《航空制造工程手册 光学元件工艺》求取 ⇩

概论1

目录1

第1章 光学制图2

1.1光学制图2

1.1.1一般规定2

1.1.2光学零件和光学胶合件图4

1.1.3光学零部件图样6

1.2光学图样和技术文件中常用术语和符号8

1.2.1几何光学8

1.2.2光学零件的技术要求常用术语10

1.2.3像质评定常用术语10

2.1.1构成11

2.1.2半径数值11

2.1光学零件球面半径数值系列11

第2章 光学零件的技术要求11

2.2光学零件的外径及透镜有关公差20

2.2.1光学零件的外径余量20

2.2.2圆形光学零件与镜框配合公差21

2.3光学零件的中心厚度及边缘最小厚度和厚度公差21

2.3.1透镜中心及边缘最小厚度21

2.3.2厚度公差22

2.4光学零件的倒角23

2.4.1圆形光学零件的倒角23

2.4.2非圆形光学零件的倒角23

2.5透镜中心误差24

2.5.1术语及定义24

2.5.2基准轴的选定及其标注示例24

2.5.3中心误差的标注25

2.5.5透镜中心误差允许值的给定26

2.5.4检验26

2.6.1玻璃平板27

2.6.2光楔27

2.7光学零件气泡度27

2.7.1定义27

2.7.2标注方法27

2.6角度公差27

2.7.3检验方法28

2.8表面粗糙度29

2.9光学零件表面疵病30

2.9.1术语、代号30

2.9.2换算30

2.9.3标注31

2.9.4麻点和擦痕的转换32

2.9.6试验方法33

2.9.5密集33

第3章 光学材料34

3.1无色光学玻璃34

3.1.1无色光学玻璃的物理、化学和机械性能34

3.1.2国产无色光学玻璃与国外牌号对照40

3.2有色光学玻璃41

3.2.1有色光学玻璃技术要求和可能达到的最高类级别41

3.2.2有色光学玻璃的折射率、密度、反射修正值、化学稳定性43

3.2.3国产有色光学玻璃与国外牌号对照46

3.3非硅酸盐红外光学玻璃47

3.3.1用G6O2、TeO2、TeO3、Sb2O3、Al2O3、Ga2O3、Bi2O3、La2O3及TiO2等代替SiO2而制得的玻璃47

3.3.2硫、硒、碲等非氯化物玻璃48

3.4.2光学石英玻璃的质量指标50

3.4光学石英玻璃50

3.4.1光学石英玻璃的牌号与名称50

3.4.3常用光学石英玻璃应达到的技术指标52

3.4.4石英玻璃的物理化学性能52

3.5普通平板玻璃52

3.5.1分类53

3.5.2质量指标53

3.5.3普通平板玻璃尺寸系列54

3.5.4标注示例54

3.6光学塑料54

3.7晶体58

3.7.1光学晶体质量指标分级分类58

3.7.2常用离子晶体的主要物理、化学性能59

3.7.3常用半导体晶体的物理、化学生能63

3.8热压多晶红外光学材料64

3.9红外透明陶瓷65

3.10微晶玻璃66

第4章 常用辅助材料67

4.1光学加工常用辅助材料67

4.1.1磨料67

4.1.2抛光粉76

4.1.3抛光模层材料77

4.1.4冷却液79

4.1.5粘结材料79

4.2其他辅助材料80

4.2.1清洗材料80

4.2.2擦拭材料82

4.2.3保护材料83

4.2.4包装材料85

第5章 毛坯制造92

5.1型料毛坯92

5.1.1热压成形92

5.1.2浇注、槽沉、压延和浮流法成形96

5.2块料毛坯98

5.2.1切料前的注意事项98

5.2.2切料尺寸与形状98

5.2.3切料方法98

第6章 粗磨及铣削加工100

6.1用散粒磨料加工100

6.1.1影响散粒磨料研磨加工的因素100

6.1.2划切100

6.1.3散粒磨料磨外圆101

6.1.1散粒磨科粗磨平面102

6.15散粒磨料粗磨球面104

6.1.6散粒磨料倒角106

6.1.7散粒磨料粗磨平面和球面的余量及公差106

6.1.8散粒磨料粗磨平面和球面的磨模107

6.1.9粗磨平面和球面常见的问题109

6.2用金刚石磨轮加工109

6.2.1影响铣磨加工的因素109

6.2.2金刚石磨轮磨外圆111

6.2.3磨轮加工平面112

6.2.4铣磨球面112

6.2.5铣磨时常见的问题114

6.3钻孔、铣槽、磨圆弧115

6.3.1钻孔115

6.3.2铣槽与磨圆弧117

6.3.3磨圆弧119

6.4粗磨加工检验119

64.1表面粗糙度检验119

6.4.2面形误差检验120

6.4.3角度检验和线值（尺寸）检验120

第7章 精磨121

7.1散粒磨料精磨法121

7.1.1精磨模的修整121

7.1.2精磨工艺121

