[发明专利]小口径角锥棱镜光学加工方法

说明书

本发明属于光学零件精密加工技术领域，具体提供了一种小口径角锥棱镜光学加工方法，包括以下步骤：步骤1）制作石膏胶盘；步骤2）第一个工作面加工；步骤3）制作角锥棱镜加工基准工面；步骤4）第二、三工作面加工；步骤5）对角锥棱镜的入射面进行光学工艺加工，并涂上保护漆，完成小口径角锥棱镜的光学加工。四个面上分别涂上保护漆前，还包括对小口径角锥棱镜的误差测量和修磨。本发明应用平板玻璃与角锥棱镜工作面的光胶胶合，增大待加工工作面的面积，方便角锥棱镜工作面的加工和抛光，并实现在平板玻璃上光胶多块角锥棱镜，达到提高生产效率的目的。具有提高功效，节约成本和合格率高的优点。

技术领域

本发明属于光学零件精密加工技术领域，具体涉及一种小口径角锥棱镜光学加工方法。

背景技术

角锥棱镜是由三个相互垂直的工作面组成的四面体，其中三个相互垂直的工作面（也称为反射面）具有等腰三角形的特性，而底面是一个等边三角形的工作面（入射面），具有入射光线和反射光线的作用。它是依据临界角原理制造的内部全反射棱镜。角锥棱镜的重要特性是无论入射光线从底工作面，以任意方向进入角锥棱镜的光线，经过三个相互垂直工作面依次反射之后，仍从底工作面射出时，出射光线方向与入射光线方向始终保持平行，即出射光线相对于入射光线旋转180°。由于角锥棱镜具有上述的定向反射特性，可以显著的增加作用距离和提高测距精度。因此在激光测距仪、激光干涉仪、波长计和激光器的谐振腔中被广泛采用。应用于激光器的制造、激光照射和激光测距、测绘和建筑等技术领域。

为了提高角锥棱镜反射光的能量，以增大测距仪的测量距离和准确度，对角锥棱镜的技术要求很高。即入射光线与出射光线的偏离角误差要求为，三个工作面的平面度要求为N=0.25牛顿环（光圈）。要满足的技术要求，则在加工角锥棱镜三个相互垂直工作面的直角误差应分别满足，即三个直角之间的误差分别满足。角锥棱镜按照入射面的最大内切圆直径分为大小口径两种类型。入射面小于φ40mm称为小口径角锥棱镜，入射面大于Φ40mm的称为大口径角锥棱镜。而对于入射面为φ18mm和入射面到角锥顶角的高度为15mm的口径的角锥棱镜更是一种高精度棱镜，测量精度高，具有加工难度就更大的特点。

角锥棱镜的加工方法目前有以下几种：

1、在抛光机上使用分离器，将一个等边长的立方体进行研磨和抛光加工，使对角两组角锥三个工作面的垂直度和平面度满足技术要求，然后进行角锥成型切割，再次在抛光机上使用分离器对入射面进行研磨和抛光加工，使角锥棱镜的入射面与角锥棱镜的工作面的夹角和入射面的平面度满足技术要求。切割中容易造成已合格的工作面产生缺陷，影响零件质量。

2、将已切割成型的角锥棱镜的工作面放入分离器中进行研磨和抛光加工，使用15″单管测角仪进行比较测量，针对角锥棱镜12的角度误差和入射面与工作面的夹角误差。在分离器上使用对待加工工作面安装配重块的方式，进行修正入射面与工作面的夹角误差和三个工作面的角度误差以满足技术要求。存在加工时间长，合格率低的缺陷。

3、对于小口径角锥棱镜采取增大棱镜的高度，以获取棱镜的大质量，方便在分离器上使用1.2所述的方法进行加工，然后再进行角锥成型切割，再次在抛光机上使用分离器进行研磨和抛光加工，使角锥棱镜的入射面与角锥棱镜的工作面的夹角和入射面的平面度满足技术要求。存在浪费材料和加重企业生产成本的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小口径角锥棱镜光学加工方法，该方法高效、快速且节约材料。

本发明提供的技术方案如下：

小口径角锥棱镜光学加工方法，包括以下步骤：

步骤1）制作石膏胶盘：将多个角锥棱镜毛坯的任意一个工作面贴置在贴置膜上，毛坯相互之间的间隙为2-4mm，在间隙之间撒上0.5-1mm厚的锯末或已融化的白蜡，然后用铝制外圈把贴置模围上，并用锁紧装置固定形成圆柱形容器，再用石膏、水泥和水的混合体倒入圆柱形容器，并在中央处嵌入铝胶模，凝固后将角锥棱镜毛坯固定形成石膏胶盘；