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衍射光学元件设计及金刚石单点车削技术的研究

王鹏  
【摘要】:衍射光学元件具有独特的色散特性和环境温度特性以及尺寸小、重量轻等特点,给光学设计带来更多的自由度和宽广的材料可选性。当前,红外衍射光学元件大多为单点金刚石车削加工而成。在国内,有许多单位都开展了衍射光学方面的研究工作,可见光波段衍射元件加工领域尤其是金刚石单点车削技术还很少,距实用化和批量生产还有相当的距离。 本文对衍射元件的金刚石单点车削技术中有关工艺参数进行了分析,分析了金刚石车削刀具刀尖半径和车削进给量对衍射元件微结构形状的影响;从加工表面粗糙度引起的光的散射(TIS)出发,分析了刀具刀尖半径、进给量和散射量之间的关系,给出了定量分析结果;再结合衍射元件加工中的遮挡效应、加工时间等问题,给出了加工过程中选取刀具刀尖半径和车削进给量的一般性原则。编制了衍射元件的数值面形模拟程序。并设计了一个折衍混合目镜,工作波段0.4861-0.6563μm,系统中衍射面包含427个环带,最小环带宽度为20μm.,通过对设计结果的分析,可采用金刚石单点车削技术进行加工,论证了所做的工艺参数的分析是可行的。


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