眼睛到膜件的不雅观察间隔不超过450mm，在玄色背景下借助反射光进行目视检测，膜层不许可涌现蚀点、污点、起泡、裂纹、褪色、脱膜等毛病。

3.用2cm旁边宽剥离强度不小于2.74N/cm胶带纸牢牢粘在膜层表面，垂直迅速拉起，连续30次，膜层应符合第2条哀求。

4.高低温试验：镀膜件在－60±2℃和70±2℃的温度中各保持2小时（温度的变革速率不超过2℃/min），再放置到室温（16 ℃～32℃）后，膜层应符合第2条的规定。

5.镀膜件（陪镀片）在温度为50±2℃、相对湿度为95±2%的条件下保持24小时，膜层应符合第2条哀求。

6.详细哀求参照GTB/2485-98 标准实行。

膜层考验合格后，透镜的全体考验过程也就完成了。

镜片的加工和考验对后面的光学装调影响很大，如镜片质量考验过程中，没有掌握好偏幸（或等厚差）、通光孔径、厚度公差、矢高公差、半径公差，会给装调带来很多不必要的事情，大大增加了装调的事情量。
单件装调时，很有可能导致像质很差，无法接管。
在批量生产时，可以利用透镜相互配对来改进效果，纵然这样，也会使装调事情量成倍上升，而像质也可能达不到空想状态。
而如果球面的表面不规则度和非球面加工涌现问题，则不管怎么装调，都无法达到好的图像质量，终极导致系统报废。
此外，膜层牢度性对我们的产品影响更大，如果光学零件在镀膜时没有洗濯干净或镀膜工艺有问题，而没有考验出来，被装在镜头中，由于膜层稳定性不好，利用一段韶光后脱膜，会造成图像模糊，NETD变大或其它问题，而且可能在整机的考验过中，创造不了，流到客户，特殊是国外的客户手里，此时如果脱膜，那么对我们造成的丢失可能是无法估量的。
因此在镜片加工完成到货后，必须对镜片进行严格的考验。
对付那些可以考验的尺寸，按哀求进行考验；对付那些没法考验的项目，一定要确认对方的考验报告是否有，必要时可以去加工单位监督考验或抽查一些产品去专门的单位考验，以确认加工单位的考验报告是否真实、可靠。
对付镀膜考验，根据和加工方签定的考验标准进行考验，必要时直接对镜片做高低温和高温高湿实验，确认镀膜的稳定度。
总之，要只管即便担保镜片在装调是合格、可靠的，避免返工带来丢失，乃至产生严重的后果。