激光器中常采用長焦距透鏡(jìng)。它們通常有兩種:一種是平凹(āo)透鏡,它在激光器中作反射鏡;另一種是平凸鏡,它在激(jī)光器中常作輸出鏡(有時也作反射鏡)。其偏心會影響激光光(guāng)束的質量:光斑不圓,不均勻,甚(shèn)至找不到(dào)光斑。而因為(wéi)透鏡的焦距長(通常為(wéi)1m,3m,5m甚至10m等),透鏡的(de)線偏心量會超過定心磨邊機的工作範圍和視場,這樣長焦距(jù)透鏡的(de)偏心就不能(néng)象(xiàng)常(cháng)規透鏡那樣通過定心磨邊的方(fāng)法得到校正,因此,長焦距透鏡的加工成為光加工中的難點(diǎn)。
長焦距透鏡的製造技術(shù)
現以平凹長焦距透鏡為例,說明長焦距(jù)透鏡的製造過程。平凸長焦距透鏡的加工過程基本上與平(píng)凹長焦距透鏡(jìng)的製造過程(chéng)類似,其不同之處就在於(yú)加工第二麵的時候(hòu)采用了盲孔上盤的方法來(lái)避免火漆引起的中(zhōng)心偏。具體操(cāo)作如下:
(1)粗磨球麵
將大塊料(liào)切成長(zhǎng)方條料,再將(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(yòng)W28的金剛砂開出凹球麵(miàn),將開(kāi)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(jīn)剛砂。
(3)拋光球麵
將精磨好的透鏡放在四軸機上,用CeO2作(zuò)拋光劑,成盤拋光凹球麵,經過2~3個周期的拋光,光圈和光(guāng)潔度將滿足要求。
(4)磨邊
將零(líng)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(qiú)麵保(bǎo)持線接觸,這樣可避免上(shàng)盤引入透鏡的(de)偏心。
(5)清洗
將(jiāng)零件清(qīng)洗幹淨,放在搪瓷盤中,待加工第二麵。
(6)平麵的上盤
取一平行平板,其平行度(dù)非常好(用千分表幾乎測不出各點的上下表麵的(de)差異),再將球麵反扣在平行平(píng)板上,使零件和平行平板保持線接(jiē)觸。這種上盤方法可避免上盤引入的偏心。為了(le)使零件在此後(hòu)的灌膠(jiāo)過(guò)程中(zhōng)不被膠衝(chōng)起(qǐ)來,需先將零件固定。此後,在零件上壓上銅(tóng)板壓條,將熔融的流(liú)動性好的定心膠灌注在平(píng)行平板上(shàng),使(shǐ)零(líng)件之間充滿均勻的一層膠,它將零件和平行(háng)平板牢固地粘在一起,並且防止水(shuǐ)和拋光液的浸入,使零件在(zài)以後的精磨和拋光過程中不會從平行平板上掉下來。最後將平行平板粘到鑄鐵盤上,這樣就完成了平麵的上盤。
(7)平麵的精磨
將平麵依次過(guò)W28,W20,W14,W10的金剛砂,並(bìng)根據精度的要求,嚴格控製厚度(dù)和等厚差。因為等厚差直接影響零件的中心偏,精(jīng)磨過程中(zhōng)等厚差的控製是關鍵,
(8)平麵(miàn)的拋(pāo)光
平麵的拋光是在四軸機上(shàng)進行的。用瀝青(qīng)、蜂(fēng)臘和鬆香的混合物作拋光膠,用CeO2作拋光劑,在(zài)四軸(zhóu)機上經(jīng)過2~3個周期的拋光,可達到較高精度的麵形和光潔度。
(9)下盤
將拋光(guāng)好的(de)零件下盤並用酒精將零件清洗幹淨,放在搪瓷盤中,送交專職人(rén)員檢(jiǎn)驗。
分析
將(jiāng)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,發現其中心偏角X平均為1′。這(zhè)麽高的精度足以滿(mǎn)足激光器的要(yào)求(通常激光器中對中心偏提出的技術指標為(2′~3′),而用火漆上(shàng)盤法製作(zuò)同樣的透鏡中(zhōng)心偏角平均為(wéi)5′。