数控非球面超光滑抛光机床的解析式设计
2012-10-17李显凌
李显凌
(中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室,长春 130033)
0 引 言
现代光学和光电子学对关键光学元件表面精度的要求日益提高,往往需要达到纳米级甚至原子级,因此超光滑表面加工技术应运而生。所谓超光滑表面是指粗糙度均方根值<1nm RMS的表面,相应地,用于加工制造这类表面的技术被称为超光滑表面加工技术。超光滑表面加工技术就是为满足这一要求而发展起来的一种先进抛光技术。超光滑表面不仅要具有较高面形精度和极高的表面粗糙度,同时还要具有完整的表面晶格排布,并消除加工造成的损伤层。与此同时,由于非球面光学元件具有能够校正像差、改善像质、扩大视场,并使系统结构简化、重量减轻等优点而广泛应用于现代光学系统中。与传统的球面光学元件相比,非球面的加工及检测非常困难。因此,如何获得超光滑光学表面尤其是非球面已经日益成为精密加工领域的一个研究热点。
随着计算机性能的提高和研抛工艺的发展,数控抛光已经成为了超精密抛光技术的主流,包括磁流变抛光(Magnetorheological finishing,MRF)[1]、应力盘抛光(Stressed-lap polishing,SLP)[2]、离子束抛光 (Ion beam figuring,IBF)[3]和射流抛光 (Fluid jet polishing,FJP)[4]等抛光技术都采用了数控技术,其基本思想是根据光学表面面形检测的结果,由计算机控制加工参数和加工路径,完成加工。如美国亚利桑那大学光学中心、罗彻斯特大学光学制造中心、Itek公司、Tinsley公司、LL国家实验室、Eastman Kodak公司、QED公司、英国的伦敦大学、Zeeko公司、法国空间光学制造中心、俄罗斯Vavilov国家光学研究所、德国Zeiss公司、Satisloh公司、NTG公司和日本的Canon公司等都大量使用数控抛光技术[5]。……
