[發明專利]小口徑大曲率超光滑表面光學元件的加工裝置及使用方法

在審

• 申請號: 202211714565.7
• 申請日: 2022-12-29
• 公開（公告）號: CN115958492A
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 崔杰;吳攀;黃靜
• 申請（專利權）人: 西安超納精密光學有限公司
• 主分類號: B24B13/02
• 分類號: B24B13/02;B24B13/01
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.小口徑大曲率超光滑表面光學元件的加工裝置，其特征在于，包括球面底座(5)，球面底座(5)上設置若干球面工裝(4)，球面工裝(4)上設置限位環(3)，限位環(3)上懸置球面加工模(1)，球面底座(5)曲面的曲率與球面工裝(4)曲面的曲率相同。

2.根據權利要求1所述小口徑大曲率超光滑表面光學元件的加工裝置，其特征在于，限位環(3)的外圈直徑與球面工裝(4)的直徑的差值＜0.01mm，限位環(3)與球面工裝(4)的同心度＜0.04。

3.根據權利要求1所述小口徑大曲率超光滑表面光學元件的加工裝置，其特征在于，限位環(3)的內壁上設有四處凹槽。

4.根據權利要求1所述小口徑大曲率超光滑表面光學元件的加工裝置，其特征在于，零件(2)在限位環(3)中，零件(2)的非加工面和球面工裝(4)平面接觸，球面工裝(4)與零件(2)接觸面的面形精度N＜0.5、表面面型精度誤差△N＜0.2，接觸面干涉條紋的數量小于四條。

5.根據權利要求1所述小口徑大曲率超光滑表面光學元件的加工裝置，其特征在于，當零件(2)的被加工面為凸面且曲率要求為R時，球面工裝(4)曲面的曲率為R-H，H為零件2厚度與球面工裝4厚度的和，球面底座(5)為凸球面，球面工裝(4)為凹球面；當零件(2)的被加工面為凹面且曲率要求為R時，球面工裝(4)曲面的曲率為R+H，球面底座(5)為凹球面，球面工裝(4)為凸球面。

6.根據權利要求1所述小口徑大曲率超光滑表面光學元件的加工裝置，其特征在于，球面工裝(4)曲面與球面底座(5)曲面的連接采用光膠工藝。

7.根據權利要求1所述小口徑大曲率超光滑表面光學元件的加工裝置，其特征在于，球面加工模(1)包括研磨盤和拋光盤。

8.權利要求1所述的小口徑大曲率超光滑表面光學元件的加工裝置的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

調整限位環(3)與球面工裝(4)的位置，形成限位環(3)與球面工裝(4)的組合體；

重復上述步驟，制備若干個由限位環(3)和球面工裝(4)組成的組合體；

將零件(2)的非加工面用擦拭干凈，并向下放入限位環(3)中，調整零件(2)與球面工裝(4)的接觸面的干涉條紋的數量小于四條，形成零件盤；

將若干球面工裝(4)曲面與球面底座(5)曲面擦拭干凈，再將若干球面工裝(4)曲面與球面底座(5)曲面連接，組成加工盤，進行成盤加工；

采用球面加工模(1)和研磨液對零件(2)加工面進行研磨；

采用球面加工模(1)和拋光液對零件(2)加工面進行拋光；

將零件(2)與限位環(3)和球面工裝(4)的組合體脫離。

9.根據權利要求8所述的小口徑大曲率超光滑表面光學元件的加工裝置的使用方法，其特征在于，制限位環(3)與球面工裝(4)的組合體的具體方法如下：

將輔助環(6)和平板(7)的接觸面擦拭干凈，輔助環(6)的平面從平板(7)平面邊緣推至中心，調整并觀測接觸面干涉條紋的數量小于四條，平板(7)表面面形精度N＜0.5，表面面形精度誤差△N＜0.2；

將限位環(3)的兩平面均擦拭干凈，放入輔助環(6)的內圈中，使得限位環(3)的平面與平板(7)的平面相接觸，調整并觀測接觸面干涉條紋的數量小于四條，輔助環(6)的內圈直徑大于限位環(3)的外圈直徑和球面工裝(4)的直徑0.03-0.04mm；

將球面工裝(4)的平面擦拭干凈，并向下放入輔助環(6)的內圈中，使得球面工裝(4)的平面與限位環(3)的向上面連接；

將限位環(3)和球面工裝(4)的組合體與輔助環(6)和平板(7)分離。

10.根據權利要求8所述的小口徑大曲率超光滑表面光學元件的加工裝置的使用方法，其特征在于，對零件研磨與拋光的具體方法如下：

用不同規格的氧化鋁研磨粉與純水混合配置研磨液，安裝研磨盤，對零件(2)進行研磨；

用不同規格的氧化鈰拋光粉與純水混合配置拋光液，并將研磨盤更換為拋光盤，對零件(2)進行拋光。