7.1.3准球心精磨125

7.2金刚石磨具精磨125

7.2.1金刚石磨具126

7.3.1平面和球面金刚石磨具精磨工艺参数的选择128

7.3金刚石精磨工艺因素的选择128

7.2.2冷却液128

7.3.2精磨工艺因素的选择举例129

第8章 抛光130

8.1古典法抛光130

8.1.1古典法抛光原理及其特点130

8.1.2古典法抛光前的准备工作131

8.1.3抛光工艺134

8.1.4面形偏差的修改136

8.1.5表面疵病的产生原因139

8.1.6抛光工艺要求及注意事项141

8.2高速抛光141

8.2.1准球心法抛光141

8.2.2范成法抛光149

8.3.2离子抛光的工艺因素153

8.3离子抛光153

8.3.1离子抛光原理153

8.3.3离子抛光的工艺过程154

8.3.4离子抛光的优缺点154

8.4抛光检验154

8.4.1线性尺寸检验154

8.4.2表面疵病检验155

8.4.3平行差和角度误差检验157

第9章 透镜定心磨边161

9.1透镜定心原理及定心方法161

9.1.1表面反射像定中心161

9.1.2自准像定中心162

9.1.3光学一电视定心法165

9.1.4透射像定中心165

9.1.5机械法定中心166

91.6透镜偏心差面倾角“x”与其它表示方法的换算167

9.2透镜定心磨边工艺及定心精度169

9.2.1定心磨边工艺169

9.2.2定心精度171

9.3定心磨边中容易产生的缺陷及克服办法174

9.4检验175

第10章 典型光学零件加工176

10.1透镜类型的零件加工176

10.1.1透镜加工一般工艺过程176

10.1.2各种类型透镜的加工179

10.2楔形镜和平面镜类型的零件加工183

10.2.1小角度楔形镜加工183

10.2.2薄形平面镜加工185

10.2.345°尖角玻璃平板的加工186

10.3棱镜类型的零件加工188

10.2.4高精度平面的加工188

10.3.1直角棱镜的加工189

10.3.2高精度五角棱镜加工190

10.3.3直角屋脊棱镜加工192

10.3.4锥体棱镜加工193

第11章 非球面光学零件加工196

11.1非球面加工方法196

11.1.1表面去除法196

11.2轴对称非球面加工197

11.2.1手工研磨修带法磨制轴对称非球面197

11.1.3表面镀膜加工法197

11.1.2表面变形加工法197

11.2.2凸轮仿形法202

11.2.3非球面的其它加工方法205

11.3轴对称非球面透镜检测207

11.3.1轴对称非球面粗磨检验208

11.3.2轴对称非球面透镜的精磨检验208

11.3.3轴对称非球面透镜的抛光检测211

第12章 特殊材料光学零件加工217

12.1典型晶体材料光学零件加工217

12.1.1晶体的基本属性217

12.1.2晶体的质量指标218

12.1.3晶体光学零件的制造特点218

12.1.4晶体光学零件的加工方法226

12.1.5几种典型晶体零件加工举例233

12.2.1轴承钢反光镜的精磨与抛光244

12.2金属材料光学零件加工244

12.2.2铁镍合金反光镜的精磨和抛光245

第13章 塑料光学零件的加工247

13.1塑料光学零件的注射成形247

13.1.1注射机类型247

13.1.2喷嘴247

13.1.3注射周期248

13.1.4注塑模浇注系统248

13.1.5残余应力与分子取向249

13.1.6注塑工艺249

13.1.7注射成形光学塑料零件的精度250

13.1.8光学塑料制品常见缺陷及其造成原因250

13.2塑料光学零件的压制成形251

13.2.1压制成形工艺过程251

13.2.3模具设计应注意的问题252

13.2.2压制成形模具的加工252

13.3塑料光学零件的铸造成形253

13.3.1铸造成形工艺过程及注意事项253

13.3.2铸造成形塑料光学零件举例253

13.4其他成形方法253

13.4.1流延成形253

13.4.2车削成形254

第14章 光学零件的辅助加工255

14.1光学零件的上盘255

14.1.1平面零件的上盘255

14.1.2透镜上盘257

14.1.3棱镜上盘260

14.1.4上盘中常见问题及克服力、法263

14.2.2清洗264

14.2.1下盘264

14.2光学零件的下盘与清洗264

第15章 光学零件的胶合266

15.1概述266

15.1.1胶合用胶266

15.1.2胶合用胶的种类266

15.2胶合工艺及拆胶269

