光學(xué)設(shè)計(jì)與光學(xué)工藝

1、光學(xué)設(shè)計(jì)與光學(xué)工藝（第一講）（第一講）光學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中需注意的問(wèn)題光學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中需注意的問(wèn)題目錄引引 言言一一光光 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 過(guò)過(guò) 程程二二光學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮問(wèn)題光學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮問(wèn)題三三六倍放大鏡的加工六倍放大鏡的加工四四客戶(hù)客戶(hù)提出需求提出需求 系統(tǒng)總體裝調(diào)及檢驗(yàn)系統(tǒng)總體裝調(diào)及檢驗(yàn) 光學(xué)設(shè)計(jì)光學(xué)設(shè)計(jì)光學(xué)零件加工光學(xué)零件加工機(jī)械零件加工機(jī)械零件加工光學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)光學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)光學(xué)零件檢驗(yàn)光學(xué)零件檢驗(yàn)機(jī)械零件檢驗(yàn)機(jī)械零件檢驗(yàn)光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程光學(xué)設(shè)計(jì)宗旨：滿(mǎn)足技術(shù)滿(mǎn)足技術(shù)要求要求便于制造便于制造節(jié)省成本節(jié)省成本一、引一、引 言言觀察目標(biāo)特性(可見(jiàn)光,紅外)或應(yīng)用領(lǐng)域(激光)觀察

2、范圍成像要求成像要求( (點(diǎn)擴(kuò)散函點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)傳遞函數(shù)數(shù)傳遞函數(shù)透過(guò)波前透過(guò)波前分辨率分辨率) )能量視場(chǎng)探測(cè)器口徑波譜范圍焦距成像質(zhì)量要求大設(shè)計(jì)難度要求小探測(cè)器能量響應(yīng)要求 合適視場(chǎng) 口徑 焦距 成像要求 鏡頭設(shè)計(jì)(Lens Design)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(Optical System Design)二、二、光光 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 過(guò)過(guò) 程程客戶(hù)客戶(hù)需求需求設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過(guò)程過(guò)程像質(zhì)評(píng)價(jià)像質(zhì)評(píng)價(jià)像差校正與平衡像差校正與平衡樣板匹配樣板匹配公差分析公差分析初始結(jié)構(gòu)初始結(jié)構(gòu)計(jì)算與選擇計(jì)算與選擇出設(shè)計(jì)圖紙出設(shè)計(jì)圖紙123456二、二、光光 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 過(guò)過(guò) 程程二、二、光光 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)

3、 過(guò)過(guò) 程程一個(gè)不好的初始結(jié)構(gòu)，再好的自動(dòng)設(shè)計(jì)程序和有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者也無(wú)法使設(shè)計(jì)獲得成功1 1、初始結(jié)構(gòu)的計(jì)算和選擇、初始結(jié)構(gòu)的計(jì)算和選擇l 根據(jù)初級(jí)象差理論求解初始結(jié)構(gòu)根據(jù)初級(jí)象差理論求解初始結(jié)構(gòu) l 從已有的資料中選擇初始結(jié)構(gòu)從已有的資料中選擇初始結(jié)構(gòu)二、二、光光 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 過(guò)過(guò) 程程2 2、象差校正和平衡、象差校正和平衡 用光學(xué)計(jì)算程序進(jìn)行光路計(jì)算，算出全部象差用光學(xué)計(jì)算程序進(jìn)行光路計(jì)算，算出全部象差及各種象差曲線及各種象差曲線; ; 找出影響光學(xué)系統(tǒng)成象質(zhì)量的主要象差是哪些找出影響光學(xué)系統(tǒng)成象質(zhì)量的主要象差是哪些; ; 找出改進(jìn)辦法，進(jìn)行象差校正找出改進(jìn)辦法，進(jìn)行象差校正; ;

