留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

小口径双非球面硫系玻璃镜片精密模压成型实验研究

唐昆 孔明慧 朱勇建 陈逢军 毛聪 张明军

唐昆, 孔明慧, 朱勇建, 陈逢军, 毛聪, 张明军. 小口径双非球面硫系玻璃镜片精密模压成型实验研究[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(4): 418006-0418006(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0418006
引用本文: 唐昆, 孔明慧, 朱勇建, 陈逢军, 毛聪, 张明军. 小口径双非球面硫系玻璃镜片精密模压成型实验研究[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(4): 418006-0418006(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0418006
Tang Kun, Kong Minghui, Zhu Yongjian, Chen Fengjun, Mao Cong, Zhang Mingjun. Experimental study on precision molding of small dual aspherical chalcogenide glass lens[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(4): 418006-0418006(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0418006
Citation: Tang Kun, Kong Minghui, Zhu Yongjian, Chen Fengjun, Mao Cong, Zhang Mingjun. Experimental study on precision molding of small dual aspherical chalcogenide glass lens[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(4): 418006-0418006(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0418006

小口径双非球面硫系玻璃镜片精密模压成型实验研究

doi: 10.3788/IRLA201847.0418006
基金项目: 

国家自然科学基金(51405034);湖南省自然科学基金(2015JJ3014);湖南省教育厅项目(15C0039);湖南省高校重点实验室开放基金(2017kfjj06)

详细信息
    作者简介:

    唐昆(1980-),男,讲师,硕士生导师,博士,主要从事超精密加工、精密热压成型及仿真方面的研究。Email:tangkun@csust.edu.cn

  • 中图分类号: TG376.2;TN213

Experimental study on precision molding of small dual aspherical chalcogenide glass lens

