先进光学制造技术PDF电子书下载

第一章 现代先进光学制造概论 杨力 1

1.1绪论 1

1.1.1光学 1

1.1.2光学的应用与展望 1

1.1.3光学制造技术 4

1.2先进制造技术发展概况 5

1.2.1近代世界经济特征与相关制造技术特点 5

1.2.2先进制造技术特征与国外发展状况 6

1.3先进制造技术 7

1.3.1计算机辅助技术 8

1.3.2综合自动化技术 12

1.3.3 21世纪的制造系统 14

1.4先进光学制造技术 16

1.4.1特点、内涵 16

1.4.2发展背景 16

1.4.3加速光学制造现代化的发展进程 19

1.5先进光学制造技术的学科交叉 23

1.5.1信息技术、微电子技术与光刻技术 23

1.5.2光学制造与机械制造 24

参考文献 25

2.1.1世界有代表性的天文台与望远镜 27

第二章 现代大型反射镜制造 杨力 郑耀 27

2.1大型反射望远镜及其主反射镜 27

2.1.2望远镜光学的进展 31

2.1.3在技术创新基础上的现代大型望远镜革命性进展 35

2.1.4现代大型望远镜革命性发展的启迪 43

2.2大镜研、抛技术(lapping techniques)概述 45

2.3计算机控制小工具抛光技术 46

2.3.1概述 46

2.3.2计算机控制抛光技术的几个基础理论 48

2.3.3抛光设备 56

2.3.4计算机控制小工具抛光中的几个问题 62

2.4应力盘抛光技术 67

2.4.1概述 67

2.4.2应力盘技术的基础理论 68

2.4.3应力盘的结构 75

2.4.4应力盘抛光机床 78

2.4.5采用应力盘的大镜加工工艺与面形检视 79

2.5大型非球面主镜制造技术的不同流派 80

2.5.1自主产权与技术流派 80

2.5.2美国大型非球面主镜制造体系 81

2.5.3欧洲大型非球面主镜制造体系 84

2.6大型光学镜在加工中的支承设计 86

2.6.1概述 86

2.6.2单列支承和多列支承 88

2.6.3多点支承 92

参考文献 99

附录一 主要天文望远镜的历史年表 102

附录二 若干大型天文望远镜 104

3.2.1压电陶瓷的基本概述 107

3.2能动光学器件的驱动方式 107

3.1概述 107

第三章 能动光学器件 凌宁 官春林 曾志革 107

3.2.2压电陶瓷的特性及其测试 108

3.2.3叠片式压电驱动器的研制 109

3.2.4压电驱动器的性能 110

3.3光学精密平移器 110

3.3.1基本结构及工作原理 110

3.3.2国内外发展状况 111

3.3.3光学精密平移器的主要性能及检测 111

3.4两维高速倾斜反射镜 115

3.4.1概述 115

3.4.2倾斜镜特性 116

3.4.3倾斜镜的性能检测 117

3.4.4国内外发展情况 119

3.5变形反射镜 120

3.5.1变形反射镜的分类 120

3.5.2变形镜的国内外发展动态 121

3.5.3变形镜的制造流程 122

3.5.4变形镜的性能及其检测 124

3.6能动薄主镜技术 127

3.6.1简介 127

3.6.2能动薄主镜技术工作原理 128

3.6.3能动薄主镜技术的特点及现有的应用 129

3.6.4能动薄主镜技术的国内技术基础 132

参考文献 137

第四章 微光学制作技术 杜春雷 139

4.1微光学方法 139

4.1.1衍射微光学元件 139

4.1.2连续浮雕折射微光学元件 150

4.1.3掩模图形数据处理 154

4.2微光学技术与工艺 156

4.2.1关键工艺技术 156

4.2.2微光学元件质量评价 163

4.3微光学应用 166

4.3.1微透镜阵列用于波前传感 166

4.3.2微透镜阵列光聚能器 168

参考文献 173

第五章 反射镜轻量化技术 方敬忠 175

5.1引言 175

5.2反射镜稳定性分析 175

5.2.1自重引起的变形 175

5.2.2环境温度引起的变形 181

5.3反射镜轻量化的意义 182

5.4反射镜轻量化的力学基础 183

5.4.1采用四边简支板模型分析反射板的刚性 184

5.4.2采用加强筋增强模型进行分析 184

5.5轻型反射镜结构形式与性能比较 186

5.6轻型反射镜结构设计 191

5.6.1轻型反射镜蜂窝单元形状影响作用 191

5.6.2轻型反射镜高度对结构刚性的影响 193

5.6.3镜体结构设计的其他问题 194

5.7轻型反射镜材料选择 195

5.7.1轻型反射镜材料性能要求 195

5.7.2备选镜坯材料及其性能 196

5.8玻璃质轻型反射镜制备技术 198

5.8.1浇铸成型法 198

5.8.2高温熔接法 200

5.8.3熔接物封接法 204

5.8.4机械钻削减重法 207

5.9轻型反射镜技术展望 208

参考文献 209

第六章 超高精度光学元件制造技术 伍凡 陈强 211

6.1亚微米投影光刻物镜光学制造技术 211

6.1.1高精度样板制造 213

6.1.2计算机控制精密抛光技术 215

6.1.3厚度测量 216

6.1.4透镜的高精度定心无变形胶合 217

6.1.5光刻物镜的装校 222

6.2超光滑表面加工技术 225

6.2.1超光滑表面加工概述 225

6.2.2几种超光滑加工技术介绍 226

参考文献 233

第七章 惯性约束聚变工程光学元部件制造 许乔 杨力 235

7.1惯性约束聚变工程 235

7.2.1 ICF激光驱动器的基本结构 237

7.2 ICF固体激光驱动器对光学元部件的需求 237

7.2.2激光驱动器光学元件 239

7.3强光光学元件光学质量评价要求 241

7.3.1强光光学元件评价研究进展 242

7.3.2强光光学元件关键评价指标 245

7.4 ICF光学元部件制造方法 257

7.4.1平面光学元件加工技术 258

7.4.2小工具数控抛光技术 263

7.4.3晶体光学元件的SPDT加工技术 272

7.4.4高阈值激光薄膜制造技术 279

参考文献 285

第八章 现代光学检测技术 许乔 287

8.1波面相位检测技术 287

8.1.1概述 287

8.1.2相移波面相位检测技术 290

8.1.3波面的绝对相位检测 297

8.2波前功率谱密度(PSD)检测技术 303

8.2.1波前PSD的定义 303

8.222波前PSD的检测方法 306

8.2.3空间频率传递函数校准 308

8.2.4典型光学元件检测结果 314

8.3子孔径拼接 318

8.4表面粗糙度测量 321

参考文献 324

第九章 光学非球面检验 伍凡 326

9.1轴对称非球面的曲面方程表达式及其关系 326

9.1.1曲面方程 326

9.1.2系数关系 327

9.2光学非球面检验方法 328

9.2.1检验二次曲面的无像差点法 328

9.3检验二次曲面的补偿法 336

9.3.1光学补偿法 337

9.3.2凸二次曲面的透镜式自准检验 341

9.4法线像差补偿法 343

9.4.1 Dall补偿器设计 344

9.4.2 Offner补偿器设计 347

9.4.3镜式补偿器设计 352

9.4.4干涉仪零检验补偿器设计 357

9.4.5大口径透镜凸面零检验的补偿器设计 361

9.4.6补偿器的加工及安装精度 363

参考文献 365