[發明專利]基于楔形玻璃條的微階梯反射鏡的制作方法

有效

• 申請號: 201310362780.X
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103412358A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 張茗璇;高教波;鄭雅衛;范喆;王生云;李明偉
• 申請（專利權）人: 西安應用光學研究所
• 主分類號: G02B5/08
• 分類號: G02B5/08;G02B1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于光學冷加工技術領域，主要涉及一種光學反射鏡的制作方法，尤其涉及一種基于楔形玻璃條的微階梯反射鏡的制作方法。

背景技術

近幾年來，由法國CNES公司提出的一種新型靜態的傅里葉變換光譜儀得到國內外各大院所的深入研究。其分光裝置是基于邁克爾遜干涉儀的原始結構，而反射鏡采取了階梯型反射鏡，由此使光譜儀可以在省略空間驅動裝置的前提下實現空域上各級次的同時采樣。

由于光譜儀的測量范圍為紅外波段，根據分光原理，用于此光譜儀的階梯反射鏡的階梯厚度差應為微米量級。目前，國內采用常規機械方法加工制作階梯反射鏡時，相鄰階梯連接均存在倒角，由于倒角會產生大于微米量級的誤差，因而無法達到精度要求。因此微米量級階梯反射鏡的制作工藝成為此光譜儀的一個重要研究課題。

中國發明專利申請CN102081178A公開了一種楔形塊上基片有序排列制作微階梯反射鏡的方法，該方法對n個基片進行研磨拋光，再將其依次疊放在楔形塊上，產生階梯厚度差，然后將各基片粘合固定，得到階梯結構。此專利存在以下缺點：1.對n個基片的工藝重復性要求極高，一旦研磨拋光時產生尺寸誤差，之后形成階梯反射鏡的階梯厚度差的誤差會更大；2.將n個基片放置在楔形塊上容易產生縫隙，之后形成階梯反射鏡時至少會造成微米量級的誤差；3.在制作過程中未對階梯厚度差進行測量，若是粘合固化后進行測量的結果達不到要求的尺寸，就要全部返工，費時費事。

發明內容

本發明要解決的問題是，提供一種微階梯反射鏡的階梯厚度差控制精度高、各階梯反射面相互平行的基于楔形玻璃條的微階梯反射鏡的制作方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的微階梯反射鏡的制作方法包括以下幾個步驟：

第一步，對一矩形玻璃塊的六個面進行研磨，采用常規光學零件加工工藝對矩形玻璃塊中最大尺寸的一個面進行拋光，拋光面的面形精度為：N≤2，△N≤0.5，B≤Ⅴ；表面粗糙度為0.012μm；最大尺寸兩個面之間的平行度為30″；

第二步，選取n個矩形條且三組對面尺寸不等的玻璃條，對n個玻璃條的六個面進行研磨，采用常規光學零件加工工藝對n個玻璃條中最大尺寸的兩個面和次大尺寸的兩個面進行拋光，拋光面的面形精度為：N≤2，△N≤0.5，B≤Ⅴ；表面粗糙度均為0.012μm；最大尺寸兩個面之間和次大尺寸兩個面之間的平行度均為30″，最大尺寸面和次大尺寸面之間夾角為90°±30″；n≥2；

第三步，將玻璃條逐一光膠在矩形玻璃塊的拋光面上，使得玻璃條的一個次大尺寸面與矩形玻璃塊的拋光面相接觸；用紫外膠對所有玻璃條的相鄰面進行固連；通過手壓方式使各玻璃條的另一個次大尺寸面位于同一個水平面上；使用紫外燈固化紫外膠，之后從矩形玻璃塊上取下固化的玻璃條組合件，并且按序標記各玻璃條；

第四步，將玻璃條組合件置于研磨臺上，研磨并拋光各玻璃條的一個次大尺寸面，使兩個次大尺寸面之間的夾角為θ，拋光面的面形精度為：N≤2，△N≤0.5，B≤Ⅴ；表面粗糙度為0.012μm；θ取決于所要求的階梯厚度差和水平推動精度；

第五步，將研磨后的玻璃條組合件放置在烤箱中烘烤，當溫度升至400℃后關閉烤箱電源，當烤箱溫度自然降至常溫時取出玻璃條組合件并放置在裝有酒精的器皿中，待相鄰楔形玻璃條接觸面的紫外膠脫落后，用水清洗楔形玻璃條；

第六步，研磨并拋光矩形玻璃塊的拋光面，使拋光面與另一個最大尺寸面的夾角為θ，拋光面的面形精度為：N≤2，△N≤0.5，B≤Ⅴ；表面粗糙度為0.012μm；

第七步，用水清洗楔形玻璃塊，并將序號為1的楔形玻璃條光膠在楔形玻璃塊斜面的一側，使該楔形玻璃條的斜面與楔形玻璃塊的斜面相接觸且兩個接觸面的角度互補；

第八步，按序選取一個楔形玻璃條使其與前一個序號的楔形玻璃條相鄰且光膠在楔形玻璃塊的斜面上，使該楔形玻璃條的斜面與楔形玻璃塊的斜面相接觸且兩個接觸面的角度互補；

第九步，用紫外膠對后兩個楔形玻璃條的相鄰面進行固連，將楔形玻璃塊和固連后的楔形玻璃條構成的組合件放置在階梯厚度差檢測儀上進行測量調試，將當前大序號的楔形玻璃條沿水平方向反復推動直到階梯厚度差檢測儀測量出的階梯厚度差達到要求為止；再使用紫外燈固化紫外膠；

第十步，重復第八步和第九步，直至第n個楔形玻璃條與n-1個楔形玻璃條之間的紫外膠固化為止，之后從楔形玻璃塊上取下固化的楔形玻璃條組合件即微階梯反射鏡毛坯；