粗暴暴力欧美VIDEO_九九影院东京热_av一本大道香蕉大在线_私密浏览器在线观看_99久热er在线精品_最好看的最新高清中文字幕电影_国产精品特黄特色三级_女高中生高潮娇喘流水视频_中文亚洲字幕无码不卡一二区_无码av一区二区免费播放

專注高端智能裝備一體化服務(wù)
認證證書

【兆恒機械】超精密機械加工技術(shù)在微光學元件中的應(yīng)用

  • 點擊量:
  • |
  • 添加日期:2020年09月08日

image.png

微光學概述定義與名稱


微光學是一門屬于多門前沿學科交叉領(lǐng)域的新興科學。微光學借助于微電子工業(yè)技術(shù)的最新研究成果,是國際上最前沿研究方向之一,并具有廣泛的應(yīng)用前途。


  微光學元件(MOC),指面形精度可達亞微米級,表面粗糙度可達納米級的自由光學曲面及微結(jié)構(gòu)光學元件。自由光學曲面包括有回轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)非球面(如拋物面、漸開面等),和沒有任何對稱軸的非回轉(zhuǎn)非球面。


  微結(jié)構(gòu)是指具有特定功能的微小表面拓撲形狀,如凹槽、微透鏡陣列等,如圖1所示的微金字塔結(jié)構(gòu)表面。



圖1 微金字塔結(jié)構(gòu)


這些結(jié)構(gòu)決定了對光線的反射,透射或衍射性能,便于光學設(shè)計者優(yōu)化光學系統(tǒng),減輕重量,縮小體積。典型微光學元件如全息透鏡、衍射光學元件(DOE)和梯度折射率透鏡等,將這些微光學元件應(yīng)用在各種光電子儀器中,可以使光電子儀器及其零部件更加小型化、陣列化和集成化。


  微光學元件的應(yīng)用


微光學元件是制造小型光電子系統(tǒng)的關(guān)鍵元件,它具有體積小、質(zhì)量輕、造價低等優(yōu)點,并且能夠?qū)崿F(xiàn)普通光學元件難以實現(xiàn)的微小、陣列、集成、成像和波面轉(zhuǎn)換等新功能。隨著系統(tǒng)小型化不斷的成為一種趨勢,幾乎在所有的工程應(yīng)用領(lǐng)域中,無論是現(xiàn)代國防科學技術(shù)領(lǐng)域,還是普通的工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景。


  軍用方面,西方國家在70年代以后研制和生產(chǎn)的軍用光電系統(tǒng),如軍用激光裝置、熱成像裝置、微光夜視頭盔、紅外掃描裝置、導(dǎo)彈引導(dǎo)頭和各種變焦鏡頭,均已在不同程度上采用了非球面光學零件。


  在一般民用光電系統(tǒng)方面,自由非球面零件可以大量地應(yīng)用到各種光電成像系統(tǒng)中。如飛機中提供飛行信息的顯示系統(tǒng);攝象機的取景器、變焦鏡頭;紅外廣角地平儀中的鍺透鏡;錄像、錄音用顯微物鏡讀出頭;醫(yī)療診斷用的間接眼底鏡,內(nèi)窺鏡,漸進鏡片等。


  微結(jié)構(gòu)光學元件應(yīng)用更是廣泛,如光纖連接器中的微槽結(jié)構(gòu),液晶顯示屏的微透鏡陣列,及用于激光掃描的F-theta鏡片,激光頭的分光器等,這些微結(jié)構(gòu)光學元件在很多我們?nèi)粘J褂玫漠a(chǎn)品中都有應(yīng)用,比如手機、掌上電腦、CD和DVD等。


  微光學元件加工方法


由于受應(yīng)用需求的驅(qū)動,對微光學元件加工技術(shù)的研究也在不斷深入,出現(xiàn)了多種現(xiàn)代加工技術(shù),如電子束寫技術(shù)、激光束寫技術(shù)、光刻技術(shù)、蝕刻技術(shù)、LIGA技術(shù),復(fù)制技術(shù)和鍍膜技術(shù)等,其中最為成熟的技術(shù)是蝕刻技術(shù)和LIGA技術(shù)。


  這些技術(shù)基本都是從微電子元器件的微細加工技術(shù)發(fā)展而來,但與電子原件不同,三維成型精度和裝配精度對光學元件來說是至關(guān)重要的,將會直接影響其性能,因此這些方法各自都有它自身的缺陷和使用的局限性。如由于視場深度的限制,光刻技術(shù)僅限于二微結(jié)構(gòu)和小深寬比三維結(jié)構(gòu)的加工;采用犧牲層蝕刻技術(shù),雖然可以實現(xiàn)準三維加工,但易使材料產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,影響最終的機械性能,且設(shè)備造價非常昂貴;LIGA技術(shù)利用的高準直度的X射線光源,一般要通過同步輻射加速器得到,造價比光刻設(shè)備還要高許多,一般實驗室和企業(yè)都很難負擔得起;電子束寫技術(shù)能夠加工納米級的精密結(jié)構(gòu),但效率低,難以進行批量生產(chǎn)。復(fù)制技術(shù),包括熱壓成型法、模壓成型法和注射成型法等,是一種適于批量生產(chǎn)的低成本技術(shù),但要求其模具具有較高精度和耐用性。


  微光學元件的另一加工方法是超精密機械加工技術(shù)。最近“財富”雜志上有這樣一句話:“超精密加工技術(shù)對光學元件的作用猶如當初集成電路對電子元件的作用”。這句話雖然不無夸張,卻說明了用超精密機械加工技術(shù)進行微光學元件的加工已經(jīng)引起人們極大的重視。