15.2.1胶合269

15.2.2光胶271

15.2.3定中心272

15.2.4拆胶273

15.3疵病及克服方法274

15.4胶合检测275

第16章 工装和工具277

16.1通用工装和工具277

16.1.1刀具277

16.1.2夹具与模具285

16.2专用工装296

16.2.1平模设计296

16.2.2平模结构设计298

16.2.3球模设计298

16.2.4球模结构设计303

16.2.5球模设计举例306

16.3量具308

16.3.1圆弧样板308

16.3.2玻璃直尺310

16.3.3活动角尺310

16.3.4角度样板311

16.3.5光学刻尺311

16.3.690°光胶角度样板312

16.3.7卡规312

16.4.1火漆团座313

16.4辅助工具313

16.4.290°金刚石铣刀314

第17章 光学薄膜的分类和基本特性315

17.1光学薄膜的种类及符号标注315

17.1.1光学薄膜的种类315

17.1.2光学薄膜在图上的填写315

17.1.3光学薄膜在图纸上的标注316

17.2选择光学薄膜的一般原则317

17.3光学薄膜的基本特性及其质量保证和应用317

17.3.1航空产品中减反射膜的基本特性及其质量保证和应用317

17.3.2航空产品中反射膜的基本特性及其质量保证和应用321

17.3.3航空产品中分光膜的基本特性及其质量保证和应用324

17.3.4航空产品中截止滤光膜的基本特性及其质量保证和应用327

17.3.5航空产品中带通滤光片的基本特性及其质量保证和应用328

17.3.6航空产品中中性滤光片的基本特性及其质量保证和应用330

17.3.7航空产品中常用的几种滤光膜及其应用特点331

17.3.8航空产品中保护膜和电热膜的基本特性及其应用332

第18章 光学薄膜的设计334

18.1光学薄膜特性的计算334

18.1.1单层介质薄膜反射率的计算334

18.1.2多层介质薄膜系统的计算335

18.1.3矢量法337

18.1.4周期性对称膜系的计算339

18.15光学薄膜设计中的计算机辅助技术339

18.2不同类型光学薄膜的设计340

18.2.1减反射膜340

18.2.2反射膜351

18.2.3分光膜360

18.2.4截止滤光片365

19.1光学镀膜设备386

19.1.1真空的基本知识386

第19章 镀膜技术386

19.1.2真空的获得387

19.1.3真空的测量391

19.1.4真空镀膜设备393

19.2真空镀膜材料394

19.2.1金属薄膜材料394

19.2.2介质和半导体薄膜材料396

19.2.3几种常用介质薄膜材料的性质397

19.2.4红外薄膜材料398

19.2.5紫外薄膜材料399

19.3影响薄膜质量和特性的因素405

19.3.1工艺因素的影响405

19.3.2膜层厚度均匀性的影响408

19.3.3蒸发源的影响411

19.4薄膜的厚度监控417

19.4.1目视法417

19.4.2极值法418

19.4.3任意厚度的监控方法和装置422

19.5.1真空室的精洁424

19.5.2基底清洗424

19.5镀膜前的准备424

20.1.2技术走廊——水、电、气的供给428

20.1.1光学镀膜厂房的要求428

20.1.3排风设施428

20.1光学镀膜对工艺设施的要求428

第20章 光学薄膜镀制工艺428

20.2.2基底清洗429

20.2.1准备工序429

20.2.3装件429

20.2.4烘烤429

20.2真空镀膜基本工艺429

20.1.4吹砂及化学清洗间429

20.2.7蒸发430

20.2.6离子轰击430

20.2.8验证片及其在镀膜工艺中的作用430

20.2.5预熔430

20.3.3硫化锌（红外）单层减反射膜431

20.3.2一氯化硅（红外）单层减反射膜431

20.3.4MgF2一SIO双层减反射膜（λ/4-λ/4）431

20.3.1氟化镁单层减反射膜431

20.3减反射膜镀制工艺431

20.4反射膜镀制工艺433

20.4.1镀铝反射膜433

20.3.5MgF2-Ta2O5-A12O3三层减反射膜（λ/4-λ/2-λ/4）433

20.4.2镀银反射膜434

20.4.3镀金反射膜435

20.4.4镀多层介质高反射膜435

20.4.5激光对多层介质薄膜的损伤436

20.5.1控制波长的计算公式438

20.5.2控制厚度的计算公式438

20.5分光膜镀制工艺438

20.5.3中性分光膜439

20.6滤光膜镀制工艺439

