激(jī)光(guāng)器(qì)中常采用長焦距透鏡。它們通(tōng)常有兩種:一種是平凹透鏡(jìng),它在激光器中作反射鏡;另一種是平(píng)凸鏡(jìng),它在激(jī)光器中(zhōng)常作輸出鏡(有時也作反射鏡)。其偏心會(huì)影響激光光束的質量:光斑不圓,不均勻,甚至找不到光斑(bān)。而因為透鏡的焦距長(通(tōng)常為1m,3m,5m甚(shèn)至10m等),透鏡的線偏心量會超過定心磨邊機的工作(zuò)範圍和視場,這樣長焦(jiāo)距透鏡的偏心就不能象常(cháng)規(guī)透鏡那樣通過(guò)定心磨邊的方法得(dé)到校正,因此,長焦距透鏡的加工成為光(guāng)加工中的難點(diǎn)。
長焦距透鏡的製造技術
現以平凹長焦距透(tòu)鏡為例(lì),說明長焦距透(tòu)鏡的製造過程。平凸長焦距透鏡的加工過程(chéng)基本上與平凹長焦距透鏡的製(zhì)造過程(chéng)類似,其不同之(zhī)處就在於加工第二麵(miàn)的時候采用了盲孔上盤的方法來避免火漆引起的中心偏。具體操作如下:
(1)粗磨球麵
將大塊料(liào)切成長方條料,再(zài)將(jiāng)長方條料放在滾圓機上滾成圓柱,再將圓柱坯切成平片。
(2)精磨球麵
用W28的金剛砂開出凹球麵,將開好的凹球麵用火漆上盤精磨,精(jīng)磨時依次磨過W20,W14,W10的金剛砂。
(3)拋光球麵
將精磨好的透鏡放在四軸機上,用(yòng)CeO2作(zuò)拋(pāo)光劑,成盤拋光凹球麵(miàn),經過2~3個周期的(de)拋光,光圈和光潔度(dù)將滿足要求。
(4)磨邊
將零件下盤,清洗,滾外圓,將零件滾到圖紙要求的尺寸。這是為了使平行平板與凹球麵保持線接觸,這樣(yàng)可避免(miǎn)上盤引入透(tòu)鏡的偏心。
(5)清洗
將零(líng)件清洗幹淨,放(fàng)在搪瓷盤中,待加工第二麵。
(6)平麵的上盤
取一平行平板,其平行度非常好(用千分表幾乎測不出(chū)各點的上下表麵的差異),再將球麵反扣在平行平板上,使零件和平行平(píng)板保持線接觸。這種上盤方法(fǎ)可避免上盤引入的偏心。為了使零件在此後的灌膠過程中不被膠衝起來,需先將零件固定。此後,在零件(jiàn)上壓(yā)上銅板壓(yā)條,將熔融的流動(dòng)性好(hǎo)的定(dìng)心膠灌注在平行平板上,使(shǐ)零件(jiàn)之間(jiān)充滿(mǎn)均勻的一(yī)層膠,它將零件和平行(háng)平板牢固地粘在一起,並且防止水和拋光液(yè)的浸入,使(shǐ)零件在以後的精磨和拋光過程中不會從平行平板上掉下來。最後將(jiāng)平行(háng)平板粘到鑄鐵盤上,這(zhè)樣就完成了平麵的上盤。
(7)平麵的精磨
將平麵依次過W28,W20,W14,W10的金剛砂,並根據精度的要求,嚴格控製厚度和等厚差。因為(wéi)等厚差直接影(yǐng)響零件的(de)中心偏,精磨過程中等厚差的控製是關鍵(jiàn),
(8)平麵的拋光
平麵(miàn)的拋光是在四軸機上進行的。用瀝青、蜂臘和鬆香的混合物作拋光膠,用CeO2作拋光(guāng)劑,在四軸機上經過2~3個周期的拋光,可達到較高精度的麵形(xíng)和光潔度。
(9)下盤
將拋光好的零件下盤(pán)並用酒精將零件清(qīng)洗幹淨(jìng),放在搪瓷盤中,送交專職人員檢驗。
分析
將采用這種方法加工的焦距f′=-6m,口徑D=7.75mm透鏡從中隨機抽出幾件在定心儀上測量其中心偏,發現其中心偏(piān)角X平均為1′。這麽(me)高的精度(dù)足以滿足激光(guāng)器的要求(通常激光器中對中(zhōng)心偏(piān)提出的技術指標為(wéi)(2′~3′),而用火漆上(shàng)盤法製作同樣的透鏡中(zhōng)心偏角平均為5′。