非球面光学元件的先进制造和应用技术PDF电子书下载

第一章 绪论 1

1.1 目的和意义 1

1.2 本书概要 2

第一部分 回顾和概要 7

第二章 基本问题 7

2.1 基本指标 7

2.1.1 光学元件与波前传播 7

2.1.2 光学设计和公差 8

2.1.3 制造与测量误差 8

2.1.4 系统性能指标 9

2.2 非球面光学元件的定义 9

2.2.1 非球面光学元件的基本特点 9

2.2.2 非球面的数学描述 10

2.2.3 非球面光学元件的特有容差 10

2.2.4 表面纹理 11

2.3 图纸标注 12

2.4 非球面元件的参数转换 12

2.5 表面误差的研究 12

2.5.1 非球面激光准直仪 12

2.5.2 不同表面精密加工技术的比较 14

2.5.3 相干光束的传播 15

2.5.4 应用实例：打标仪 16

2.6 参考文献 16

第三章 应用 17

3.1 物理学因素 17

3.2 成像质量 17

3.3 实例 18

3.4 设计动因 23

3.5 分类 23

3.6 技术难题 23

3.6.1 定心 23

3.6.2 稳定性 24

3.6.3 测量的复杂性 24

3.7 应用领域 24

第四章 非球面材料 25

4.1 玻璃 30

4.2 聚合物 30

4.3 微晶陶瓷 31

4.4 单晶和多晶陶瓷 31

第五章 加工技术 33

5.1 非球面加工：传统方法 33

5.1.1 回预 33

5.1.2 加工成型 33

5.1.3 抛光 35

5.1.4 模压成型 37

5.2 当代加工技术概述 37

5.2.1 加工成型 40

5.2.2 抛光 40

5.2.3 局部修正 41

5.2.4 计算机控制抛光（CCP） 41

5.2.5 液体射流抛光（FJP） 42

5.2.6 磁流变抛光（MRF） 42

5.2.7 离子束抛光（IBF） 43

5.3 非球面加工工艺 44

5.4 混合技术 44

5.5 模压 45

5.5.1 精密玻璃模压 45

5.5.2 塑料模压 45

5.5.3 相关——最终表面质量——表面处理 46

5.6 参考文献 47

第六章 测量 49

6.1 光学系统性能测量 49

6.2 单表面测量 49

6.3 表面测量 50

6.3.1 光学表面的特性 50

6.4 表面粗糙度和波纹度的测量 51

6.5 表面面形测量 54

6.5.1 未抛光表面的面形测量 55

6.5.2 抛光表面的面形测量 55

6.6 干涉检测 55

6.6.1 基于CGH的表面面形测量 56

6.6.2 CGH的设计与制作 57

6.7 基于夏克—哈特曼波前传感器的表面面形测量 59

6.8 各种方法的比较 60

6.9 参考文献 60

第七章 镀膜技术 62

7.1 概述 62

7.2 商业市场 62

7.2.1 国际市场 62

7.2.2 镀膜类型 62

7.2.3 镀膜成本 63

7.2.4 国际市场格局 63

7.3 沉积技术、膜系设计及监控 63

7.3.1 沉积技术 63

7.3.2 膜系设计 65

7.3.3 监控技术 65

7.4 塑料光学中的多功能镀膜 66

7.5 实际应用 66

7.6 纳米涂层 67

7.7 小结 67

7.8 参考文献 68

7.9 补充读物 68

第八章 装配技术 69

8.1 设计和装配的关系 69

8.2 装配方法概述 69

8.2.1 常用球面光学镜头的装配 69

8.2.2 高端球面光学镜头的装配 70

8.2.3 高端非球面光学镜头的装配 71

8.2.4 微光学系统的自动装配 71

8.3 误差和公差 72

8.3.1 元件公差 72

8.3.2 装配公差 72

8.4 补偿器 73

8.5 非球面元件光轴的对准 74

8.6 单片光学 74

8.7 技术描述 75

8.8 参考文献 75

第九章 发展趋势 76

9.1 引言 76

9.2 初步分析 76

9.3 应用 77

9.4 材料 77

9.5 加工技术和计量 79

9.5.1 集成化加工测量 79

9.5.2 零光学元件 80

9.5.3 可替代的测量方法 80

9.5.4 综合技术 80

9.5.5 自适应系统 80

9.5.6 自由曲面 81

9.5.7 液体透镜 81

9.5.8 仿真和建模 81

9.6 镀膜技术 82

9.7 装配 83

9.7.1 自动化装配 83

9.7.2 胶合及粘接 83

