高精度微结构玻璃光学元件阵列模压技术研究进展

发布时间：2024-04-24 23:30

　　高精度微结构玻璃光学元件在光学系统、精密测量、微流控芯片等领域的应用日趋广泛,而阵列模压成形技术是生产玻璃光学元件最具革命性的制造技术,具有高精度、无污染、净成形、低成本等特点,可望实现高精度微结构玻璃元件的低成本和稳定性量产。本文介绍了微结构玻璃光学元件阵列模压技术的优势及应用需求,综述了国内外近年来利用阵列模压技术制造微结构玻璃光学元件的重要研究进展,包括模具材料及加工技术、玻璃材料及热力学特性、阵列模压过程有限元仿真及模压工艺试验、微结构玻璃元件质量检测技术等。重点阐述了微结构光学元件制备过程中在模具材料、镀膜材料、模具加工设备及工艺、阵列模压仿真与成形工艺等方面所取得的新成果和面临的技术难题。最后,对微结构玻璃光学元件阵列模压成形制造技术的发展趋势进行了展望。

【文章页数】：19 页

【部分图文】：

图1金属合金镀膜

模具表面的镀膜不仅要承受热应力和机械应力,还要承受与热侵蚀性熔融玻璃直接接触而产生的腐蚀性热化学环境,因此,镀膜需满足以下要求:(1)良好的热稳定性,即在成形温度(350～800℃)下不老化;(2)足够坚固,具有足够的抗热冲击性;(3)化学性质高度稳定,不与玻璃发生化学反应。常....

图2不同加工方式下的非球面微结构模具

在超精密金刚石切削加工微结构阵列模具中,常采用金刚石工具同时控制两个轴(X,Z)沿非球面目标形状进行轴对称非球面扫描加工,但是,此方法只能加工一个腔体(透镜形状)。在制造微结构阵列模具时需要制造大量的子单元模具形状,并且必须将它们精确地定位和组合,而单元模具间距误差被限制在几微米....

图2不同加工方式下的非球面微结构模具

图2不同加工方式下的非球面微结构模具利用超精密磨削加工微结构模具时,也会面临与切削相同的工具磨损问题。Yamamoto等[48]利用ULG-100D(SH3)四轴联动(X,Y,Z,C)磨床,采用树脂结合剂金刚石砂轮磨削复眼结构的碳化钨模具,获得了PV为0.12μm的面形精度,....

图3微阵列复眼透镜磨削法及模具磨削成形精度[52]

利用超精密磨削加工微结构模具时,也会面临与切削相同的工具磨损问题。Yamamoto等[48]利用ULG-100D(SH3)四轴联动(X,Y,Z,C)磨床,采用树脂结合剂金刚石砂轮磨削复眼结构的碳化钨模具,获得了PV为0.12μm的面形精度,如图3所示。Suzuki等[49]开发....

本文编号：3963667