[發明專利]小口徑角錐棱鏡光學加工方法

有效

• 申請號: 201811311125.0
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109249296B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 楊存斌;閆博;趙南;賀維
• 申請（專利權）人: 西安北方光電科技防務有限公司
• 主分類號: B24B13/00
• 分類號: B24B13/00;B24B1/00
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 李新苗

本發明屬于光學零件精密加工技術領域，具體提供了一種小口徑角錐棱鏡光學加工方法，包括以下步驟：步驟1）制作石膏膠盤；步驟2）第一個工作面加工；步驟3）制作角錐棱鏡加工基準工面；步驟4）第二、三工作面加工；步驟5）對角錐棱鏡的入射面進行光學工藝加工，并涂上保護漆，完成小口徑角錐棱鏡的光學加工。四個面上分別涂上保護漆前，還包括對小口徑角錐棱鏡的誤差測量和修磨。本發明應用平板玻璃與角錐棱鏡工作面的光膠膠合，增大待加工工作面的面積，方便角錐棱鏡工作面的加工和拋光，并實現在平板玻璃上光膠多塊角錐棱鏡，達到提高生產效率的目的。具有提高功效，節約成本和合格率高的優點。

技術領域

本發明屬于光學零件精密加工技術領域，具體涉及一種小口徑角錐棱鏡光學加工方法。

背景技術

角錐棱鏡是由三個相互垂直的工作面組成的四面體，其中三個相互垂直的工作面（也稱為反射面）具有等腰三角形的特性，而底面是一個等邊三角形的工作面（入射面），具有入射光線和反射光線的作用。它是依據臨界角原理制造的內部全反射棱鏡。角錐棱鏡的重要特性是無論入射光線從底工作面，以任意方向進入角錐棱鏡的光線，經過三個相互垂直工作面依次反射之后，仍從底工作面射出時，出射光線方向與入射光線方向始終保持平行，即出射光線相對于入射光線旋轉180°。由于角錐棱鏡具有上述的定向反射特性，可以顯著的增加作用距離和提高測距精度。因此在激光測距儀、激光干涉儀、波長計和激光器的諧振腔中被廣泛采用。應用于激光器的制造、激光照射和激光測距、測繪和建筑等技術領域。

為了提高角錐棱鏡反射光的能量，以增大測距儀的測量距離和準確度，對角錐棱鏡的技術要求很高。即入射光線與出射光線的偏離角誤差要求為，三個工作面的平面度要求為N=0.25牛頓環（光圈）。要滿足的技術要求，則在加工角錐棱鏡三個相互垂直工作面的直角誤差應分別滿足，即三個直角之間的誤差分別滿足。角錐棱鏡按照入射面的最大內切圓直徑分為大小口徑兩種類型。入射面小于φ40mm稱為小口徑角錐棱鏡，入射面大于Φ40mm的稱為大口徑角錐棱鏡。而對于入射面為φ18mm和入射面到角錐頂角的高度為15mm的口徑的角錐棱鏡更是一種高精度棱鏡，測量精度高，具有加工難度就更大的特點。

角錐棱鏡的加工方法目前有以下幾種：

1、在拋光機上使用分離器，將一個等邊長的立方體進行研磨和拋光加工，使對角兩組角錐三個工作面的垂直度和平面度滿足技術要求，然后進行角錐成型切割，再次在拋光機上使用分離器對入射面進行研磨和拋光加工，使角錐棱鏡的入射面與角錐棱鏡的工作面的夾角和入射面的平面度滿足技術要求。切割中容易造成已合格的工作面產生缺陷，影響零件質量。

2、將已切割成型的角錐棱鏡的工作面放入分離器中進行研磨和拋光加工，使用15″單管測角儀進行比較測量，針對角錐棱鏡12的角度誤差和入射面與工作面的夾角誤差。在分離器上使用對待加工工作面安裝配重塊的方式，進行修正入射面與工作面的夾角誤差和三個工作面的角度誤差以滿足技術要求。存在加工時間長，合格率低的缺陷。

3、對于小口徑角錐棱鏡采取增大棱鏡的高度，以獲取棱鏡的大質量，方便在分離器上使用1.2所述的方法進行加工，然后再進行角錐成型切割，再次在拋光機上使用分離器進行研磨和拋光加工，使角錐棱鏡的入射面與角錐棱鏡的工作面的夾角和入射面的平面度滿足技術要求。存在浪費材料和加重企業生產成本的缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種小口徑角錐棱鏡光學加工方法，該方法高效、快速且節約材料。

本發明提供的技術方案如下：

小口徑角錐棱鏡光學加工方法，包括以下步驟：

步驟1）制作石膏膠盤：將多個角錐棱鏡毛坯的任意一個工作面貼置在貼置膜上，毛坯相互之間的間隙為2-4mm，在間隙之間撒上0.5-1mm厚的鋸末或已融化的白蠟，然后用鋁制外圈把貼置模圍上，并用鎖緊裝置固定形成圓柱形容器，再用石膏、水泥和水的混合體倒入圓柱形容器，并在中央處嵌入鋁膠模，凝固后將角錐棱鏡毛坯固定形成石膏膠盤；