9.7.3 弹性复位垫圈 83

9.7.4 完整装配工艺 83

9.7.5 单片光学 83

9.8 参考文献 84

第十章 数学公式 85

1 0.1 二次曲面 85

10.2 ISO10110第12部分的基本公式 86

10.2.1 修正 87

第二部分 专家们的技术汇编第十一章 应用 91

11.1 照明 91

11.1.1 数字投影仪和背投电视 91

11.1.2 汽车前灯 92

11.1.3 光学系统 93

11.1.4 设计动因和非球面化程度 96

11.1.5 加工和性能参数 96

11.1.6 展望 98

11.1.7 参考文献 98

11.2 微光学柱形非球面快轴准直仪 99

11.2.1 应用领域 99

11.2.2 光学系统 99

11.2.3 工艺和性能参数 99

11.2.4 材料 101

11.2.5 制造及公差 101

11.2.6 质量控制 101

11.2.7 小结 102

11.2.8 参考文献 103

11.3 成像光学 103

11.3.1 应用领域 103

11.3.2 光学系统 103

11.3.3 设计动因和非球面的推广程度 104

11.3.4 进展和性能参数 104

11.3.5 小结 105

11.3.6 补充读物 105

11.4 大像面镜头中的非球面 105

11.4.1 照相镜头中非球面的应用 105

11.4.2 大广角镜头中非球面的应用 106

11.4.3 目的 106

11.4.4 结果 106

11.4.5 生产：制造工艺 107

11.4.6 精密测量设备 107

11.4.7 展望 108

11.5 紫外和超紫外光刻中的非球面投影镜头 108

11.5.1 引言 108

11.5.2 瑞利判据下的光刻技术 109

11.5.3 高数值孔径镜头中的非球面 109

11.5.4 浸液光刻技术 110

11.5.5 超紫外光刻技术 111

11.5.6 展望 112

11.5.7 致谢 113

11.5.8 参考文献 113

11.6 航测的大画面镜头 114

11.6.1 应用领域 114

11.6.2 光学系统 115

11.6.3 设计动因和非球面的推广程度 116

11.6.4 工艺和性能参数 116

11.6.5 小结 117

11.6.6 参考文献 118

11.7 空间通信中的反射望远镜 118

11.7.1 应用领域：卫星间的光网络 118

11.7.2 光学自由空间通信系统 118

11.7.3 设计动因和非球面的推广程度 119

11.7.4 工艺和性能参数 120

11.7.5 质量保证 121

11.7.6 小结 122

11.7.7 参考文献 122

11.8 望远镜中的自由校正板 122

11.8.1 应用领域 122

11.8.2 设计动因和非球面的推广程度 123

11.8.3 工艺和性能参数 123

11.8.4 小结 124

11.8.5 参考文献 124

第十二章 材料 125

12.1 低Tg玻璃（nd<1.6,ud>65） 125

12.1.1 玻璃的用途 125

12.1.2 玻璃的类型 125

12.1.3 光学特性 126

12.1.4 机械特性 126

12.1.5 化学特性 127

12.1.6 热学特性 128

12.1.7 应用及局限 128

12.1.8 参考文献 128

12.1.9 相关链接 129

12.1.10 研究与开发 129

12.2 低Tg玻璃（1.6<nd<1.9,40<ud<65） 129

12.2.1 玻璃的用途 129

12.2.2 玻璃的类型 129

12.2.3 光学特性 130

12.2.4 机械特性 130

12.2.5 化学特性 131

12.2.6 热学特性 131

12.2.7 应用及局限 132

12.2.8 参考文献 132

12.2.9 相关链接 132

12.2.10 研究与开发 132

12.3 低Tg玻璃（1.8<nd,30>ud） 132

12.3.1 玻璃的用途 132

12.3.2 玻璃的类型 133

12.3.3 光学特性 133

12.3.4 机械特性 134

12.3.5 化学特性 134

12.3.6 热学特性 135

12.3.7 应用及局限 135

12.3.8 参考文献 135

12.3.9 相关链接 135

12.3.10 研究与开发 136

12.4 紫外光学玻璃 136

