1. Chuẩn bị nguyên liệu thô:
Việc lựa chọn nguyên liệu thô phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng của các linh kiện quang học. Trong sản xuất quang học hiện đại, kính quang học hoặc nhựa quang học thường được chọn làm vật liệu chính. Kính quang học nổi tiếng với khả năng truyền sáng và độ ổn định vượt trội, mang lại hiệu suất quang học vượt trội cho các ứng dụng có độ chính xác và hiệu suất cao như kính hiển vi, kính thiên văn và ống kính máy ảnh cao cấp.
Tất cả nguyên liệu thô đều trải qua quy trình kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt trước khi đưa vào quy trình sản xuất. Quy trình này bao gồm việc đánh giá các thông số quan trọng như độ trong suốt, độ đồng nhất và chiết suất để đảm bảo tuân thủ các thông số thiết kế. Bất kỳ khiếm khuyết nhỏ nào cũng có thể dẫn đến hình ảnh bị méo hoặc mờ, ảnh hưởng đến hiệu suất của sản phẩm cuối cùng. Do đó, việc kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt là điều cần thiết để duy trì tiêu chuẩn cao trên mỗi lô nguyên liệu.
2. Cắt và Đúc:
Dựa trên thông số kỹ thuật thiết kế, thiết bị cắt chuyên nghiệp được sử dụng để định hình chính xác nguyên liệu thô. Quy trình này đòi hỏi độ chính xác cực cao, vì ngay cả những sai lệch nhỏ cũng có thể ảnh hưởng đáng kể đến quá trình xử lý tiếp theo. Ví dụ, trong sản xuất thấu kính quang học chính xác, một sai sót nhỏ cũng có thể khiến toàn bộ thấu kính không hoạt động. Để đạt được độ chính xác này, sản xuất quang học hiện đại thường sử dụng thiết bị cắt CNC tiên tiến được trang bị cảm biến có độ chính xác cao và hệ thống điều khiển có khả năng đạt độ chính xác đến từng micron.
Ngoài ra, cần cân nhắc các đặc tính vật lý của vật liệu trong quá trình cắt. Đối với kính quang học, độ cứng cao đòi hỏi các biện pháp phòng ngừa đặc biệt để tránh nứt vỡ và hình thành mảnh vụn; đối với nhựa quang học, cần cẩn thận để tránh biến dạng do quá nhiệt. Do đó, việc lựa chọn quy trình cắt và cài đặt thông số phải được tối ưu hóa theo vật liệu cụ thể để đảm bảo kết quả tối ưu.
3. Mài mịn và đánh bóng:
Mài mịn là một bước quan trọng trong quá trình sản xuất linh kiện quang học. Quá trình này bao gồm việc sử dụng hỗn hợp các hạt mài mòn và nước để mài đĩa gương, nhằm đạt được hai mục tiêu chính: (1) bám sát bán kính thiết kế; (2) loại bỏ hư hỏng bề mặt. Bằng cách kiểm soát chính xác kích thước hạt và nồng độ hạt mài mòn, hư hỏng bề mặt có thể được giảm thiểu hiệu quả, từ đó nâng cao hiệu suất quang học của thấu kính. Ngoài ra, điều quan trọng là phải đảm bảo độ dày tâm phù hợp để có đủ khoảng trống cho quá trình đánh bóng tiếp theo.
Sau khi mài mịn, thấu kính được đánh bóng để đạt được bán kính cong, độ không đều hình cầu và độ hoàn thiện bề mặt quy định bằng đĩa đánh bóng. Trong quá trình đánh bóng, bán kính thấu kính được đo và kiểm tra nhiều lần bằng các khuôn mẫu để đảm bảo tuân thủ các yêu cầu thiết kế. Độ không đều hình cầu đề cập đến nhiễu loạn tối đa cho phép của mặt sóng hình cầu, có thể được đo bằng phép đo tiếp xúc khuôn mẫu hoặc phép đo giao thoa. Phát hiện bằng giao thoa kế mang lại độ chính xác và khách quan cao hơn so với phép đo mẫu, vốn phụ thuộc vào kinh nghiệm của người kiểm tra và có thể dẫn đến sai số ước tính. Hơn nữa, các khuyết tật bề mặt thấu kính như vết xước, rỗ và khía phải đáp ứng các tiêu chuẩn quy định để đảm bảo chất lượng và hiệu suất của sản phẩm cuối cùng.
4. Định tâm (Kiểm soát độ lệch tâm hoặc độ chênh lệch độ dày bằng nhau):
Sau khi đánh bóng cả hai mặt thấu kính, cạnh thấu kính được mài mịn trên máy tiện chuyên dụng để hoàn thành hai nhiệm vụ: (1) mài thấu kính đến đường kính cuối cùng; (2) đảm bảo trục quang học thẳng hàng với trục cơ học. Quá trình này đòi hỏi kỹ thuật mài chính xác cao, các phép đo và điều chỉnh chính xác. Sự thẳng hàng giữa trục quang học và trục cơ học ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất quang học của thấu kính, và bất kỳ sai lệch nào cũng có thể dẫn đến biến dạng hình ảnh hoặc giảm độ phân giải. Do đó, các thiết bị đo lường có độ chính xác cao, chẳng hạn như giao thoa kế laser và hệ thống căn chỉnh tự động, thường được sử dụng để đảm bảo sự thẳng hàng hoàn hảo giữa trục quang học và trục cơ học.
Đồng thời, việc mài phẳng hoặc vát cạnh cố định đặc biệt trên thấu kính cũng là một phần của quy trình căn chỉnh tâm. Các vát cạnh này giúp tăng độ chính xác khi lắp đặt, cải thiện độ bền cơ học và ngăn ngừa hư hỏng trong quá trình sử dụng. Do đó, việc căn chỉnh tâm rất quan trọng để đảm bảo cả hiệu suất quang học và hoạt động ổn định lâu dài của thấu kính.
5. Xử lý lớp phủ:
Thấu kính được đánh bóng được phủ một lớp để tăng khả năng truyền sáng và giảm phản xạ, từ đó cải thiện chất lượng hình ảnh. Phủ là một bước quan trọng trong sản xuất linh kiện quang học, thay đổi đặc tính truyền sáng bằng cách phủ một hoặc nhiều lớp màng mỏng lên bề mặt thấu kính. Các vật liệu phủ phổ biến bao gồm magie oxit và magie florua, được biết đến với đặc tính quang học và độ ổn định hóa học tuyệt vời.
Quy trình phủ đòi hỏi sự kiểm soát chính xác tỷ lệ vật liệu và độ dày màng phim để đảm bảo hiệu suất tối ưu của từng lớp. Ví dụ, trong lớp phủ nhiều lớp, độ dày và sự kết hợp vật liệu của các lớp khác nhau có thể cải thiện đáng kể độ truyền sáng và giảm tổn thất phản xạ. Ngoài ra, lớp phủ có thể mang lại các chức năng quang học đặc biệt, chẳng hạn như khả năng chống tia UV và chống mờ, mở rộng phạm vi ứng dụng và hiệu suất của thấu kính. Do đó, việc xử lý lớp phủ không chỉ cần thiết để cải thiện hiệu suất quang học mà còn rất quan trọng để đáp ứng các nhu cầu ứng dụng đa dạng.
Thời gian đăng: 23-12-2024