  • 摘要: 为实现小口径双非球面硫系玻璃镜片的精密模压成型制造,通过正交模压成型实验,研究了相关工艺参数对成型镜片质量的影响规律。首先,介绍了模压成型过程和用于实验的PFLF7-60A型多工位模压成型机床,并根据非球面曲线公式设计了目标镜片。然后,选定了一种环保型硫系玻璃IRG205,通过VFT方程拟合了玻璃粘度与温度之间的关系,确定了模压温度,并对各工位实验参数进行了设置。最后,利用无镀膜模具及球形预形体进行了正交模压成型实验,分析了实验条件下模压温度、加压载荷及保持压力等成型工艺参数对镜片成型质量(形状精度PV、表面粗糙度Ra及轮廓偏移量)的影响规律,并获得了优化的成型工艺参数。结果显示:在优化的工艺参数下,成型镜片ASP1和ASP2的PV值分别为129.2 nm和174.8 nm,Ra值分别为19.6 nm和25.6 nm,轮廓偏移量分别为0.614 m和2.682 m,基本满足镜片高精度应用的要求,为小口径双非球面硫系玻璃镜片的高精度批量制造提供了参考和依据。
  • [1] Dai Shixun, Chen Huiguang, Li Maozhong, et al. Chalcogenide glasses and their infrared optical applications[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(4):847-852.(in Chinese)
    [2] Shi Gunagwei, Zhang Xin, Wang Linjie, et al. Application of the new chalcogenide glass in design of low cost thermal imaging systems[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(4):615-619. (in Chinese)
    [3] Wang Jing, Wu Yuehao, Jiang Bo, et al. Application of chalcogenide glass in designing a long wavelength infrared athermalized wide-angle lens[J]. Acta Photonica Sinica, 2016, 45(12):1211003. (in Chinese)
    [4] Lu Yajing, Song Baoan, Dong Wei, et al. Application of chalcogenide glass in car night-vision system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(9):2815-2818. (in Chinese)
    [5] Ma K J, Chien H H, Huang S W, et al. Contactless molding of arrayed chalcogenide glass lenses[J]. Journal of Non-Crystalline Solids, 2011, 357(2011):2484-2488.
    [6] Chien H H, Kuo C H, Huang S W. Molding of Al2O3-coated chalcogenide glass lenses[J]. Optical Engineering, 2012, 51(3):033401-033407.
    [7] Cogburn G, Symmons A, Mertus L, et al. Molding aspheric lenses for low-cost production versus diamond turned lenses[C]//Proceedings of SPIE, 2010, 7660(20):1-6.
    [8] Cha D H, Kim H J, Park H S, et al. Effect of temperature on the molding of chalcogenide glass lenses for infrared imaging applications[J]. Applied Optics, 2010, 49(9):1607-1613.
    [9] Cha D H, Kim J H, Kim H J. Experimental study of the fabrication of chalcogenide glass lenses by using precision glass molding[J]. Journal of the Korean Physical Society, 2014, 65(10):1675-1681.
    [10] Wang Zhibin, Li Junqi, Zhang Feng, et al. The design of mold with simulation for chalcogenide glass precision molding[J]. Opto-Electronic Engineering, 2016, 43(5):53-58. (in Chinese)
    [11] Zhou Tianfeng, Xie Jiaqing, Liu Yang, et al. Simulation and experimental study on the molding process for microgrooveson optical glass[J]. Opto-Electronic Engineering, 2016, 24(10):446-453. (in Chinese)
    [12] Braunecker B, Hentschel R, Tiziani H. Advanced Optics Using Aspherical Elements Understanding Fiber Optics[M]. Hangzhou:Zhejiang University Press, 2011. (in Chinese)
    [13] Wang Xunsi, Chen Qiong, Fan Xinye, et al. Far infrared spectral studies of Ge-Sb-Se glasses[J]. Acta Photonica Sinica, 2008, 37(1):81-85. (in Chinese)
    [14] Lee J H, Lee W H, Park J K, et al. Thermal properties of ternary Ge-Sb-Se chalcogenide glass for use in molded lens applications[J]. Journal of Non-Crystalline Solids, 2016, 431:41-46.
    [15] Ananthasayanam B, Joseph P F, Joshi D, et al. Final shape of precision molded optics:Part I-Computational approach, material definitions and the effect of lens shape[J]. Journal of Thermal Stresses, 2012, 35(6):550-578.
    [16] Zhou J, Li M J, Hu Y, et al. Numerical evaluation on the curve deviation of the molded glass lens[J]. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2014, 136(051004):1-11.
    [17] Tian Yingliang, Sun Shibing. New Glass Technology[M]. Beijing:China Light Industry Press, 2009. (in Chinese)
    [18] Yan J W, Zhou T F, Masuda J, et al. Modeling high-temperature glass molding process by coupling heat transfer and viscous deformation analysis[J]. Precision Engineering, 2009, 33(2):150-159.
    [19] Aylord S, Ananthasayanam B, Tincher B, et al. Thermal and structural property characterization of commercially moldable glasses[J]. J Am Ceram Soc, 2010, 93(8):2207-2214.
  • [1] 沈文力, 谭秋林, 张磊, 谢浩.  基于硫系玻璃-聚甲基丙烯酸甲酯分光结构的散斑计算重组光谱仪设计 . 红外与激光工程, 2023, 52(10): 20230038-1-20230038-9. doi: 10.3788/IRLA20230038
    [2] 陈津津, 周港杰, 谭燕, 戴世勋, 林常规.  基于新型硫系玻璃的红外成像光学系统(特邀) . 红外与激光工程, 2023, 52(5): 20230102-1-20230102-9. doi: 10.3788/IRLA20230102
    [3] 刘晓刚, 许彦涛, 郭海涛, 闫兴涛, 孔德鹏, 沈晓明, 常燕杰, 张豪.  长波红外硫系玻璃光纤束制备与大面阵成像性能研究(特邀) . 红外与激光工程, 2023, 52(5): 20230110-1-20230110-7. doi: 10.3788/IRLA20230110
    [4] 夏迪, 赵佳鑫, 吴家越, 王自富, 张斌, 李朝晖.  硫系集成光频梳(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20220312-1-20220312-9. doi: 10.3788/IRLA20220312
    [5] 周伟杰, 马文强, 李娆, 褚珞耀, 宋宝安, 戴世勋, 徐铁峰, 张培晴.  Ge-As-Se-Te硫系玻璃的飞秒激光损伤特性 . 红外与激光工程, 2022, 51(4): 20210222-1-20210222-8. doi: 10.3788/IRLA20210222
    [6] 孙旭, 赵建行, 周姚, 曹英浩, 周见红.  硫系玻璃Ge28Sb12Se60薄膜光学非线性增强色散特性 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20210609-1-20210609-6. doi: 10.3788/IRLA20210609
    [7] 杨振, 王栎沣, 靳慧敏, 王志渊, 徐培鹏, 张巍, 陈伟伟, 戴世勋.  硫系玻璃集成光子器件综述(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20220152-1-20220152-21. doi: 10.3788/IRLA20220152
    [8] 刘艺超, 周姚, 赵建行, 周见红, 宋瑛林.  表面增强硫系玻璃Ge28Sb12Se60薄膜非线性吸收(特邀) . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201071-1-20201071-5. doi: 10.3788/IRLA20201071
    [9] 唐昆, 李典雨, 舒勇, 朱勇建, 王宇, 张明军, 毛聪.  小口径非球面硫系玻璃镜片的非等温热压成型仿真与实验 . 红外与激光工程, 2019, 48(8): 814006-0814006(12). doi: 10.3788/IRLA201948.0814006
    [10] 林常规, 郭小勇, 王先锋, 张培晴, 刘雪云, 刘永兴, 王锦平, 戴世勋.  As2Se3硫系玻璃非球面镜片的精密模压成型 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 742002-0742002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0742002
    [11] 唐昆, 孔明慧, 李典雨, 朱勇建, 王宇.  冷却间隙对小口径双非球面硫系玻璃镜片模压成型质量的影响 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1142001-1142001(11). doi: 10.3788/IRLA201847.1142001
    [12] 张倩, 张培晴, 曾江辉, 戴世勋, 王训四.  中红外Ge20As20Se15Te45硫系玻璃光纤光栅光开关 . 红外与激光工程, 2017, 46(7): 720002-0720002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0720002
    [13] 姜波, 吴越豪, 戴世勋, 聂秋华, 张勤远, 木锐.  大口径硫系玻璃内部缺陷检测物镜设计及实验验证 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 718002-0718002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0718002
    [14] 刘永华, 祖成奎, 赵华, 王琪, 王衍行, 韩滨, 赵慧峰, 金扬利.  红外热成像系统用硫系玻璃的熔制技术 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1472-1476.
    [15] 许彦涛, 郭海涛, 陆敏, 韦玮, 彭波.  低损耗芯包结构Ge-Sb-Se 硫系玻璃光纤的制备与性能研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 182-187.
    [16] 付强, 张新.  基于硫系玻璃的中波红外光学系统无热化设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1467-1471.
    [17] 曹凤珍, 张培晴, 戴世勋, 王训四, 徐铁峰, 聂秋华.  用于产生超连续谱的硫系光子晶体光纤的色散特性 . 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1150-1155.
    [18] 高静, 于峰, 葛廷武, 王智勇.  用于产生中红外超连续谱的硫系玻璃色散研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3368-3372.
    [19] 芦雅静, 宋宝安, 董伟, 徐铁峰, 戴世勋, 聂秋华, 沈祥, 林常规.  硫系玻璃在汽车夜视系统中的应用 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2815-2818.
    [20] 宋宝安, 王乔方, 张莹昭, 戴世勋, 徐铁锋, 聂秋华, 王训四, 沈祥, 吴礼刚, 林常规.  红外硒基硫系玻璃光学非均匀性及影响因素分析 . 红外与激光工程, 2012, 41(8): 1985-1989.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  455
  • HTML全文浏览量:  68
  • PDF下载量:  79
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-19
  • 修回日期:  2017-12-22
  • 刊出日期:  2018-04-25