4、反復(fù)進(jìn)行象差分析、校正及平衡，直到滿(mǎn)足成反復(fù)進(jìn)行象差分析、校正及平衡，直到滿(mǎn)足成 象質(zhì)量要求為止。象質(zhì)量要求為止。二、二、光光 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 過(guò)過(guò) 程程3 3、象質(zhì)評(píng)價(jià)、象質(zhì)評(píng)價(jià)光學(xué)設(shè)計(jì)者必須對(duì)各種光學(xué)系統(tǒng)的剩余象差的允光學(xué)設(shè)計(jì)者必須對(duì)各種光學(xué)系統(tǒng)的剩余象差的允許值和象差公差有所了解，以便根據(jù)剩余象差的許值和象差公差有所了解，以便根據(jù)剩余象差的大小判斷光學(xué)系統(tǒng)的成象質(zhì)量。大小判斷光學(xué)系統(tǒng)的成象質(zhì)量。二、二、光光 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 過(guò)過(guò) 程程適用于小象差系統(tǒng)如：適用于小象差系統(tǒng)如：望遠(yuǎn)物鏡、顯微物鏡等。望遠(yuǎn)物鏡、顯微物鏡等。實(shí)際波面與理想波面之實(shí)際波面與理想波面之間的最大波象差不超過(guò)間的最大

5、波象差不超過(guò)1/4 1/4 波長(zhǎng)波長(zhǎng)用于評(píng)價(jià)大象差系統(tǒng)用于評(píng)價(jià)大象差系統(tǒng)客觀、可靠、便于計(jì)算客觀、可靠、便于計(jì)算和測(cè)量，不僅能用于光和測(cè)量，不僅能用于光學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)果的評(píng)價(jià)，還學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)果的評(píng)價(jià)，還能控制光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能控制光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程、鏡頭檢驗(yàn)、光學(xué)過(guò)程、鏡頭檢驗(yàn)、光學(xué)總體設(shè)計(jì)等各方面?？傮w設(shè)計(jì)等各方面。象質(zhì)評(píng)價(jià)象質(zhì)評(píng)價(jià)的方法的方法瑞利判斷分辨率點(diǎn)列圖光學(xué)傳遞函數(shù)二、二、光光 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 過(guò)過(guò) 程程對(duì)于球面元件，一般根據(jù)廠家樣板庫(kù)來(lái)進(jìn)行曲率半對(duì)于球面元件，一般根據(jù)廠家樣板庫(kù)來(lái)進(jìn)行曲率半徑選擇。徑選擇。4 4、樣板匹配、樣板匹配手工匹配原則：先輸入曲率半徑小的，再輸入曲率半徑大的，每輸入

6、一次要進(jìn)行一次自動(dòng)優(yōu)化。自動(dòng)匹配自動(dòng)匹配 利用軟件自帶的樣板匹配功能利用軟件自帶的樣板匹配功能進(jìn)行自動(dòng)匹配；進(jìn)行自動(dòng)匹配；手工匹配手工匹配 手工輸入樣板庫(kù)中有的樣板。手工輸入樣板庫(kù)中有的樣板。HENGYI.TPD就是恒益公司的樣板庫(kù)l廠家樣板庫(kù)lZemaxToolsTest Plates Test Plate Fitting選擇樣板庫(kù)(File Name)選擇匹配方式(Method of Fit)進(jìn)行匹配二、二、光光 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 過(guò)過(guò) 程程5 5、公差分析、公差分析l 公差分析的目的公差分析的目的:給出合理的加工要求，合理的加工要求既能保證加工的可行性，同時(shí)又能降低加工難度和加工成本，因

7、此公差分析工作至關(guān)重要。公差分析宗旨公差分析宗旨:使最差情況下的傳遞函數(shù)由于工藝因素的總下降量不大于0.15，以便探測(cè)器仍能分辨它對(duì)應(yīng)的空間頻率。二、二、光光 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 過(guò)過(guò) 程程 性能合理鏡頭的首選公差性能合理鏡頭的首選公差參數(shù)公差參數(shù)公差半徑0.001mm樣板的測(cè)量精度傾斜0.05mm TIR對(duì)樣板的光焦匹配3個(gè)光圈偏心0.05mm表面不規(guī)則度1個(gè)光圈（0.3）折射率0.001厚度0.05mm阿貝數(shù)0.8%空氣間隔0.05mm玻璃不均勻性0.0001楔角/同心度0.025mm TIR二、二、光光 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 過(guò)過(guò) 程程包括光學(xué)元件的厚度和機(jī)械元件包括光學(xué)元件的厚度和機(jī)械元件支

