一种采用复制技术制作非球面镜的工艺方法

摘要

一种采用复制技术制作非球面镜的工艺方法，属于光学元件加工技术领域中涉及的一种制作非球面镜的工艺方法。本发明要解决的技术问题是：提供一种采用复制技术制作非球面镜的工艺方法。解决技术问题的技术方案为：第一步、母版非球面镜的清洁处理；第二步、复制基底的选择；第三步、在母版非球面镜上镀分离油膜和铝膜；第四步、母版与复制基底的粘结；第五步、环氧树脂胶层的固化；第六步、母版与复制基底的分离；第七步、修整；第八步、二次复制版11的制作。该方法是新的、低成本、易于实现，缩短了制作周期，利用该方法可以制作出成本较低的非球面镜，另外这种方法还可以用于批量生产非球面镜。

主权项

1.一种采用复制技术制作非球面镜的工艺方法，其特征在于：第一步、母版非球面镜的清洁处理，先用吹气球吹去非球面镜表面上的灰尘，再用二甲苯或苯类溶剂冲洗。第二步、复制基底的选择，包括一次复制基底和二次复制基底的选择；母版非球面镜是凹面的，一次复制基底选择凸球面，并且它与母版非球面镜在两个镜面相对配合时，两个镜子的四周接触，中间部分是分离的，这样可使镜子与基底之间的环氧树脂胶能留存住；根据非球面方程式y2+z2＝2Rx-(1-e2)x2，求解出凹凸相匹配的球面曲率半径。式中，R表示顶点曲率半径，e2表示二次常数；根据母版非球面镜基底与一次复制基底相互接触后的峰-谷值为最小的原则，通过非球面方程式数值算例精确求解出与母版非球面镜的最接近比较球面的凸球面半径，这也就是一次复制基底的半径；选择二次复制基底时，母版非球面镜是凸面的，二次复制基底选择凹面的，并且在两个镜面相对配合时，两者的四周接触，中间部分是分离的，这样有利于两镜面中间的环氧树脂胶不向外流，根据母版非球面镜基底与二次复制基底相互接触后的峰-谷值为最小的原则，通过非球面方程式数值算例精确求解出母版非球面镜的最接近比较球面的凹球面半径，这也就是二次复制基底的半径。第三步、在母版非球面镜上镀分离油膜和铝膜，将清洗干净的母版非球面镜(1)放入真空镀膜机中镀分离油膜(2)、镀铝膜(3)，镀分离油膜的目的是为分离母版非球面镜和复制基底更容易地分开，镀铝膜的目的是得到质量较好的非球面镜的反射铝膜层。第四步、母版与复制基底的粘结，粘结剂选择环氧树脂，粘结工作在60℃的干燥箱里进行，先在母版非球面镜表面滴加适量的环氧树脂，形成环氧树脂胶层(4)，然后压上一次复制基底(5)，加适当压力将多余的环氧树脂挤出，以保证得到薄而均匀的环氧树脂层。第五步、环氧树脂胶层的固化，固化温度和时间的选择很重要，温度低需要加长固化时间，温度太高铝膜容易损坏，一般固化温度以65℃左右，固化时间4-5小时为宜。第六步、母版与复制基底的分离，充分固化后的一对非球面镜，因多余胶液溢出在非球面镜的四周边并同时固化，分离时需要用刀片刮去积存在四周和倒角边缘处已经固化的环氧树脂，然后就可以分开了，在分离的瞬间需要注意母版非球面镜和一次复制基底(6)之间不能有任何摩擦，以保证表面质量。第七步、修整，分离后的母版或复制基底需要进行修整，包括残余环氧树脂胶的清除和对复制表面的清洁，残余环氧树脂胶的清除可用刮削或砂纸打磨的方法，复制表面较方便的清洁方法是在表面涂一层火棉胶，待其干燥后即自行裂开而脱落，带走污物。第八步、二次复制版(11)的制作，利用一次复制版(6)和二次复制基底(10)重复第三步到第七步的工作，一次复制版(6)相当于母版非球面镜(1)，二次复制基底(10)相当于一次复制基底(5)，最后即可得出二次复制版(11)，二次复制版(11)是与母版非球面镜(1)的面形相同的复制出的非球面镜。