小口径双非球面硫系玻璃镜片精密模压成型实验研究

doi: 10.3788/IRLA201847.0418006
    作者简介:

    唐昆(1980-),男,讲师,硕士生导师,博士,主要从事超精密加工、精密热压成型及仿真方面的研究。Email:tangkun@csust.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金(51405034);湖南省自然科学基金(2015JJ3014);湖南省教育厅项目(15C0039);湖南省高校重点实验室开放基金(2017kfjj06)

  • 中图分类号: TG376.2;TN213

摘要: 为实现小口径双非球面硫系玻璃镜片的精密模压成型制造,通过正交模压成型实验,研究了相关工艺参数对成型镜片质量的影响规律。首先,介绍了模压成型过程和用于实验的PFLF7-60A型多工位模压成型机床,并根据非球面曲线公式设计了目标镜片。然后,选定了一种环保型硫系玻璃IRG205,通过VFT方程拟合了玻璃粘度与温度之间的关系,确定了模压温度,并对各工位实验参数进行了设置。最后,利用无镀膜模具及球形预形体进行了正交模压成型实验,分析了实验条件下模压温度、加压载荷及保持压力等成型工艺参数对镜片成型质量(形状精度PV、表面粗糙度Ra及轮廓偏移量)的影响规律,并获得了优化的成型工艺参数。结果显示:在优化的工艺参数下,成型镜片ASP1和ASP2的PV值分别为129.2 nm和174.8 nm,Ra值分别为19.6 nm和25.6 nm,轮廓偏移量分别为0.614 m和2.682 m,基本满足镜片高精度应用的要求,为小口径双非球面硫系玻璃镜片的高精度批量制造提供了参考和依据。

English Abstract

参考文献 (19)

目录

    /

    返回文章
    返回