8、撐的間隔。支撐的間隔。在使用在使用ZEMAX軟件模擬公差時(shí)，軟件模擬公差時(shí)，公差操作數(shù)公差操作數(shù)TTHI有兩個(gè)參數(shù)，有兩個(gè)參數(shù)，int1是用來(lái)定義公差的表面編號(hào)，是用來(lái)定義公差的表面編號(hào)，而而int2是作為補(bǔ)償?shù)谋砻婢幪?hào)，是作為補(bǔ)償?shù)谋砻婢幪?hào)，最小值和最大值是以鏡頭長(zhǎng)度單最小值和最大值是以鏡頭長(zhǎng)度單位表示的極值偏差。位表示的極值偏差。實(shí)際上，有楔角的元件實(shí)際上，有楔角的元件 與與 光軸相光軸相對(duì)于其機(jī)械軸傾斜對(duì)于其機(jī)械軸傾斜 的元件完全相的元件完全相同，當(dāng)旋轉(zhuǎn)元件時(shí)，元件具有邊緣同，當(dāng)旋轉(zhuǎn)元件時(shí)，元件具有邊緣厚度差。厚度差。 偏心包括兩種，一種是簡(jiǎn)單的橫偏心包括兩種，一種是簡(jiǎn)單的橫向偏心（上、

9、下），另一種是使元向偏心（上、下），另一種是使元件始終保持與機(jī)架座接觸的件始終保持與機(jī)架座接觸的“滾滾動(dòng)動(dòng)”。兩種偏心模型實(shí)際上完全不。兩種偏心模型實(shí)際上完全不同。在滾動(dòng)的情況下，與機(jī)架座接同。在滾動(dòng)的情況下，與機(jī)架座接觸良好的左側(cè)半徑被良好地校準(zhǔn)，觸良好的左側(cè)半徑被良好地校準(zhǔn)，表面傾斜只發(fā)生的右側(cè)表面上。表面傾斜只發(fā)生的右側(cè)表面上。 在在ZEMAX里里TSDX、TSDY用來(lái)用來(lái)模擬一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)表面的偏心公差，單模擬一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)表面的偏心公差，單位為鏡頭長(zhǎng)度（位為鏡頭長(zhǎng)度（mm）,而而TEDX、TEDY是用來(lái)模擬一個(gè)元件的偏心是用來(lái)模擬一個(gè)元件的偏心公差，可以是標(biāo)準(zhǔn)面也可以是非標(biāo)公差，可以是標(biāo)準(zhǔn)面也可

10、以是非標(biāo)準(zhǔn)面，準(zhǔn)面，int1、int2定義了一個(gè)鏡頭定義了一個(gè)鏡頭組的邊界面。組的邊界面。Radius（半徑）（半徑）Fringes（光圈）（光圈）Irregular（表面不規(guī)（表面不規(guī)則度）則度）Decenter（偏心）（偏心）楔角楔角/同心度同心度/傾斜傾斜Thickness（厚度（厚度/間間隔）隔）樣板的檢測(cè)精度，光學(xué)設(shè)計(jì)樣板的檢測(cè)精度，光學(xué)設(shè)計(jì)師應(yīng)該與光學(xué)加工師溝通師應(yīng)該與光學(xué)加工師溝通N=/2，普通的光學(xué)加工一般控制，普通的光學(xué)加工一般控制在在5個(gè)光圈，較好的精度應(yīng)該控制個(gè)光圈，較好的精度應(yīng)該控制在在3個(gè)光圈以?xún)?nèi)。個(gè)光圈以?xún)?nèi)。表面不規(guī)則度可以通過(guò)局部表面不規(guī)則度可以通過(guò)局部光圈（光圈

