硬脆材料微透镜阵列超精密磨削工艺研究

发布时间：2024-02-29 18:19

　　随着科学技术的不断发展,人类逐渐开始向大自然进行更深入的学习,仿生学就是一个典型的例子。微透镜阵列成像系统就是模仿自然界中昆虫的复眼成像原理而被人们提出的一种微光学成像系统。但是,微型零件的加工一直以来都是对现有科学技术的挑战,现有的加工方法一般分为特种加工工艺和超精密机械加工工艺,在尺寸精度方面,超精密加工具有天然的优势,本文采用三轴联动展成式超精密磨削方法,可实现单晶锗平面矩形微透镜阵列的高精度磨削。本文建立了磨粒运动学模型,对磨粒运动轨迹进行了分析,砂轮转速和工件转速将对工件表面的形貌产生主要影响。当砂轮转速与工件转速比值较大时,工件表面将形成放射状形貌。根据平面矩形微透镜阵列特点提出了一种分度式磨削轨迹规划方案,该方案可减少加工程序编写的工作量,缩短加工时间。利用单因素磨削实验确定了磨削工艺参数,单因素实验结果显示,当砂轮转速一定时,工件转速取值越低,工件表面粗糙度越小。实现了9×9平面微透镜阵列的磨削,通过白光干涉仪检测得到的透镜单元表面粗糙度在5nm²0nm之间。利用自行搭建的透镜单元深度测量平台对透镜单元深度进行了在位测量,得到了微透镜阵列单元矢高值...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1昆虫复眼微观形貌及纵向剖切图

光锥和感光束组成，如图1-2所统与人类等哺乳动物的单眼成像系统有着以人类为代表的单眼成像系统所看到的物人类的视角一般在180°以内，而昆虫的复可以探测目标物体与自身位置之间的距离的方向信息[5]。正因为昆虫复眼成像系统以来科学界和工程界的工程师们都在不断物功能的模仿，为此付....

图1-2复眼的成像原理

图1-2复眼的成像原理[5]微透镜阵列的设计制造和应用方面，国外一直走在前列。2017年火商洛克希德马丁公司先进技术中心（LMATC）公布了一种利用成像的新型天基光学侦察相机。这种新相机简称为“蜘蛛”，全称为侦察的分段平面式成像探测器”（SPIDER）。“蜘蛛”相机基于干....

图1-3SPIDER结构

像相机[10]。图1-3所示为SPIDER相机的系统结构示意图，其中用到了平面微透镜阵列成像技术。图1-3SPIDER结构[10]图1-4为SPIDER相机成像测试实验所拍摄的图像，这种微透镜阵列相机在轨道高度300km、光线波长500nm、基线长度为....

图1-4SPIDER成像测试实验所拍摄的图像

图1-4SPIDER成像测试实验所拍摄的图像[10]透镜阵列还可以用于医疗领域，如外科设备中的内窥医用内窥镜使用的是单镜头成像系统，在使用过程中为90°左右），功能单一（只能反映光强信息）等因素足医生诊疗的需要。所以如果能够利用微透镜阵列相就能让医生在观察病灶时不仅能够看....

本文编号：3914736