中国工程物理研究院, 成都精密光学工程研究中心, 四川 成都 621900
大口径长焦透镜是高功率激光系统中必不可少的器件之一，随着装置性能提升，对长焦透镜透射波前包括透射峰谷(PV)值、透射均方根梯度(GRMS)值等，提出了详细的定量技术指标需求。根据长焦透镜焦距特别长的特点，提出了利用准直透镜，大幅缩短长焦透镜检测光路距离干涉检测方法。利用Zemax 软件分析了该检测方法的理论误差和调整误差。该检测方法将光路长度由13 m(或33 m)，大幅缩短至约5 m，光路受环境温度梯度、气流、震动的影响大幅降低，干涉结果直接显示透射波前畸变。
测量 大口径 长焦透镜 透射波前 补偿测试 中国激光
2015, 42(10): 1016002
为了完善平面摇摆式抛光的理论并指导加工，基于Preston方程建立了平面摇摆式加工的去除模型，并使用该模型在Matlab中仿真计算元件上各点在不同加工参数情况下的去除量，最终得到不同加工参数情况下所产生的不同去除形貌。通过控制不同参数在430 mm×430 mm平面石英元件上进行抛光实验，验证去除模型的正确性，对比相同参数下仿真得到的去除形貌和加工后检测得到的面形图可知该去除模型能够正确预测不同加工参数时的去除量，从而证实了该模型能够准确、有效地指导摇摆式抛光。
摇摆式抛光 加工参数 轨迹长度 去除模型 swinging polishing machining parameters track length removal model 强激光与粒子束
2014, 26(3): 032009
基于环摆双面抛光技术，研究了3 mm厚大口径超薄元件的双面抛光加工工艺。通过对双面抛光原理的分析，对转速比、抛光垫面形、抛光液等工艺参数上作了优化，并通过加工模拟进行验证。通过工件环分离器减薄技术解决了3 mm厚超薄元件的装夹问题。在SYP152双面主动抛光机上进行了加工工艺实验，通过调节转速比实现3 mm厚大口径超薄元件面形的高效收敛，验证了加工的可行性，并且达到了面形精度优于1.5λ(λ=632.8 nm)、表面粗糙度优于1 nm的技术水平。
双面抛光 大口径超薄元件 工艺优化 转速比 加工模拟 double-side polishing large-aperture ultra-thin component process optimization speed ratio machining simulation 强激光与粒子束
2013, 25(12): 3315
研究了针对600 mm口径方形轻质碳化硅元件的数控抛光工艺过程，采用国产OP1000数控研磨抛光机床对一块600 mm×480 mm的方形碳化硅元件进行数控抛光加工。在经过两周的加工时间，碳化硅光学元件的通光口径均方根(RMS)值收敛到了35 nm(大约为λ/18，λ=632.8 nm)。在加工过程中针对大口径椭圆形碳化硅反射镜采用了合适的加工参数优化，例如在加工过程中的不同阶段选择了不同颗粒度的金刚石微粉作为特定阶段的抛光辅料以保证光学元件的表面粗糙度。对计算机控制数控加工技术的快速收敛过程也进行了阐释。
大口径光学元件 碳化硅 表面质量 快速收敛 参数优化 抛光 large aperture mirror SiC material surface quality rapid convergence parameter optimization polishing 强激光与粒子束
2013, 25(12): 3311
通过建立环形抛光的去除模型，从理论上分析了转速比、槽形、元件摆动对于抛光结果的影响，并分析了中频误差产生的原因。模拟结果表明: 转速比的差异会产生较大的低频误差，而中频误差会随着低频误差的降低而降低; 槽形是中频误差的主要来源，复杂的非对称不规律槽形使抛光路径复杂化，降低中频误差; 同时元件的小幅度摆动能够使抛光更加均匀，减小定心式抛光造成的元件表面规则状纹路结构，从而有效减小元件的中频误差。
环形抛光 中频误差 模拟 转速比 槽形 continuous polishing mid-spatial frequency error simulation rotating ratio groove shape 强激光与粒子束
2013, 25(12): 3307
系统开展了光学元件超声清洗工艺的实验研究。通过研究超声清洗剂、清洗温度等工艺参数的优化，找到了能够有效祛除元件表面无机污染物和有机污染物的较佳超声清洗工艺，且超声清洗没有对光学元件表面产生损伤，清洗后的光学元件接触角小于6°，并不残留大于1 μm的颗粒，超声清洗对光学元件表面污染物的祛除能力远胜于手工清洗。
超声清洗 接触角 粗糙度 原子力显微镜形貌 表面微观状况 ultrasonic cleaning contact angle roughness AFM contour surface morphology
根据环形抛光的加工特点，研究了大口径反射元件的环形抛光加工工艺。在4 m环抛机上进行了610 mm×440 mm×85 mm的大口径反射元件加工工艺实验，研究了修正盘及工件盘转速与元件面形的关系、修正盘及工件盘位置与元件面形的关系、沥青盘槽形与元件面形的关系。研究结果表明，通过对修正盘及工件盘转速、修正盘及工件盘位置、沥青盘槽形等工艺参数的优化控制，能够得到大口径反射元件面形的高效收敛，元件最高面形精度优于λ/6(λ=632.8 nm)，验证了加工工艺的有效性。
环形抛光 大口径反射元件 工艺优化 转速 槽形 annular lapping large-aperture reflective component process optimization rotating speed groove shape
成都精密光学工程研究中心,四川 成都 610041
研究了光学元件镀膜前超高洁净度要求的超声清洗工艺，在超声波清洗机的频率和功率一定的情况下，通过研究超声清洗剂、清洗温度、清洗时间等对光学元件超声清洗效果的影响，研制出有效清洗光学元件的清洗工艺，并保障超声清洗工艺对光学元件的表面状况无损伤。同时发现光学元件的放置时间会影响元件的清洗效果。超声清洗刚加工好的光学元件洁净效果较好，清洗时间较短；有6个月存放期的光学元件，表面颗粒污染很难洁净清洗。
光学元件 超声清洗 清洗效果 放置时间 激光与光电子学进展
2010, 47(3): 032401
采用不同的数值计算方法求解了大口径(340mm×340mm)方形离轴非球面的最接近球面曲率半径和非球面度，得出了各种不同的磨削量及其对应的分布结构。对不同的最接近球面及非球面度所适用的加工工艺和检测方法进行了分析和评价。这对离轴非球面的加工和检测具有一定的指导意义。
离轴非球面 非球面度 加工 检测 off-axis aspheric asphericity manufacturing testing
1 四川大学 光电科学技术系,四川 成都,610064
2 成都精密光学工程研究中心,四川 成都,610041
国内现有的高功率固体激光装置所使用的非球面聚焦透镜都是用传统方式手工加工而成的,由于手工加工方式的加工精度和进度对人的依赖性很大,势必影响大批量制造时的工程进度.而采用新兴的小磨头数控加工技术则可以避免这些缺点.介绍了首次将小磨头数控加工技术用于非球面聚焦透镜的加工,对其中各项技术,包括典型靶镜参数、机床控制方式、加工运动方式、实验使用参数、检测方式进行了分析,并得到了预期的实验结果.
小磨头数控抛光 非球面 透镜 Computer controlled optical surfacing （CCOS） Aspherical Lens