11、（N）來(lái)考察，工藝上）來(lái)考察，工藝上可以做到可以做到0.3個(gè)光圈。個(gè)光圈。二、二、光光 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 過(guò)過(guò) 程程 性能合理鏡頭的首選公差性能合理鏡頭的首選公差6 6、出設(shè)計(jì)圖紙、出設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)圖紙是指導(dǎo)加工的依據(jù)，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)圖紙是指導(dǎo)加工的依據(jù)，圖紙必須要規(guī)范，避免引起誤解必須要規(guī)范，避免引起誤解二、二、光光 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 過(guò)過(guò) 程程光學(xué)系統(tǒng)實(shí)例光學(xué)系統(tǒng)實(shí)例：二、二、光光 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 過(guò)過(guò) 程程注意注意問(wèn)題問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙零件技術(shù)指標(biāo)零件技術(shù)指標(biāo)加工工藝及成本加工工藝及成本檢驗(yàn)方案檢驗(yàn)方案材料選擇材料選擇加工超差補(bǔ)救加工超差補(bǔ)救三、光三、光 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 注注 意意

12、 問(wèn)問(wèn) 題題123456三、光三、光 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 注注 意意 問(wèn)問(wèn) 題題 材料選擇的問(wèn)題材料選擇的問(wèn)題1零件技術(shù)指標(biāo)的問(wèn)題零件技術(shù)指標(biāo)的問(wèn)題2標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙的問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙的問(wèn)題3加工工藝及成本的問(wèn)題加工工藝及成本的問(wèn)題4檢驗(yàn)方案的問(wèn)題檢驗(yàn)方案的問(wèn)題5加工超差補(bǔ)救的問(wèn)題加工超差補(bǔ)救的問(wèn)題61、光學(xué)設(shè)計(jì)中的材料選擇材料選擇的宗旨： 既能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)有利于加工，價(jià)格合理 在繪制圖紙階段須對(duì)材料提出嚴(yán)格要求，材料本身問(wèn)題引發(fā)的后續(xù)問(wèn)題在后續(xù)階段很難發(fā)現(xiàn)。 材料性能、加工成本及加工難度相差很大，有些大口徑光學(xué)材料是很難購(gòu)得的。常用光學(xué)材料常用光學(xué)材料光學(xué)玻璃牌號(hào)分類(lèi)光學(xué)玻璃牌號(hào)分類(lèi)國(guó)際玻璃

13、碼的表示國(guó)際玻璃碼的表示1 1、光學(xué)設(shè)計(jì)中的材料選擇、光學(xué)設(shè)計(jì)中的材料選擇1、光學(xué)設(shè)計(jì)中的材料選擇常用的光學(xué)材料：l 光學(xué)玻璃（包括無(wú)色光學(xué)玻璃、有色光學(xué)玻璃和特種光學(xué)玻璃）l 微晶玻璃l 光學(xué)晶體l 塑料l 金屬材料（例如：銅，鋁等，做反射鏡）l光學(xué)玻璃的牌號(hào)分類(lèi)冕牌玻璃冕牌玻璃“K K”火石玻璃火石玻璃“F F”“輕輕”“Q Q”“重重”“Z Z”鋇冕鋇冕 BaKBaK鋇火石鋇火石BaFBaF鑭冕鑭冕 LaKLaK鑭火石鑭火石LaFLaF特殊玻璃在玻璃表中不占專(zhuān)門(mén)的區(qū)域特殊玻璃在玻璃表中不占專(zhuān)門(mén)的區(qū)域TKTK和和TF.TF.阿貝數(shù)的不同阿貝數(shù)的不同折射率的高低折射率的高低化學(xué)成分的不同化學(xué)

