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激光应用于光学镜片维修

导读: 目前,非球面光学镜片的需求量持续增加。但照相机镜头或多焦点眼镜镜片等光学元件的制造成本仍然非常昂贵。

  目前,非球面光学镜片的需求量持续增加。但照相机镜头或多焦点眼镜镜片等光学元件的制造成本仍然非常昂贵。弗劳恩霍夫激光技术研究所(Fraunhofer Institutefor Laser Technology)开发出一种应用于光学镜片元件的制造工艺中的激光处理技术,尤其适合于生产低成本的非球面和自由曲面产品。工程师们利用这一工艺可以制造任何形状的光学产品。

  非球面镜片的表面弧度与普通球面镜片不同,为了追求镜片薄度,需要改变镜片的曲面。非球面的设计修正了影像,解决了视界歪曲等问题,同时,它使镜片更轻、更薄、更平,具有优异的抗冲击性能,保证配戴者的安全。到现在为止,非球面镜片的生产过程主要包括研磨和抛光等步骤,不但成本昂贵而且耗费时间长,且产量极低。弗劳恩霍夫激光技术研究所一个年轻的研究小组开发的生产工艺通过使用激光辐射,采取烧蚀和重熔工艺,能生产出非球面和自由曲面的镜片。

  Sebastian Heidrich和他的团队已经能够用融化的石英玻璃生产各种曲度的非球面和自由曲面镜片。为了做到这一点,他们将不同的工艺技术运用到生产过程中。

  首先,他们将二氧化碳激光束加热到超过2230oC,将不必要的物质选择性地蒸发和烧蚀掉。接下来,二氧化碳激光辐射线把镜片表面加热至蒸发温度,直到最外层物质融化成液体。镜片表面由于张力作用变得更光滑,待镜片冷却,再进行

  激光抛光。因为镜片的表面形状是电脑数据生成的,因此这一加工工艺可以根据厂商的个性化要求进行定制,不需要大范围的进行设备改造。与传统制造工艺相比,这一流程能够将制造光学镜片的时间缩短至原来的十分之一,制造复杂的自由曲面产品所节省的时间更加客观。这意味着量制造中小型部件的成本在不断降低,灵活性却不断提高。

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