激光器中常(cháng)采(cǎi)用(yòng)長焦距透鏡。它們通常有兩種:一種是平(píng)凹(āo)透鏡(jìng),它在激光(guāng)器中作反射鏡;另一種是平凸鏡,它在激光器中常作輸出鏡(有時也作(zuò)反射鏡)。其偏(piān)心(xīn)會影響激光光束的質量:光斑不圓,不均勻,甚至找不到光(guāng)斑。而因為透鏡(jìng)的(de)焦距長(zhǎng)(通常為1m,3m,5m甚(shèn)至(zhì)10m等),透鏡的線偏心量會超過定心磨邊機的工作範圍和視場,這樣長焦距透鏡的偏心就不能象常規透鏡那樣通過定心(xīn)磨(mó)邊的方法得到校(xiào)正,因此,長(zhǎng)焦距透鏡的加工成為光加工中的難點。
長焦距透鏡的製造技(jì)術
現以平凹長(zhǎng)焦距透鏡為例,說明長(zhǎng)焦距(jù)透(tòu)鏡的製造過程。平凸長焦距透鏡的加工過程基本上與平凹長焦距透鏡的製造過程(chéng)類似,其不同之處就在於加工第(dì)二麵的時候采用(yòng)了盲孔上盤的方(fāng)法來避(bì)免火漆引起的(de)中心偏。具(jù)體操(cāo)作如下:
(1)粗磨球麵(miàn)
將大塊料切成長方條料,再將長(zhǎng)方條料放在滾圓機上滾(gǔn)成圓(yuán)柱,再將圓柱坯切成(chéng)平片。
(2)精(jīng)磨球麵
用(yòng)W28的金剛砂開出凹球麵,將開好的凹球麵用火漆上盤精磨,精磨時依次磨過(guò)W20,W14,W10的金剛砂。
(3)拋光球麵
將精磨好的(de)透鏡放在(zài)四軸機上,用CeO2作拋光劑,成盤拋光凹球麵,經過2~3個周期的拋光,光圈和光潔度將滿足要求(qiú)。
(4)磨邊(biān)
將零件下盤,清洗,滾外圓,將零件滾到圖紙要(yào)求的尺寸。這是為了使平行平板與凹球麵保持線接觸,這樣可避免上盤引入透鏡的偏心。
(5)清洗
將零件(jiàn)清洗幹淨,放在搪瓷盤中,待(dài)加工第二麵。
(6)平(píng)麵的上盤
取一平行(háng)平板,其平行(háng)度非常好(用千分(fèn)表(biǎo)幾乎測不出各點的上(shàng)下表麵的差異),再將球麵反扣在平行平板(bǎn)上,使零件和平行平板保持線接觸。這種上盤方法可避免上盤引入的偏心。為了(le)使零(líng)件在此後的灌膠過(guò)程(chéng)中不(bú)被膠衝(chōng)起來,需先將零件固(gù)定。此後,在零件上壓上銅板(bǎn)壓條,將熔(róng)融的流動性好的定心膠灌注在平行平板上,使零件之間充滿均勻的一層膠,它將零件和平行平板牢固地粘在一起,並且防止水和拋光液的浸入,使零件在以後的精磨和拋光過程中不會從平(píng)行平板(bǎn)上掉下(xià)來。最後將平行平板粘到鑄鐵盤上,這樣就(jiù)完成了平麵的上盤。
(7)平麵的(de)精磨
將平麵(miàn)依次過W28,W20,W14,W10的金剛砂,並根據精度的要求(qiú),嚴格控製厚(hòu)度和等厚差。因為等厚差直接影響零(líng)件的中心偏(piān),精磨過程中等(děng)厚差的控製是關鍵,
(8)平麵的拋光
平麵的拋光是在四軸機上進行的(de)。用瀝青、蜂臘和鬆香的混合(hé)物作拋光膠,用(yòng)CeO2作拋光劑(jì),在四軸機上經過2~3個周(zhōu)期的(de)拋光,可達到較高精度的麵形和光潔度。
(9)下盤
將拋光好的零件下盤並(bìng)用酒精將(jiāng)零件清洗幹淨(jìng),放在搪瓷盤中,送交專職人員檢驗。
分析
將采用這種方法加工的(de)焦距f′=-6m,口徑D=7.75mm透(tòu)鏡從中隨機抽出幾件(jiàn)在定(dìng)心儀上測量其中心偏,發現其中心偏角X平均為1′。這麽高的精度足以滿足(zú)激光器的要求(通常激(jī)光器中對(duì)中心偏提(tí)出的(de)技(jì)術指標為(2′~3′),而用火漆上盤法(fǎ)製作(zuò)同樣的透鏡中(zhōng)心偏角平均為(wéi)5′。