14、成分的不同1 1、光學(xué)設(shè)計(jì)中的材料選擇、光學(xué)設(shè)計(jì)中的材料選擇肖特玻璃廠的阿貝圖有一組直線和曲線肖特玻璃廠的阿貝圖有一組直線和曲線, ,將阿貝圖將阿貝圖分成許多區(qū)，將光學(xué)玻璃分類(lèi)。分成許多區(qū)，將光學(xué)玻璃分類(lèi)。阿貝數(shù)折射率1 1、光學(xué)設(shè)計(jì)中的材料選擇、光學(xué)設(shè)計(jì)中的材料選擇折射率1.6, V50:冕牌玻璃；V50:火石玻璃 折射率1.6，V55:冕牌玻璃；V0.030.10A0.100.25B0.250.5C0.51.00D1.002.00E2.004.00 玻璃中的氣泡是玻璃在熔煉過(guò)程中，氣體來(lái)不及逸出所致。 l玻璃中允許氣泡含量等級(jí)是由玻璃中允許氣泡含量等級(jí)是由100cm100cm3 3玻璃中所

15、含氣泡玻璃中所含氣泡 （直徑（直徑0.05mm0.05mm2mm2mm）的總截面積來(lái)確定的。）的總截面積來(lái)確定的。氣泡度分為氣泡度分為7 7級(jí)級(jí)1 1、光學(xué)設(shè)計(jì)中的材料選擇、光學(xué)設(shè)計(jì)中的材料選擇光學(xué)玻璃的物理、化學(xué)特性光學(xué)玻璃的物理、化學(xué)特性相對(duì)研磨硬度相對(duì)研磨硬度顯微硬度顯微硬度 耐潮穩(wěn)定性耐潮穩(wěn)定性耐酸穩(wěn)定性耐酸穩(wěn)定性玻璃抵抗硬物壓入的能玻璃抵抗硬物壓入的能力，用克氏顯微硬度力，用克氏顯微硬度HKHK表示。表示。 采用采用pH2.9pH2.9的醋酸、的醋酸、pH4.6pH4.6的標(biāo)準(zhǔn)醋酸鹽、的標(biāo)準(zhǔn)醋酸鹽、pH6pH6的水作為測(cè)定介質(zhì)，拋光玻璃表面被介質(zhì)的水作為測(cè)定介質(zhì)，拋光玻璃表面被介質(zhì)侵

16、蝕后，在白光燈下觀察玻璃表面出現(xiàn)紫藍(lán)干侵蝕后，在白光燈下觀察玻璃表面出現(xiàn)紫藍(lán)干涉色的時(shí)間（此時(shí)侵蝕破壞層的光學(xué)厚度為涉色的時(shí)間（此時(shí)侵蝕破壞層的光學(xué)厚度為135nm135nm）或表面呈現(xiàn)雜光或脫落現(xiàn)象的時(shí)間，）或表面呈現(xiàn)雜光或脫落現(xiàn)象的時(shí)間，據(jù)此可對(duì)光學(xué)玻璃耐酸性進(jìn)行遞減式分類(lèi)定級(jí)。據(jù)此可對(duì)光學(xué)玻璃耐酸性進(jìn)行遞減式分類(lèi)定級(jí)。影響光學(xué)加工難度和影響光學(xué)加工難度和光學(xué)系統(tǒng)的使用壽命光學(xué)系統(tǒng)的使用壽命同等研磨條件下，被測(cè)玻璃相對(duì)同等研磨條件下，被測(cè)玻璃相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)玻璃（標(biāo)準(zhǔn)玻璃（K9K9）的研磨硬度，用）的研磨硬度，用A A表示表示A AV V0 0/V /V ，A A越大表明玻璃越大表明玻璃硬度越大。

