第六章 光学零件通用技术要求徐均琪 西安工业大学第一节 对光学玻璃的要求第二节 对光学零件的要求n透镜• 曲率半径及面形精度 • 中心误差 • 外圆直径及公差 • 厚度及公差 • 表面粗糙度 • 表面疵病 • 气泡度n棱镜• 角度及直线尺寸误差 • 屋脊棱镜误差 • 非圆形零件的保护性倒角 • 平面度 • 分辨率 • 研磨表面的粗糙度 • 抛光表面的疵病 • 气泡度一、气泡度qn限定气泡大小，可以不限制也可以限制数量 nq=0.01 nq=0.01×3n分区限制气泡大小和数量 nq=(Φ5)0+ (Φ10)0.02×3+0.03×5n限定气泡总面积nq= Φ1/Φ20n既规定气泡的总面积，又限制气泡的大小nq=Φ0.3[0.1]/Φ6面形如何检验？二、表面 形状公差方案之1： 球径仪测量曲率半径方案之2: 轮廓仪测量面形方案之3:光圈检验n对光圈数N和局部光圈ΔN的要求n光波在被检光学表面与参考光学表面 间由于干涉所形成的条纹它表示被 检光学零件表面曲率半径误差表面形状公差（N 、ΔN）n被检光学零件表面与参考光学表面由干 涉所形成的干涉条纹的不规则程度，它 表示面形精度。
nΔN应由光学设计确定nN和ΔN的取值应协调一致一般ΔN=（ 0.2~0.1）N曲率半径及面形精度三、标准样板精度等级△Rn标准样板的精度ΔR分为A、B两级精 度 等 级级标标准样样板的曲率半径R0.5~5＞5~10＞10~35＞35~350＞350~1000＞1000~4000半径允差ΔR(µm)相对对R名义义尺寸的百分比A0.51.02.00.020.030.03R/1000B1.03.05.00.030.050.05R/1000n透镜表面的曲率半径应该符合国标规定nn的取值为1000,500,250,125,公比四、曲率半径R五、表面粗糙度① 轮廓最大高度—Ry② 微观不平度十点高度—RZ注意：在光学零件图中，除特别指明外，一般为Ra③ 轮廓算术平均偏差—Ra④ 轮廓均方根偏差—Rq六、表面疵病 n表面疵病主要是标注擦痕、麻点及破边 n一般标注是对其允许的个数和最大面积 （mm2） 做出限制，标志为B/G×JG代表允许的表面疵病数目；J代表表面疵病的面积n比如B/3×0.25；C2×0.01；P 0.5 七、抗激光破坏阈值 n抗激光破坏阈值，一般是指镀膜后光学 零件（或玻璃元件）受到激光辐射后， 导致表面破坏概率为零的最大能量密度 或功率密度 。
n脉冲激光n连续激光Spectroscope 1 Nd:YAG LaserHe-Ne LaserAttenuatorSpectroscope 2Energy meterHigh reflector探测器2Sample holder激光损伤阈值测试系统计算机探测器1薄膜表面 实时显示开始测试测试结果： LIDT=10.0J/cm2PJ/cm210.0八、中心公差n中心差：光学表面定心顶点处的法线 对基准轴的偏离量，以面倾角表示n光轴n几何轴n基准轴中心误差(1)n1---基准轴;2---光轴;3---几何轴1、以透镜边缘面的对称轴为基准轴 中心误差(2)n1---基准轴;2---光轴;3---几何轴2、以透镜边缘面与光学表面交线圈中心P和该光 学表面球心C1的连线为基准轴 中心误差(3)n1---基准轴;2---光轴;3---几何轴3、以过透镜边缘面和端平面交线圆中心P的该圆平 面的法线为基准轴 中心误差(4)n1---基准轴;2---光轴;3---几何轴4、以光学表面球心C1和边缘面与一选定平面 交线圆中心P的连线为基准轴 九、外圆直径及公差十、透镜厚度及公差十一、圆形零件的保护性倒角十二、棱镜和平板的角度 n折射棱镜由两个相交的折射平面所组成的透 明介质零件称为折射棱镜。