12.4.1 玻璃的用途 136

12.4.2 玻璃的类型 136

12.4.3 光学特性 137

12.4.4 机械特性 137

12.4.5 化学特性 138

12.4.6 热学特性 139

12.4.7 供货形式 140

12.4.8 应用及局限 141

12.4.9 参考文献 141

12.4.10 相关链接 141

12.4.11 研究与开发 141

12.5 熔石英 141

12.5.1 玻璃的用途 141

12.5.2 玻璃的类型 141

12.5.3 光学特性 142

12.5.4 机械特性 142

12.5.5 化学特性 142

12.5.6 热学特性 142

12.5.7 供货形式 143

12.5.8 应用及局限 143

12.5.9 参考文献 143

12.5.10 相关链接 143

12.5.11 研究与开发 143

12.6 光学聚合物 144

12.6.1 聚合物的用途 144

12.6.2 聚合物的类型 144

12.6.3 光学特性 144

12.6.4 机械特性 145

12.6.5 化学特性 145

12.6.6 热学特性 146

12.6.7 供货形式 146

12.6.8 应用及局限 147

12.6.9 参考文献 147

12.6.10 相关链接 147

12.7 紫外光学晶体 148

12.7.1 晶体的用途 148

12.7.2 晶体的类型 148

12.7.3 光学特性 148

12.7.4 机械特性 149

12.7.5 化学特性 149

12.7.6 热学特性 149

12.7.7 供货形式 150

12.7.8 应用及局限 150

12.7.9 研究与开发 150

12.8 红外光学晶体 150

12.8.1 晶体的用途 150

12.8.2 晶体的类型 150

12.8.3 光学特性 151

12.8.4 机械特性 151

12.8.5 物理和化学特性 152

12.8.6 热学特性 152

12.8.7 供应形式 153

12.8.8 应用及局限 153

12.8.9 研究和开发 153

12.9 玻璃陶瓷 153

12.9.1 玻璃陶瓷的用途 153

12.9.2 玻璃陶瓷的各种类型 153

12.9.3 光学性能 154

12.9.4 机械性能 154

12.9.5 化学性能 154

12.9.6 热学性能 155

12.9.7 供货形式 155

12.9.8 应用及局限 156

12.9.9 链接（企业信息） 156

12.9.10 链接（研究和开发） 156

12.10 光学陶瓷 156

12.10.1 光学陶瓷的类型 156

12.10.2 光学特性 157

12.10.3 机械特性 157

12.10.4 热学特性 158

12.10.5 供应形式 158

12.10.6 应用范围与其局限性 158

12.10.7 相关链接 158

12.11 红外光学玻璃 159

12.11.1 红外光学玻璃的特定用途 159

12.11.2 红外光学玻璃类型 159

12.11.3 光学特性 160

12.11.4 机械特性 161

12.11.5 化学特性 161

12.11.6 热学特性 162

12.11.7 供应形式 163

12.11.8 应用及局限 163

12.11.9 参考文献 163

12.11.10 相关链接 163

12.11.11 研究与进发 163

第十三章 加工技术 164

13.1 环带研磨加工 164

13.1.1 技术简介 164

13.1.2 技术的预期目的 164

13.1.3 技术特点 164

13.1.4 研磨过程描述 165

13.1.5 最新进展 166

13.1.6 工艺参数 167

13.1.7 小结 168

13.1.8 补充读物 168

13.1.9 相关链接 168

13.2 环带抛光 169

13.2.1 技术简介 169

13.2.2 技术的预期目的 169

13.2.3 技术特点 170

13.2.4 抛光过程 170

13.2.5 最新进展 171

13.2.6 工艺参数 171

13.2.7 小结 172

13.2.8 补充读物 172

13.2.9 相关链接 173

13.3 磁流变抛光 173

13.3.1 技术简介 173

13.3.2 技术的预期目的 174

13.3.3 技术特点 174

13.3.4 磁流变抛光过程 174

13.3.5 最新进展 175

