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小型非球面轮廓测量仪的原理和应用

倪颖  
【摘要】: 光学元件的抛光精度取决于精磨精度,非球面光学元件的加工工序简略的可分为粗磨成形、精磨成形、抛光、检测。常规的非球面光学元件检测是在元件抛光后进行的,通过与之对应的补偿仪检测其面形质量,当实际面形与理论面形有较大误差时,就必须把已经抛光的元件重新精磨,再进行抛光、检测,其加工工序是相当繁复的。因此如果能对非球面光学元件精磨阶段的面形进行质量控制,就能极大减少加工周期,从而降低生产成本,这一点对于非球面光学元件批量生产意义更大。 本论文就是讨论了一种自行研制的非球面轮廓仪,主要用于非球面光学元件精磨阶段面形的检测,文中主要介绍了小型非球面轮廓仪的工作原理、产生测量误差原因的分析以及减小误差的方法、轮廓仪精度标定、使用轮廓仪进行的各种实验以及实验结果分析,以及轮廓仪用于实际生产的情况。 一般来说,高精度的非球面铣磨机床经过误差补偿后其精磨面形精度的达到2um,因此通过轮廓仪的测量得到铣磨机床一次铣磨的误差反馈数据,就可对非球面铣磨机床一次铣磨进行补偿。通过多次实验以及数据处理、分析,证明自行设计、装调的非球面轮廓仪以及测量软件达到了设计的精度要求,可满足实验室,光学加工车间对小型非球面光学元件精磨阶段面形的检测要求,其实用精度为1-2um。同时轮廓仪也可直接用于中低精度非球面光学元件的最终检测。 本轮廓仪已经应用于实际生产中,在提高产品质量,降低生产成本等方面发挥了良好的作用。


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