n光线偏折n色散n棱镜的分类n反射棱镜为了使两面角镜的二面角不变，把两个反射 面做在同一玻璃上这样把两个或多个反射面做 在同一玻璃上的光学零件叫反射棱镜(有时为一个 反射面) 简单棱镜、屋脊棱镜、复合棱镜n光路转折n正象除了光圈、局部光圈、样板精度等级、粗糙度、 表面疵病和气泡度外，对棱镜还有其他要求对棱镜的要求• ΔR • N • Δ N • B • q光线由棱镜的入射面垂直入射， 光线在出射前对出射面法线的偏离称 为棱镜的光学平行差第一光学平行差第二光学平行差对棱镜的其他要求n1.光学平行差棱差的分类2、屋脊棱镜的双像差棱镜的其他要求• 保护性倒角最短棱边边 长长度二面角倒角 宽宽度三面角倒角 宽宽度倒 角 位 置3--60.1 + 0.10.4 + 0.3倒角面垂直于二面角的二 等分面； 三面角倒角面垂直于三面 角中每个二面角的二等分 面交线线； 三面角的倒角宽宽度是指倒 角后的三角形中最长边长边 的 长长度>6~100.2+0.21.0+0.4>10~300.4+0.31.5+0.5>30~500.6+0.42.0+0.6>500.8+0.52.5+0.83、反射镜n是以它的反射面对于预定光束产生转折 成像的光学元件。
n按形状分为：平面、球面、非球面n按反射面位置：内反、外反n按反射程度：全反、半透半反4、分划元件n在一个表面上制有一定标志，分划或特 定图案的光学零件，统称为分划元件n按用途：分划板、光学度盘、光学码盘 、分辨率板、星点板等5、玻璃平板和光楔n由两个相互平行的光学平面构成的光学 零件统称为玻璃平板n光楔是由两个光学平面间夹一小角度（ 一般小于1°）所构成，常用于光学测微 器及补偿器上平板零件的类型不平行度滤光镜 保护镜高精度 一般精度3″-1′ 1′-10′ 分划板 表面涂层的反射镜 背面涂层的反射镜10′-15′ 10′-15′ 2″-30″光楔精度 公差 高精度 中等精度 一般精度±(0.2″-10″) ±(10″-30″) ±(30″-1 ′)十三、对光学部件的技术要求n1. Nn2. ΔNn3. Bn4. χn5. θⅠ、θⅡn6. q十四、光学零件表面处理n（一）膜层种类及符号序号123456789薄 膜 符 号薄膜 类别类别内反 射膜外反 射膜分束膜 滤滤光膜 保护护膜 导电导电 膜 偏振膜涂黑减反膜n（二）镀制方法及符号n1.溶液沉淀法 r 5. 阴极溅射法 Yn2.酸蚀去碱法 R 6. 加热熔化法 Gn3.电解氧化法 D 7. 气体沉淀法 Qn4.真空蒸镀法 F 8. 喷刷及其他方法 B十五、光学零件图n①光学零件图应在右上角画出“对 材料的要求”，“对零件的要求”专 用表格。
表中没有要求的项目，画 一短线“-”表示，特殊要求的项目 画“*”表示，并加以说明，仅做工 艺参考的要求加圆括号n② 光学零件曲率半径标注n③ 光学零件图上一般用图形和文字表 明倒角要求如倒角尺寸小于2mm， 可不绘制倒角图形，引出细实线标注 ；不允许倒角的棱应说明n④ 棱镜零件图上若未画棱的倒角图形 ，则所标注尺寸一律为倒尖棱尺寸n⑤ 非球面光学零件图上，应根据需要 列出曲线方程式，必要时可列出坐标值 n⑥ 光学零件图上，零件的有效口径如 对称于表面形状分布，则应在所列的Ｄ０ 栏内标明n1. 用样板检验球面光学零件时，若被 检表面的公称曲率半径为R，检验所用的 光波波长为λ，检验得到的光圈数为N， 被检光圈范围的直径为D，试推导零件表 面曲率半径偏差与光圈数的关系 作业：n2.说明光学零件图上以下符号的含义：nq=0.02×3nq=(φ5) 0.02×3+ (φ20) 0.05×5 + 0.08×5nq=φ0.5/φ10nq=φ0.5[0.1]/φ10nB/5×0.25;C3×0.02;P0.6。