[發明專利]180°大跨距秒級光軸平行度角鏡的制作方法

有效

• 申請號: 200810231846.0
• 申請日: 2008-10-23
• 公開（公告）號: CN101382608A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 蘇瑛;吳乃石;侯俊平;葉斌;張云龍;郭芮;劉選民
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第二〇五研究所
• 主分類號: G02B5/00
• 分類號: G02B5/00;B24B9/14;G01B11/26
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心
• 代理人: 趙振紅

技術領域

本發明屬于光學冷加工技術領域，主要涉及一種角鏡的制作方法，尤其涉及一種大跨距秒級光軸平行度角鏡的制作方法。

背景技術

眾所周知，在綜合光學儀器中，為了節省空間并進行合理的結構配置，通常需對光學系統的光路進行折轉，具體的折轉角度要根據儀器的具體設計而定。實現光路折轉90°的光學元件一般采用等腰直角棱鏡、45°放置的平面反射鏡，實現90°以上的光路折轉，一般是通過多個平面反射鏡或多個棱鏡粘結在一個共用托板上構成的角鏡實現的。傳統的180°角鏡制作方法是，首先，將第一平面反射鏡(或第一棱鏡)的一側毛面用光學環氧樹脂膠粘結在托板的第一大面上，并在為期8h的初固化過程中按照1次/30min監控并調節第一平面反射鏡與托板的垂直度，即最終保證第一平面反射鏡的反射面與角鏡托板的第一大面的垂直度在90°±10″范圍內，接著是為期24h的后固化過程；第二，將第二平面反射鏡按設計位置尺寸、精度及光路方向用光學環氧樹脂膠也粘結在托板的第一大面上，并在為期8h的初固化過程中按照1次/30min監控并調節第二平面反射鏡與第一平面反射鏡的光軸平行性，最終保證第二平面反射鏡與第一平面反射鏡的出、入射光軸平行差達到圖紙的精度要求后進行為期24h的后固化過程。

目前，我國在研的機載光電穩瞄轉塔配備了一臺地面光軸檢測儀，以便可以方便的對其各光學傳感器的光軸平行性進行定期檢測、校準。由于光電穩瞄轉塔中各光電傳感器光軸之間的跨距較大，而且平行性要求很高，因此該光軸檢測儀采用了180°大跨距秒級光軸平行度角鏡，同時該角鏡的結構形式也與以往的角鏡有所不同(參見圖1)，其托板長度方向的兩個端面A、B相互平行且與長度方向的軸線成45°角，托板寬度方向的兩個側面為折線形，兩個端面A、B的水平中心距離為220.86mm，同時要求第一、第二平面反射鏡1、2反射面的下部分別粘結在托板3的兩個端面A、B上，角鏡的出射光軸和入射光軸的垂直距離為316.95mm，兩光軸的平行度要求為10″。如果仍采用傳統的角鏡制作方法來制作該角鏡，會帶來以下問題：(1)由于托板3兩端面A、B的水平中心距離較大，而且這兩個端面的尺寸只有40mm×20mm，因此在托板的粗磨階段無法檢測和控制這兩個端面A、B的平行性達到秒級精度，更無法保證這兩個端面A、B與托板3大面的垂直度；(2)為了保證高精度的平行度要求，在膠合過程中，必須對托板3的兩個端面進行精磨，同時還要修改兩個端面A、B分別與托板3大面的水平和垂直方向的偏差，而這個偏差量不易控制，給實際操作帶來困難，而且也不利于第一、第二平面反射鏡1、2表面疵病的控制；(3)第一、第二平面反射鏡1、2與托板3之間采用光學環氧樹脂膠膠合，不僅需要30多個小時的固化時間，而且在調試光軸平行性時，不能對角鏡進行局部加溫，導致角鏡制作周期長，此外，對不滿足平行度要求的角鏡則需進行拆膠，而拆膠易發生各光學元件報廢的問題。

發明內容

本發明要解決的第一個技術問題是，針對現有技術存在的不足，提供一種制作180°大跨距秒級光軸平行度角鏡的制作方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的角鏡制作方法包括以下工藝步驟：

第一步，用常規光學零件加工工藝加工第一、第二平面反射鏡并使兩者達到圖紙標示的精度指標后備用；

第二步，將兩塊長方形托板坯料對齊粘結后，再粘結模板，并按模板形狀將所述粘結后的長方形托板坯料加工成型即成為一個托板組合件后取下模板；

第三步，將托板組合件寬度方向的一個折線形側面粘結在膠模上，并使托板組合件長度方向第一端面的幾何中心與膠模的轉動軸線重合，采用常規光學零件加工工藝對所述第一端面進行精磨、拋光，直到所述第一端面的面形精度達到指標要求后取下膠模；

第四步，將托板組合件寬度方向的另一個折線形側面粘結在所述膠模上，并使托板組合件長度方向第二端面的幾何中心與膠模的轉動軸線重合，采用常規光學零件加工工藝對所述第二端面進行精磨、檢測、修磨，直到所述第二端面與所述第一端面的平行差達到30″以內；

第五步，采用常規光學零件加工工藝對所述第二端面進行拋光、檢測、修拋，直到所述第二端面與所述第一端面的平行差達到5″以內且所述第二端面的面形精度達到指標要求后取下膠模；

第六步，給托板組合件加熱并將其拆成兩個獨立的托板并清洗干凈，在超凈工作臺上分別將備用第一、第二平面反射鏡反射面的光膠部位直接貼合到單個托板的第一、第二端面上，由此得到了一個完整的角鏡。