17、硬度越大。雙面拋光的玻璃樣品置于雙面拋光的玻璃樣品置于707011的飽和的飽和水蒸氣條件下，七晝夜后，測(cè)定玻璃表水蒸氣條件下，七晝夜后，測(cè)定玻璃表面散射率面散射率TBTB，再和標(biāo)準(zhǔn)白板時(shí)的散射率，再和標(biāo)準(zhǔn)白板時(shí)的散射率TATA相比，相比，H HTB/TATB/TA100100，H H值即表示值即表示玻璃表面玻璃表面“生霧率生霧率”。1 1、光學(xué)設(shè)計(jì)中的材料選擇、光學(xué)設(shè)計(jì)中的材料選擇國(guó)內(nèi)生產(chǎn)光學(xué)玻璃材料的廠家國(guó)內(nèi)生產(chǎn)光學(xué)玻璃材料的廠家l成都光明光電有限公司l上海新滬玻璃廠國(guó)外生產(chǎn)光學(xué)玻璃材料的廠家國(guó)外生產(chǎn)光學(xué)玻璃材料的廠家 l德國(guó)肖特l日本保谷（HOYA）l日本小原（OHARA）等1 1、光學(xué)設(shè)

18、計(jì)中的材料選擇、光學(xué)設(shè)計(jì)中的材料選擇三、光三、光 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 注注 意意 問(wèn)問(wèn) 題題材料選擇的問(wèn)題材料選擇的問(wèn)題1零件技術(shù)指標(biāo)的問(wèn)題零件技術(shù)指標(biāo)的問(wèn)題2標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙的問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙的問(wèn)題3加工工藝及成本的問(wèn)題加工工藝及成本的問(wèn)題4檢驗(yàn)方案的問(wèn)題檢驗(yàn)方案的問(wèn)題5加工超差補(bǔ)救的問(wèn)題加工超差補(bǔ)救的問(wèn)題6即通常所說(shuō)的光學(xué)表面疵病，表面疵病是指麻點(diǎn)，擦痕，開(kāi)口氣泡，破點(diǎn)及破邊，和表面粗糙度是完全不同的概念。2、零件技術(shù)指標(biāo)問(wèn)題面形偏差面形偏差表面光潔度表面光潔度表面粗糙度表面粗糙度最基本的零件指標(biāo)光圈數(shù)N，被檢光學(xué)表面的曲率半徑相對(duì)于參考光學(xué)表面曲率半徑的偏差對(duì)應(yīng)的光圈數(shù)象散偏差1N局部偏差2N

19、2、零件技術(shù)指標(biāo)問(wèn)題平面的主要技術(shù)指標(biāo)光圈和局部誤差平行度和楔度外形尺寸國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2831-81GB2831-81l 對(duì)于高精度的平行平板，其面形對(duì)于高精度的平行平板，其面形和平行度是相關(guān)的，當(dāng)面形不好的時(shí)和平行度是相關(guān)的，當(dāng)面形不好的時(shí)候，平行度也無(wú)法達(dá)到要求。候，平行度也無(wú)法達(dá)到要求。l 畫(huà)圖標(biāo)注時(shí)應(yīng)注意區(qū)分平行平板畫(huà)圖標(biāo)注時(shí)應(yīng)注意區(qū)分平行平板與楔板。與楔板。對(duì)于反射元件外徑厚度比對(duì)于反射元件外徑厚度比最好小于最好小于1010：1 1，可以盡，可以盡量減少變形。量減少變形。球面的主要技術(shù)指標(biāo)面形N， N中心偏差N對(duì)應(yīng)的是球面半徑誤差。N對(duì)應(yīng)的是表面不規(guī)則程度，通常所說(shuō)的PV值對(duì)應(yīng)