13.3.6 工艺参数 176

13.3.7 小结 177

13.3.8 补充读物 177

13.3.9 相关链接 177

13.4 计算机控制抛光 178

13.4.1 技术简介 178

13.4.2 技术的预期目的 178

13.4.3 技术特点 179

13.4.4 抛光过程 179

13.4.5 最新进展 179

13.4.6 抛光的工艺参数 180

13.4.7 小结 181

13.4.8 补充读物 181

13.4.9 相关链接 181

13.5 子孔径自动抛光 182

13.5.1 技术简介 182

13.5.2 技术目的 182

13.5.3 技术特点 182

13.5.4 抛光过程 184

13.5.5 工艺参数 185

13.5.6 小结 185

13.5.7 最新发展 185

13.5.8 补充读物 186

13.6 计算机辅助射流抛光 186

13.6.1 技术简介 186

13.6.2 技术目的 186

13.6.3 技术特点 187

13.6.4 抛光过程 187

13.6.5 最新进展 187

13.6.6 性能及应用 187

13.6.7 工艺参数 189

13.6.8 小结 189

13.6.9 补充读物 189

13.6.10 相关链接 189

13.7 离子束抛光 189

13.7.1 技术简介 189

13.7.2 技术目的 190

13.7.3 技术特点 190

13.7.4 抛光过程 191

13.7.5 最新进展 192

13.7.6 抛光的工艺参数 192

13.7.7 小结 193

13.7.8 补充读物 193

13.8 精密玻璃模压 193

13.8.1 技术简介 193

13.8.2 技术目的 193

13.8.3 技术特点 194

13.8.4 模压过程 194

13.8.5 工艺参数 197

13.8.6 小结 198

13.8.7 现状 199

13.9 精密玻璃压型模具 199

13.9.1 技术简介 199

13.9.2 技术目的 200

13.9.3 技术特点 200

13.9.4 模具制造的过程 201

13.9.5 工艺参数 203

13.9.6 小结 204

13.10 高精密聚合物光学元件的注塑成型 204

13.10.1 技术简介 204

13.10.2 技术应用 204

13.10.3 技术特点 205

13.10.4 注塑成型过程 205

13.10.5 注塑成型的工艺参数 211

13.10.6 补充读物 212

13.10.7 相关链接 213

13.11 基于晶圆技术的非球面微透镜加工技术 213

13.11.1 技术简介 213

13.11.2 技术目的 214

13.11.3 技术特点 214

13.11.4 加工过程 215

13.11.5 工艺参数 217

13.11.6 小结 217

13.11.7 现状 217

13.11.8 补充读物 218

第十四章 测量 219

14.1 探针式轮廓测量 219

14.1.1 技术简介 219

14.1.2 技术应用 219

14.1.3 技术特点 219

14.1.4 测量过程 220

14.1.5 最新进展 221

14.1.6 探针式轮廓测量的基本参数 222

14.1.7 相关链接 223

14.2 干涉测量 224

14.2.1 技术简介 224

14.2.2 技术目的 224

14.2.3 技术特点 224

14.2.4 干涉测量过程 225

14.2.5 干涉测量的基本参数 231

14.2.6 小结 231

14.2.7 现状 231

14.2.8 补充读物 236

14.2.9 相关链接 236

14.3 波前传感器 237

14.3.1 技术简介 237

14.3.2 技术应用 237

14.3.3 技术特点 237

14.3.4 测量过程 238

14.3.5 波前传感器的基本参数 239

14.3.6 小结 240

14.3.7 现状 240

14.3.8 补充读物 241

14.3.9 相关链接 241

14.4 表面／微结构检测 242

14.4.1 技术简介 242

14.4.2 技术应用 242

14.4.3 技术特点 242

14.4.4 检测过程 242

14.4.5 表面／微结构检测的基本参数 244

14.4.6 现状 245

14.4.7 补充读物 245

14.4.8 相关链接 245

