La domanda di qualità dell'immagine continua a crescere sul mercato, le lenti asferiche ottiche ad alta precisione vengono sempre più utilizzate negli strumenti ottici, nella comunicazione laser spaziale, aerospaziale e in altri campi. Rispetto alle lenti sferiche tradizionali, le lenti asferiche sono progettate con vari raggi di curvatura, rendendo compatibili i punti focali dei raggi paraxiali e differenziali. Questo riduce le aberrazioni ottiche come aberrazione wavefront, coma e distorsione, correggendo efficacemente gli errori di immagine sferica. Le lenti asferiche eliminano la necessità di lenti aggiuntive per ottenere un'elevata qualità dell'immagine, facilitare lo sviluppo di sistemi ottici più compatti e leggeri.
Il rivestimento ottico controllato da Computer (CCOS) è una tecnica di elaborazione avanzata che combina l'esperienza di lucidatura tradizionale con una moderna tecnologia di controllo numerico. La tecnologia è sempre più raffinata, ha gradualmente sostituito i metodi di lucidatura tradizionali per diventare la tecnologia mainstream perLenti asfericheElaborazione in cina. Durante l'elaborazione effettiva, i dati di morologia superficiale del pezzo di destinazione possono essere pre-inseriti nel sistema di controllo. Basato sullo specifico ambiente di lucidatura, fattori chiave come il tempo di attesa, la velocità, il percorso di lucidatura e la pressione di lucidatura della testa dell'utensile, oltre a condizioni secondarie come il valore del pH e la concentrazione dei residui di lucidatura, l'angolo di orientamento dello strumento e la temperatura sono controllati. Attraverso il rilevamento e l'elaborazione ripetuti, il errore tra la precisione della superficie ottica e la precisione della superficie del bersaglio viene continuamente ridotto, alla fine raggiungere la precisione della superficie richiesta.
Rispetto alle tecniche di lucidatura classiche, CCOS è un metodo di elaborazione dimostristico che può simulare il processo di lucidatura dell'intera superficie ottica nel modo più accurato e con una precisione di lavorazione. In ogni caso, a causa delle piccole dimensioni della testa dell'utensile, CCOS affronta anche il problema della bassa efficienza di elaborazione durante la lucidatura di lenti asferiche di grande diametro. Il tampone di lucidatura, oltre che indossa nel tempo, la funzione di rimozione non può rimanere sempre stabile, che può anche incidere di precisione in una parte.
Per migliorare l'efficienza di elaborazione delle testine di piccoli utensili nella produzione di elementi ottici asferici, le testine degli strumenti più grandi vengono spesso utilizzate per ottenere tassi di rimozione dei materiali più elevati, con giri di lucidatura che servono comunemente come teste di utensili di grandi dimensioni. In ogni caso, a causa della scarsa conformità di giri di lucidatura più grandi con elementi ottici asferici, il successo di lavorazioni ad alta precisione diventa difficile. Per affrontare questo problema, gli esperti si sono concentrati sull'ottimizzazione della testa dello strumento (giro di lucidatura) e sulla tecnologia di lucidatura del giro antistress sviluppata.
La tecnologia di lucidatura a giro antistress richiede la deformazione attiva del giro di lucidatura per lucidare il pezzo. Nello specifico, durante il processo di levigatura e lucidatura dinamica, che include la traduzione radiale e la rotazione del giro antistress, un computer controlla lo stress in tempo reale. Questo controllo induces deformazione dinamica della superficie del giro per abbinare la forma di superficie cognitiva dell'asferico in lavorazione. Questo garantisce che durante l'elaborazione attiva del giro, il giro di lucidatura sia conforme alla superficie asferica, consente una rimozione del materiale più stabile e una maggiore precisione.
Rispetto alla tecnologia CCOS, la tecnologia di lucidatura del giro antistress offre una maggiore efficienza di elaborazione e può rimuovere in modo preferenziale i punti elevati della superficie, correggendo efficacemente gli errori locali di media-alta frequenza. Questo risultato in una superficie a specchio naturalmente liscia su un'ampia gamma di frequenze spaziali, che lo rende particolarmente adatto per la lavorazione di ottiche asferiche di grande diametro. È ora una delle tecnologie primarie per l'elaborazione efficiente e accurata di specchi primari di 2 metri, 4 metri e anche dimensioni di 8 metri. La necessità di regolare gli attuatori per cambiare i momenti di piegatura e le coppie per garantire che il giro antistress continui a contatto con la superficie del pezzo rende il processo di controllo più complesso.
La lucidatura dell'airbag utilizza ancora la teoria della correzione della forma di base di CCOS, ma utilizza un poliTestina per attrezzi shing composta da un airbag flessibile con una specifica pressione e uno strato di tampone per lucidatura in poliuretano aderente alla sua superficie. Durante la lucidatura, la pressione dell'aria interna dell'airbag può essere regolata in tempo reale in base alle dimensioni e alla forma dell'elemento ottico che viene lucidato. Questo garantisce che la testa dello strumento di lucidatura sia quasi completamente conforme alla superficie del pezzo, garantire che la funzione di rimozione nell'area di lucidatura locale dell'elemento ottico sia coerente. Questo migliora efficacemente la rugosità superficiale e controlla la precisione della superficie post-elaborazione.