20、的是N的大小。透鏡外圓的幾何軸與光軸在透鏡曲率中心處的偏離程度，用C表示。國(guó)標(biāo)GB7242-87中提出新的定義：用光學(xué)表面定心頂點(diǎn)處的法線與基準(zhǔn)軸的夾角來(lái)度量中心偏差，夾角稱(chēng)為面傾角，用表示。定心頂點(diǎn)：光學(xué)表面與基準(zhǔn)軸的交點(diǎn)。基準(zhǔn)軸：用來(lái)標(biāo)注、檢驗(yàn)和校正中心誤差的一條確定的直線，該直線應(yīng)體現(xiàn)系統(tǒng)的光軸。2 2、零件技術(shù)指標(biāo)問(wèn)題、零件技術(shù)指標(biāo)問(wèn)題中心厚度和邊緣厚度要求標(biāo)準(zhǔn)：中心厚度和邊緣厚度要求標(biāo)準(zhǔn)：GB1205-75GB1205-75本標(biāo)準(zhǔn)適用于玻璃材料的球面的雙凸透鏡、平凸透鏡、正本標(biāo)準(zhǔn)適用于玻璃材料的球面的雙凸透鏡、平凸透鏡、正彎月透鏡的邊緣最小厚度及雙凹透鏡、平凹透鏡、負(fù)彎月彎月透鏡的邊

21、緣最小厚度及雙凹透鏡、平凹透鏡、負(fù)彎月透鏡的中心最小厚度。透鏡的中心最小厚度。2 2、零件技術(shù)指標(biāo)問(wèn)題、零件技術(shù)指標(biāo)問(wèn)題最小中心厚度和邊緣厚度標(biāo)準(zhǔn)：最小中心厚度和邊緣厚度標(biāo)準(zhǔn)：GB1205-75GB1205-75透鏡邊緣及中心最小厚度見(jiàn)下表。透鏡邊緣及中心最小厚度見(jiàn)下表。透鏡直徑透鏡直徑 D（mm）正透鏡邊緣最小正透鏡邊緣最小厚度厚度 t（mm）負(fù)透鏡中心最小負(fù)透鏡中心最小厚度厚度 d（mm）.2 2、零件技術(shù)指標(biāo)問(wèn)題、零件技術(shù)指標(biāo)問(wèn)題棱鏡的主要技術(shù)指標(biāo)光圈和局部光圈光學(xué)平行差（角度差、塔差）外形尺寸光線從反射棱鏡的入射面垂直入射后，在出射前對(duì)出射面法線的偏差稱(chēng)做反射棱鏡的光學(xué)平行差。在實(shí)用中

22、，反射棱鏡的光學(xué)平行差以其相互垂直的兩個(gè)分量表示：在入射光軸截面方向的光學(xué)平行差分且稱(chēng)做“第一光學(xué)平行差”，以1表示；在垂直于入射光軸截面方向上的光學(xué)平行差分量稱(chēng)做“第二光學(xué)平行差”，以2表示。第一光學(xué)平行差是由反射按鏡在光軸截面上的角度誤差引起的，也就是棱鏡的角度差；第二光學(xué)平行差是由反射棱鏡的棱的位置誤差引起的，這些棱的 位置誤差稱(chēng)做塔差。2 2、零件技術(shù)指標(biāo)問(wèn)題、零件技術(shù)指標(biāo)問(wèn)題非球面的主要技術(shù)指標(biāo)非球面的主要技術(shù)指標(biāo)非球面單獨(dú)使用時(shí)非球面單獨(dú)使用時(shí)非球面作為系統(tǒng)的單個(gè)非球面作為系統(tǒng)的單個(gè)元件使用時(shí)元件使用時(shí)彌散圓彌散圓透過(guò)波前透過(guò)波前焦距焦距實(shí)際加工曲線與理想的非球?qū)嶋H加工曲線與理想的

23、非球面曲線的偏差面曲線的偏差2 2、零件技術(shù)指標(biāo)問(wèn)題、零件技術(shù)指標(biāo)問(wèn)題三、光三、光 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 注注 意意 問(wèn)問(wèn) 題題材料選擇的問(wèn)題材料選擇的問(wèn)題1零件技術(shù)指標(biāo)的問(wèn)題零件技術(shù)指標(biāo)的問(wèn)題2標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙的問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙的問(wèn)題3加工工藝及成本的問(wèn)題加工工藝及成本的問(wèn)題4檢驗(yàn)方案的問(wèn)題檢驗(yàn)方案的問(wèn)題5加工超差補(bǔ)救的問(wèn)題加工超差補(bǔ)救的問(wèn)題63、標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB13323-91光學(xué)制圖繪制 新老標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比：表面疵病（老標(biāo)準(zhǔn)用指標(biāo)P，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB 1185-89用指標(biāo)B）圖紙外形公差應(yīng)與機(jī)械件的公差配合,便于裝配厚度與外圓比標(biāo)準(zhǔn)：透過(guò)的一般大于1：10； 反射的一般大于1