20.6.1干涉截止滤光片439

20.6.2带通滤光片441

第21章 薄膜的质量保证444

21.1目视检验444

21.2光谱特性检验444

21.2.1透射率测量444

21.2.2反射率测量445

21.2.3薄膜的光学损耗447

21.3用光度法测量薄膜折射率447

21.4.1剥落试验448

21.4.2摩擦试验448

21.4薄膜的牢固度试验448

21.4.3湿度试验449

21.4.4盐雾试验449

21.4.5温度冲击试验449

第22章 光学零件的刻划450

22.1概述450

22.2机械化学法451

22.2.1零件的清洗452

22.2.2涂刻度腊452

22.2.3在蜡层上浮刻455

22.2.4腐蚀刻线458

22.2.5除蜡清洗460

22.2.6填充着色460

22.2.8机械化学法中常产生的疵病461

22.2.7修正抛光461

22.3机械物理法（真空着色法）462

22.3.1零件的清洗463

22.3.2涂甲基紫底层463

22.3.3浮刻甲基紫底层463

23.3干法刻蚀的一般工艺技术条件463

23.4干法刻蚀工艺464

22.3.4去除保护油和切屑464

22.3.5真空镀膜着色464

22.3.6去除甲基紫底层464

22.3.7机械物理法中常产生的疵病464

22.4物理化学法（光刻刻划法）465

22.4.1底版的制作465

22.4.4光刻胶的选择与涂布466

22.4.3真空镀膜层466

22.4.2零件的清洗466

22.4.5前烘472

22.4.6曝光473

22.4.7显影475

22.4.8后烘476

22.4.9腐蚀476

22.4.10除膜478

22.4.11光刻刻划线条常见的疵病478

第23章 干法刻蚀的应用480

23.1干法刻蚀480

23.1.1干法刻蚀技术的优点480

23.1.2干法刻蚀与湿法刻蚀481

23.2干法刻蚀的分类482

23.3.3安全要求483

23.3.2技术走廊一水、电、气的供给483

23.3.1厂房的要求483

23.5等离子刻蚀486

23.5.1等离子刻蚀的各种特性486

23.5.2等离子刻蚀原理486

23.5.3等离子刻蚀系统487

23.6离子束刻蚀和反应离子束刻蚀491

23.6.1离子束刻蚀（IBE）491

23.6.2反应离子束刻蚀（RIBE）496

23.7调制盘的干刻法复制工艺498

23.7.1零件的清洗498

23.7.2在基片上镀膜499

23.7.3涂助粘剂、光刻胶与烘干499

23.7.4零件曝光501

23.7.5显影、水洗及吹干502

23.7.6坚膜（后烘）502

23.7.7离子束刻蚀503

23.7.8化学清洗504

23.7.9等离子去胶504

23.7.10镀减反射保护膜505

23.7.11检验505

第24章 光学分划零件的质量检验507

24.1常用的检测设备507

24.2检测环境507

24.2.1温度的影响507

24.3.1光学分划零件通用技术条件及检验508

24.2.4其它因素的影响508

24.3光学分划零件技术条件的检验508

24.2.2湿度的影响508

24.2.3振动的影响508

24.3.2光学分划零件的检测513

第25章 光学零件的三防531

25.1光学零件生霉结雾的原因及其防护531

25.1.1环境湿热对光学零件性能的影响531

25.1.2光学零件的生霉及其防护531

25.1.3光学零件的结雾及其防护532

25.2光学零件防霉防雾材料533

25.2.1光学零件防霉材料533

25.2.2光学零件防雾材料534

25.3.1气相防霉剂的应用536

25.3光学零件防霉防雾工艺536

25.3.2接触防霉剂和防雾剂的应用537

25.3.3光学零件镀SF102防雾膜工艺539

25.3.4光学零件镀49防雾膜工艺540

25.3.5光学零件镀SF209防霉防雾膜工艺541

25.3.6光学零件镀SF106-4防雾膜工艺542

25.3.7光学零件除霉雾方法542

25.4评价防霉、防雾膜层的检验方法543

25.4.1低温、高温和湿热的环境试验方法544

25.4.2盐雾的环境试验方法545

25.4.3霉菌的环境试验方法547

25.4.4憎水角的测量551

附录 常用光学零件冷加工设备及参数552

表1常用铣磨机型号及参数552

表2常用研磨抛光机型号及参数554

表3前联邦德国LOH公司生产的光学零件冷加工设备型号及参数556

参考文献558

18.2.5带通滤光片876