北理工珠海学院《光学工艺与测量》第14章课件

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1、第十四章胶合第一节概述知识点1：光学零件的胶合工艺的概念是指将两个或两个以上的透镜、棱镜、平面镜，彼此吻合的光学表面，用光学胶或光胶的方法，按照一定技术要求粘结成为光学部件的工艺。第一节概述知识点2：实际生产对胶合技术的两点要求一是，保证中心误差或角度误差，对于透镜，保证透镜的中心误差；二是，保证胶合表面实现“零疵病”的胶合，保证胶合的抛光表面不因为胶合而降低对表面疵病的要求。第一节概述知识点3：光学零件的胶合三种典型方法及其比较胶合法：利用光学级的透明胶，将若干个光学零件胶合成复杂的光学部件。光胶法：依靠零件抛光表面之间分子的吸引力，…机械法：采用机械零件（如隔圈、

2、压圈等）将若干个光学零件结合起来…第一节概述知识点4：光学零件胶合工艺的目的改善像质减少光能损失，增加成像亮度可以简化光学零件的加工保护光学零件表面第二节胶合透镜的定心在透镜胶合过程中，必须保证正负透镜的光轴重合在允许的范围之内，否则胶合透镜的光轴就要偏离允许的中心误差，从而使胶合透镜的像质变坏。使正负透镜的光轴与胶合透镜的基准轴重合，就是使胶合透镜诸光学表面定心顶点处的法线与基准轴重合。一、透射像焦点定心当胶合透镜时，用焦点像对胶合透镜基准轴的偏离来定心就是透射像焦点定心，这种仪器叫透射像定心仪，如图14-1所示.胶合透镜的基准轴是负透镜边缘面与光学表面交线圆中心G

3、和光学表面曲率中心C1的连线。将待定心胶合的负透镜装在仪器的承座上，承座中心线与准直管的光轴精确的重合。平行光通过理想的透镜组时，其焦点像在F’处，如果平行光通过未定心的透镜组时，其焦点像会偏离理想的焦点，其大小F1’F2’反映出胶合透镜的偏心差。定心时，移动正透镜使F1’F2’和F’重合，或F1’F2’的跳动量在一定公差范围内，即可完成胶合透镜的定心。从透射像定心的原理可以看成，焦点像的偏离不完全反映各光学表面曲率中心对胶合透镜基准轴的偏离。焦点像的偏离是胶合透镜三个曲率中心对胶合透镜基准轴偏离的综合结果，三个曲率中心在胶合透镜绕基准轴旋转时，对焦点像跳动的贡献有相

4、互抵消的可能，即焦点像不动。透射像定心仪因为是在平行光路中测量其焦点的透射像，虽然有伪定心点可能，但是它可以测出胶合件的整体偏心差。这种方法操作方法简便，效率高，适合中等精度的胶合透镜的批量生产。但并不能保证三个曲率中心在胶合透镜的基准轴上。图14-1表示从准直管射出的平行光束，经负透镜成像，再经正透镜成像在F’,若恰好成像在基准轴上，则胶合透镜定心时，焦点像不动，可是正负透镜的光轴却不重合在胶合透镜基准轴上，这时就产生了“伪定心”；反之，本来共轴的胶合透镜有可能检验出具有偏心差。二、球心反射像定心当校正胶合透镜的光学表面曲率中心对胶合透镜基准轴的偏离量，即校正球心偏

5、时可采用双光路球心反射像定心仪。工作原理该仪器有上下两束通过被定心透镜反射的观察光路，先用下光路以球心反射像校正放在承座里的透镜的光轴，使其与作为胶合透镜基准轴的定心仪回转轴重合，将负透镜固定在承座里后，再用上光路以球心反射像法校正正透镜的光轴，使其与胶合透镜的基准轴重合，达到定心目的。特点该方法能够使胶合透镜的各光学表面的曲率中心都在同一基准轴上，消除了伪定心现象。但是反射式的中心仪只能看出每个面的球心像，而不能看出整个胶合组件的偏心差。操作简单，效率高，适合于大批量生产三、激光干涉定心仪它是将激光干涉原理用于光学透镜定中心，以干涉条纹为观察目标，以激光波长为计量单

6、位，对特定中心的透镜表面的光程差直接进行测定，以确定透镜光轴与基准轴的偏角和偏离方向。它是利用具有中心误差的透镜表面改变了旋转对称特性，使得入射光在反射后失去了对称而导致光程差的变化。控制干涉条纹的变化量就可以对胶合透镜进行精磨定心，精度很高：1’’~5’’四、自动定心经过定心磨边后的透镜，其光轴和几何轴基本上是重合的。在此基础上，将胶合中的负透镜的凸面或平面放在工作台面上，正透镜放在负透镜上，依靠零件的自重，使透镜的重心与其光轴自动重合。第三节胶合工艺一、对胶合材料的要求无色透明，高透过率，无荧光，与胶合零件的折射率相近固化时，体积收缩率小机械强度好化学稳定性好环保

7、性好热稳定性好胶合工艺简单，易拆卸二、常用的胶合材料及性能胶黏剂多半属于有机高分子聚合物，四个发展阶段：天然冷杉树脂胶、环氧树脂胶、甲醇胶、光学光敏胶。了解表14-2.三、胶合工艺1.胶合前的准备工作2.胶合工艺3.胶合定中心方法4.清洗和退火5.胶合零件的检验四、拆胶1.高温拆胶2.常温拆胶3.低温拆胶五、胶合常见的问题及分析偏心差超差脱胶胶层脏非胶合面光圈变形胶层变黄尺寸或角度误差胶合面光洁度不好第四节光胶工艺一、光胶机理光胶是靠分子间的吸引力使两个表面紧密结合在一起的工艺。二、光胶工艺1.光胶前准备2.擦拭光胶面3.光胶4.退火三、影响光胶质量