[發明專利]一種膠合過程在線應力分析裝置

有效

• 申請號: 201711134653.9
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN108051121B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 徐敏;王軍華;孔令豹
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24;G01N19/04
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;王潔平

本發明公開了一種膠合過程在線應力分析裝置。其包括瞬態干涉儀、光學擴束系統、膠合單元、數據處理單元、溫度控制單元、UV照明單元和應力分析單元；膠合單元經過真空除氣、通過UV照明單元固化，通過溫度控制單元實施檢測；瞬態干涉儀、光學擴束系統和膠合單元的光軸重合，瞬態干涉儀發出的準直光經光學擴束系統擴束后，再經膠合單元反射，回到瞬態干涉儀中輸出干涉圖，數據處理單元處理干涉圖得到干涉圖視頻圖像，數據處理單元、溫度控制單元和UV照明單元的數據同時輸入到應力分析單元，得到膠合過程中應力隨著固化時間、固化溫度和光源強度之間的變化關系。采用本發明裝置可以快速找出適合不同應用場合的膠合劑，縮短膠合時間。

技術領域

本發明涉及光學膠合技術領域，具體的說，涉及一種膠合過程在線應力分析裝置。

背景技術

在各種光學集成運用中除了機械緊固外，還使用了光學膠合對光學或光學機械零件進行固定。光學或光學機械零件的膠合是把兩塊或多塊單個零件，按照一定技術要求連接在一起的工藝過程。光學膠合技術在光學儀器上應用已經有200年的歷史了，1785年開始采用一種天然真葉狀杉樹的分泌物制成最早的光學膠合劑。隨著光學工業的發展，對光學膠合劑和光學膠合工藝提出了新的要求，天然的樹脂膠已經不能滿足光學儀器的使用要求。因此，合成樹脂膠相繼問世。目前常用的光學膠合劑，是一種與光學玻璃光學特性相近，并具有良好的粘接性的高分子物質。光學膠合技術的主要有如下優點：1、改善像質；2、減少反射光能的損失；3、簡化復雜零件的加工；4、保護刻畫面；。在膠合過程中需要保證膠合透鏡的中心誤差、保證膠合棱鏡的平行差和等厚差、保證膠合件的面型精度、同時排除膠合層氣泡。

如被膠合的兩部分的材料是脆性的，如果用螺釘連接容易裂開，在光學系統中要求膠合但不得遮擋光路的同時還必須保證面形精度。這就需要透明的膠合劑及可靠的膠合工藝參數。比起機械連接膠合應用另一個優點是膠合導致的應力分布寬廣而均勻，可靠穩定。同時膠合也有缺點，主要是容易導入許多熱效應以及不可拆卸。光學膠合技術涉及到了多學科融合：涉及的學科有光學、物理、化學和機械。具體而言有表面科學，膠合劑科學，連接設計學和聚合物材料學。

工程師對膠合劑的選取幾乎是沒有規律可循，對膠合劑的選取都是通過大量的實驗得到。膠合劑的選取是一種平衡術，要根據不同應用特征來在不同材料特征之間進行協調。如果考慮到膠合劑的特性、膠合劑的調配工藝、固化工藝和環境關聯，膠合過程就變得更加復雜。

既然，通用的光學膠合劑配方或膠合工藝不存在，那就需要設計一套能對膠合劑在膠合過程中實時進行定量分析的膠合的裝置。

發明內容

本發明目的是提供一種能光學元件的膠合過程進行分析的膠合裝置。其適用于檢測不同類型膠合劑的膠合過程；其通過干涉圖的條紋變化實時在線檢測膠合過程中的應力分布，根據應力分析，確定膠合工藝過程中產生的應力與時間、溫度、強度和均勻性之間關系，找出最優的膠合工藝參數，為膠合劑的選擇與配比提供可靠依據，

本發明的技術方案具體介紹如下。

本發明提供一種膠合過程在線應力分析裝置，其包括瞬態干涉儀、光學擴束系統、膠

合單元、數據處理單元、溫度控制單元、UV照明單元、應力分析單元和真空除氣單元；所述膠合單元經過真空除氣單元對光敏膠進行除氣，通過UV照明單元對光敏膠進行固化，通過溫度控制單元對其溫度進行實施檢測，瞬態干涉儀、光學擴束系統和膠合單元的光軸重合，光學擴束系統設置在瞬態干涉儀和膠合單元之間，瞬態干涉儀發出的準直光經過光學擴束系統擴束后，再通過膠合單元的反射，經光學擴束系統回到瞬態干涉儀中，瞬態干涉儀輸出干涉圖到數據處理單元中，經過處理得到干涉圖視頻圖像，數據處理單元的數據輸入到應力分析單元，得到膠合過程中應力的變化曲線。

本發明中，瞬態干涉儀、光學擴束系統和膠合單元分別通過五維調節架設置在光學平臺上。

本發明中，瞬態干涉儀的干涉圖實時通過液晶顯示器進行顯示。