第十五章 薄膜技术 246

15.1 光学薄膜设计 246

15.1.1 技术简介 246

15.1.2 技术应用 246

15.1.3 技术特点 247

15.1.4 设计过程 247

15.1.5 补充读物 250

15.1.6 相关链接 250

15.2 电子束热蒸发 251

15.2.1 技术简介 251

15.2.2 技术应用 251

15.2.3 技术特点 251

15.2.4 蒸发过程 251

15.2.5 最新进展 252

15.2.6 电子束热蒸发的参数 252

15.3 离子束辅助沉积 253

15.3.1 技术简介 253

15.3.2 技术应用 253

15.3.3 技术特点 253

15.3.4 沉积过程 253

15.3.5 最新进展 254

15.3.6 离子束辅助沉积的参数 254

15.3.7 相关链接 255

15.4 离子镀 256

15.4.1 技术简介 256

15.4.2 技术应用 256

15.4.3 技术特点 256

15.4.4 离子镀过程 256

15.4.5 离子镀参数 257

15.4.6 相关链接 258

15.5 先进等离子体源（APS源） 259

15.5.1 技术简介 259

15.5.2 技术应用 259

15.5.3 技术特点 259

15.5.4 辅助沉积过程 259

15.5.5 辅助镀膜参数 260

15.5.6 相关链接 261

15.6 磁控溅射 261

15.6.1 技术简介 261

15.6.2 技术应用 261

15.6.3 技术特点 261

15.6.4 溅射过程 262

15.6.5 最新进展 264

15.6.6 磁控溅射镀膜参数 265

15.6.7 小结 265

15.6.8 补充读物 266

15.7 离子束溅射 266

15.7.1 技术简介 266

15.7.2 技术应用 267

15.7.3 技术特点 267

15.7.4 溅射沉积过程 267

15.7.5 最新进展 268

15.7.6 离子束溅射镀膜参数 268

15.7.7 小结 269

15.7.8 补充读物 269

15.7.9 相关链接 270

15.8 脉冲等离子体化学气相沉积 270

15.8.1 技术简介 270

15.8.2 技术应用 270

15.8.3 技术特点 270

15.8.4 沉积过程 271

15.8.5 最新进展 272

15.8.6 PICVD镀膜参数 272

15.8.7 现状 273

15.8.8 小结 273

15.8.9 补充读物 273

15.8.10 相关链接 273

第十六章 装配技术 274

16.1 球面透镜的装配技术（民用光学） 274

16.1.1 技术简介 274

16.1.2 技术应用 274

16.1.3 技术特点 274

16.1.4 装配过程 275

16.1 5 最新进展 276

16.1.6 装配参数 276

16.1.7 小结 278

16.1.8 相关链接 278

16.2 球面透镜的装配技术（高质量光学） 278

16.2.1 技术简介 278

16.2.2 技术应用 278

16.2.3 技术特点 278

16.2.4 装配过程 279

16.2.5 装配参数 281

16.2.6 补充读物 282

16.2.7 相关链接 282

16.3 非球面透镜的装配技术 282

16.3.1 技术简介 282

16.3.2 技术应用 282

16.3.3 技术特点 283

16.3.4 装配过程 283

16.3.5 最新进展 285

16.3.6 装配参数 285

16.3.7 小结 285

16.3.8 补充读物 286

16.4 微装配TRIMO 286

16.4.1 技术简介 286

16.4.2 技术应用 286

16.4.3 技术特点 286

16.4.4 装配过程 288

16.4.5 最新进展 289

16.4.6 装配参数 291

16.4.7 小结 292

16.4.8 补充读物 292

16.5 CNC单点车削光学元件的装配 292

16.5.1 技术简介 292

16.5.2 装配过程 294

16.5.3 装配参数 295

16.5.4 小结 296

16.5.5 补充读物 296

16.5.6 相关链接 297

第十七章 编辑和作者简介 298

17.1 主要编辑 298

17.2 编写专家 300

致谢 303