24、：8。3、標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙問(wèn)題平面元件標(biāo)平面元件標(biāo)準(zhǔn)圖紙實(shí)例準(zhǔn)圖紙實(shí)例對(duì)零件的要求對(duì)材料的要求3、標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙問(wèn)題球面元件標(biāo)球面元件標(biāo)準(zhǔn)圖紙實(shí)例準(zhǔn)圖紙實(shí)例對(duì)零件的要求非球面元件標(biāo)非球面元件標(biāo)準(zhǔn)圖紙實(shí)例準(zhǔn)圖紙實(shí)例3 3、標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙問(wèn)題、標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙問(wèn)題三、光三、光 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 注注 意意 問(wèn)問(wèn) 題題材料選擇的問(wèn)題材料選擇的問(wèn)題1零件技術(shù)指標(biāo)的問(wèn)題零件技術(shù)指標(biāo)的問(wèn)題2標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙的問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙的問(wèn)題3加工工藝及成本的問(wèn)題加工工藝及成本的問(wèn)題4檢驗(yàn)方案的問(wèn)題檢驗(yàn)方案的問(wèn)題5加工超差補(bǔ)救的問(wèn)題加工超差補(bǔ)救的問(wèn)題6材料成本材料成本加工工藝成本加工工藝成本加工難度成本加工難度成本加工數(shù)量成本加工數(shù)

25、量成本工裝夾具及檢工裝夾具及檢 驗(yàn)工具的成本驗(yàn)工具的成本加工加工需考慮需考慮特殊形狀元件特殊形狀元件 的加工成本的加工成本加工精度成本加工精度成本特殊檢驗(yàn)方案特殊檢驗(yàn)方案 的成本的成本特殊材料加工特殊材料加工 工藝研究成本工藝研究成本尺寸成本尺寸成本4 4、加工工藝與成本問(wèn)題、加工工藝與成本問(wèn)題三、光三、光 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 注注 意意 問(wèn)問(wèn) 題題材料選擇的問(wèn)題材料選擇的問(wèn)題1零件技術(shù)指標(biāo)的問(wèn)題零件技術(shù)指標(biāo)的問(wèn)題2標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙的問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙的問(wèn)題3加工工藝及成本的問(wèn)題加工工藝及成本的問(wèn)題4檢驗(yàn)方案的問(wèn)題檢驗(yàn)方案的問(wèn)題5加工超差補(bǔ)救的問(wèn)題加工超差補(bǔ)救的問(wèn)題65、檢驗(yàn)方案問(wèn)題 加工過(guò)程中的檢測(cè)就像人的眼睛一樣重要，能檢測(cè)出來(lái)就能加工出來(lái)，古典高精度光學(xué)加工過(guò)程是一個(gè)緩慢逼近的過(guò)程，只要能檢測(cè)出加工過(guò)程中的缺陷就能修正缺陷。l 元元 件件 檢檢 測(cè)測(cè) l 系系 統(tǒng)統(tǒng) 檢檢 測(cè)測(cè)元件檢測(cè)元件檢測(cè)l在設(shè)計(jì)階段要充分考慮單個(gè)元件的檢測(cè)方式，整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)是由一個(gè)個(gè)元件組成，在組裝以前要嚴(yán)格控制單個(gè)元件的質(zhì)量，從而保證整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量，等出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)開(kāi)始補(bǔ)救的話(huà)將耽誤整個(gè)工程進(jìn)度5 5、檢驗(yàn)方案問(wèn)題、檢驗(yàn)