[發明專利]一種非球面光柵復制的新方法

無效

• 申請號: 200710056042.7
• 申請日: 2007-09-07
• 公開（公告）號: CN101126825A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: 李文昊;巴音賀希格;齊向東;唐玉國
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;B29D11/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所
• 代理人: 趙炳仁

一、技術領域

本發明屬于光譜技術領域中涉及的一種非球面光柵復制的新方法。

二、背景技術

凹面光柵具有自聚焦特性，在成像時不需要準直光學系統和聚焦光學系統即能形成譜線。非球面光柵用于光譜儀系統中具有較凹面光柵更為優越的特性，可以利用非球面光柵的光柵面形調整光譜儀系統的像差。

使用非球面光柵可以減小光學系統的像差，縮小光譜儀器的尺寸，減少組成的零部件數量，提高光譜儀器的成像質量、分辨本領和測試精度。因此，非球面光柵成為發展光譜技術不可缺少的光學元件。

母版非球面光柵的制作具有加工工藝復雜、制作周期長、生產效率低、加工成本高和可重復性差等缺點。采用環氧樹脂膠復制技術生產非球面光柵可以縮小制作周期、提高生產效率、降低成本。因為母版的面形是非球面的，所以對于復制基底的面形要求非常嚴格，如果復制基底采用非球面面形會增加復制光柵的成本，采用球面復制基底時對于基底的曲率半徑要求非常嚴格?；浊拾霃竭^大，會導致母板非球面光柵與復制基底之間中心部分的環氧樹脂膠過厚，分離后由于溫度的影響容易造成碎裂；基底曲率半徑過小，會導致母板非球面光柵與復制基底之間中心部分接觸，邊緣的環氧樹脂膠過厚，同樣會由于溫度的影響造成碎裂，而且邊緣環氧樹脂膠容易流出。所以選擇具有合適曲率半徑的復制基底是非常重要的。

三、發明內容

為了克服上述已有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提出一種新的、低成本的、易于實現的非球面光柵復制的新方法。

本發明要解決的技術問題是：提供一種非球面光柵復制的新方法。解決技術問題的技術方案為：第一步、母版非球面光柵的選擇；任何一次的復制都要選擇光柵技術參數滿足設計、使用要求的母版非球面光柵，因為用來復制的母版非球面光柵是決定復制后的非球面光柵的性能和質量的基本依據；母版非球面光柵的表面質量要好，表面的任何疵病都會在復制后的非球面光柵上體現出來；第二步、復制基底的選擇，包括一次復制基底和二次復制基底的選擇；母版非球面光柵是凹面的，一次復制基底應該選擇凸球面，并且一次復制基底的凸球面與母版非球面光柵的凹凸面相對匹配時，兩個面形四周接觸，中間部分是分離的，這樣可使光柵與基底之間的環氧樹脂膠能留存?。桓鶕乔蛎娣匠淌統²+z²＝2Rx-(1-e²)x²，求解出凹凸相匹配的球面曲率半徑。式中，R表示頂點曲率半徑，e²表示二次常數；根據母版非球面光柵基底與一次復制基底相互接觸后的峰-谷值為最小的原則，通過非球面方程式數值算例精確求解出與母版非球面凹面光柵的最接近比較球面的凸球面半徑，這也就是一次復制基底的半徑；選擇二次復制基底時，將母版非球面光柵看成凸面，二次復制基底應該選擇凹面的，并且在母版凸非球面光柵的面形與二次復制基底凹球面相對匹配時，兩個面是四周接觸，中間部分是分離的，這樣有利于兩鏡面中間的環氧樹脂膠不向外流，根據母版非球面光柵基底與二次復制基底相互接觸后的峰-谷值為最小的原則，通過非球面方程式數值算例精確求解出母版非球面光柵的最接近比較球面的凹球面半徑，這也就是二次復制基底的半徑；第三步、一次復制版的制作，如圖1所示，首先將母版非球面光柵1放入真空鍍膜機中分別鍍分離油膜2和鋁膜3，取出后將環氧樹脂膠涂在母版非球面光柵1的鋁膜3上，形成環氧樹脂膠層4，接著將一次復制基底5與帶有分離油膜2、鋁膜3和環氧樹脂膠4的母版非球面光柵1粘結，然后放入干燥箱中固化，最后分離和清潔處理，即可得到面形為凸球面的一次復制版6；第四步、二次復制版的制作，如圖2所示，將一次復制版6放入真空鍍膜機中分別鍍分離油膜7、鋁膜8，取出后將環氧樹脂膠9涂在一次復制版6的鋁膜8上，接著將二次復制基底10與帶有分離油膜7、鋁膜8和環氧樹脂膠9的一次復制版6粘結，然后放入烘箱中固化，最后分離和清潔處理，即可得到二次復制版11，該版是與母版非球面光柵1面形相同的復制出的非球面光柵。

本發明的工作原理說明：運用非球面光柵基底與復制基底的峰-谷值應為最小的原則選擇合適的復制基底，采取真空蒸鍍分離油膜和鋁膜、使用環氧樹脂膠粘結的方法，將不容易制作的非球面光柵用復制的方法制作出來。步驟一，選擇母版非球面光柵。步驟二，選擇一次復制基底。步驟三，一次復制版的制作。步驟四，選擇二次復制基底。步驟五，二次復制版的制作，該版是與母版非球面光柵1面形相同的復制出的非球面光柵。