为了预测微透镜阵列玻璃模压成型过程中微结构的加工工艺参数,利用高级非线性有限元软件MSC.Marc进行微透镜阵列的有限元建模;将不同微结构宽度的阵列光学元件进行分组,利用有限元模型分别计算每组硫系阵列光学元件的微结构高度对等效米塞斯应力的影响,得到微结构宽度相同、高度不同的硫系玻璃微透镜阵列结构对模压成型后等效米塞斯应力的影响,对微结构宽度相同、高度不同的阵列光学元件的最大等效米塞斯应力进行数据拟合处理,得出各组等效米塞斯应力的趋势,获得适合模压的硫系玻璃Ge23Se67Sb10阵列光学元件的微结构高度与宽度之比。仿真结果表明:微结构高度越小,等效米塞斯应力越小;硫系玻璃微透镜阵列的等效米塞斯应力由中心到边缘逐渐增大,边缘处的等效米塞斯应力最大;当微结构高度与宽度之比大于0.322时,模压产生的等效米塞斯应力大幅增加。

基于硫系玻璃材料Ge23Se67Sb10的热机械特性，建立了模压工艺模型，仿真模拟了模压温度、摩擦系数及模压速率对硫系玻璃材料模压成型后等效应力的影响。与L-BAL42材料的模压仿真数据进行对比，讨论了硫系玻璃与传统可见光玻璃在模压工艺上的区别，并优化了模压工艺参数。研究结果表明，随着模压温度的升高、摩擦系数和模压速率的降低，材料模压成型后的等效应力减小。与对照材料相比，硫系材料Ge23Se67Sb10最适合通过改变模压速率来改变等效应力。