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德国研发聚焦镜头制造和质量检测新技术

关键词 钻石 , 单晶金刚石 , 抛光 , 研磨|2017-06-27 09:40:25|来源 中国工业网
摘要 光学系统的应用范围主要在制造工业。由于需要聚焦(射线引导)镜头,目前在医疗或航天技术方面的应用还常常受限。因为新的脉冲激光源产生的辐射强度,超过常规的玻璃透镜和阵列器件。石英玻璃或...
       光学系统的应用范围主要在制造工业。由于需要聚焦(射线引导)镜头,目前在医疗或航天技术方面的应用还常常受限。因为新的脉冲激光源产生的辐射强度,超过常规的玻璃透镜和阵列器件。石英玻璃或钻石等替代光学材料则能提供更好的传输性能,耐受高辐射强度和机械环境影响的能力更强。然而,要加工这些材料很难,而且对自由成型镜头的质量检测大多只能依赖抽样进行。
       德国弗劳恩霍夫制造技术研究所(IPT)近日称,将承担由德国教研部资助的“数字光子生产”研究园区子项目“MaGeoOptik”,研究如何能使要求苛刻的石英玻璃或钻石聚焦镜头的生产成本降低、质量更高,从而开拓新的更大的光学产品市场。这种镜头主要用于高功率激光器。
       研发内容分三部分:一是研制石英玻璃镜头的高精度模具。迄今为止,精密光学器件主要通过研磨抛光技术生产,但也可通过冲压加工工艺,采用高达1400℃的温度,以复杂的几何形状被制成。“MaGeoOptik”项目的核心是研究这种高温玻璃的性能,并结合新的模具替代材料,如碳化硅或氮化硼陶瓷以及玻璃碳。
       二是制定新的钻石镜头抛光控制方案。目前,制造单晶金刚石光学元件只能通过研磨工艺,因为其结构特性,这种极硬的材料很难被改造,因此,磨具在加工过程中磨损严重。研发人员计划研发新的应用模型,制定相应的机轴控制软件方案,使得生产具有复杂几何形状的钻石镜头更快,成本更低,更适应商业市场。
       三是建立对超精密自由成型镜头的100%无损检测方法。该方法将是一种新的高精准的光学测量系统,用于检测由石英玻璃或钻石制造的镜头的特性。与现有的触摸式方法相比,该方法的测量速度可提高六至十倍。此外,该方法可在生产现场直接使用,并能被集成到自动化生产过程中。
       该项目的研究结果不仅可用于测试高功率激光器及其它未来应用领域的光学新材料,而且符合工业用途。
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