L'intero processo di lucidatura dell'airbag è controllato da un sistema CNC. La lucidatura viene utilizzata in un modo di precessione (simile al movimento di un giroscopio) lungo un percorso impostato con velocità e pressione controllate. I parametri sono flessibili e controllabili, garantiscono la stabilità della rimozione del materiale durante il processo di lucidatura.
Attualmente, nella lavorazione di lenti per obiettivi di litografia, la tecnologia di lucidatura dell'airbag è ora la tecnica di pre-elaborazione mainstream prima della lucidatura del fascio ionico. In ogni caso, a causa delle piccole dimensioni del punto di lucidatura e del basso tasso di rimozione del materiale della lucidatura dell'airbag, il tempo di elaborazione richiesto per superfici asferiche di grande diametro (scala del misuratore e superiore) è molto lungo. È anche incline alla generazione di errori di media-alta frequenza.
La lucidatura magnetoreologica (MRP) è una tecnologia di elaborazione avanzata che integra le teoria dall'elettromagnetismo, dalla chimica analitica e dalla dinamica fluida. La sua "testa dello strumento di lucidatura" è un fluido magnetoreologico che riceve cambiamenti reologici in un campo magnetico sfumato, formando uno "stampo per lucidatura flessibile" con proprietà viscoplastic. Sia la forma che la durezza di questo stampo possono essere controllate in tempo reale dal campo magnetico.
Durante la lucidatura, la "testa dell'utensile" formata dal fluido magnetoreologico genera forze di taglio nell'area di contatto. La regolazione dell'angolo di rotazione e la velocità del pezzo, la rimozione del materiale uniforme può essere realizzata su tutta la superficie, con una finitura liscia. Questa tecnologia consente un controllo preciso sul processo di lucidatura, lo rende adatto per ottenere superfici di alta qualità su componenti ottici complessi.
Rispetto ai metodi di lavorazione tradizionali, la lucidatura magnetoreologica (MRP) offre diversi vantaggi. La regolazione della forza del campo magnetico, la forma e la durezza del fluido magnetoreologico solidificato possono essere modificate, consente la rimozione di materiali precisi e quantitativi da elementi ottici con elevata efficienza di lucidatura. La superficie dell'elemento ottico in elaborazione non si deforma con i cambiamenti nello stress, previene la formazione di strati di danni da superficie secondaria e garantisce un'elevata qualità della superficie.
Dal momento che la testa di lucidatura formata dal fluido magnetoreologico non ha esperienza di usura, la funzione di rimozione rimane sempre continua. L'mrp è adatto solo per superfici convesse con qualsiasi raggio di curvatura. Per superfici concave, il raggio di curvatura deve essere maggiore del raggio della ruota di lucidatura.
Attualmente l'azienda americana QED ha sviluppato apparecchiature MRP in grado di elaborare diametri che vanno da 2 metri a 4 metri. Questa attrezzatura è già in uso per l'elaborazione ad alta precisione di specchi asferici astronomici di grande diametro.
La lucidatura del fascio ionico (IBP) ottiene una lucidatura senza stress e senza contatto a livello atomico. Il principio richiede l'utilizzo di una sorgente ionica per produrre un fascio di ioni con energia specifica e distribuzione spaziale per bomber la superficie delle lenti ottiche in un ambiente sottovuoto. Quando gli atomee sulla superficie ottica ricevono energia sufficiente, superano le forze di rilegatura superficiale e sono soggette a sputtering fisico, giungendo così a una lucidatura a livello atomico.
Questa tecnica consente la rimozione di materiali estremamente precisi, lo rende ideale per applicazioni che richiedono superfici ultra-lisce e altamente accurate. La natura senza contatto della lucidatura del fascio di ioni elimina il rischio di introduzione meccanicaStress o deformazioni, garantire l integrità della superficie ottica.
Grazie alla sua elevata precisione di lucidatura, la mancanza di danni al sottosuolo e un'elevata stabilità, la lucidatura del fascio ionico (IBP) è molto apprezzata nel campo di elaborazione ottica. Non danneggia gli effetti dei bordi o i problemi di danni di superficie e superficie secondaria. Accanto alla lucidatura magnetoreologica (MRP), IBP è preso in mano una delle tecnologie più innovative nella lavorazione ottica negli ultimi 30 anni.
In ogni caso, come tecnica di lucidatura a livello atomico, IBP ha un tasso di rimozione del materiale piuttosto basso. È particolarmente adatto per raggiungere i requisiti finali di superficie ad alta precisione di specchi asferici di grande diametro. Attualmente, l'utilizzo della lucidatura del fascio di ioni per la produzione di superfici asferiche per le lenti per obiettivi di litografia può ottenere una precisione della superficie con un valore RMS (radice media quadrata) fino a 1 nm. Questo livello di precisione è critico per applicazioni ottiche avanzate, garantire la massima qualità e prestazioni dei componenti ottici.
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