[发明专利]一种光学元件子口径抛光夹具

说明书

本发明公开了一种光学元件子口径抛光夹具，涉及精密加工领域。该夹具包括二维调平台、支撑板、多个弧形延拓挡板以及定位挡块。其中，支撑板设置于二维调平台，用于放置光学元件，多个弧形延拓挡板紧挨支撑板的外侧壁设置，且依次首尾连接形成便于光学元件进行抛光作业的容腔；定位挡块设置于二维调平台，且穿过弧形延拓挡板伸向支撑板，用于定位并抵紧对应位置上的支撑板。通过弧形延拓挡块扩展抛光工具加工区域，使抛光工具可移动出元件遍历元件整个表面，从而抑制边缘加工时抛光力的畸变。且通过二维调平台进行元件表面精密调平，减小装夹对刀误差，提升元件表面材料去除准确性。

技术领域

本发明涉及精密加工领域，具体而言，涉及一种光学元件子口径抛光夹具。

背景技术

随着现代科学技术的不断发展，各领域对精密光学元件的加工质量和效率要求也越来越高，特别是天文望远镜、极紫外光刻机、强激光装置等先进光学系统所需的大口径光学元件。在这种需求背景下，基于计算机控制光学表面成形(Computer controlledoptical surfacing，CCOS)原理的各种子口径抛光技术得到很好的发展，如小工具数控抛光技术、气囊抛光技术、磁流变抛光技术等。在CCOS工艺过程中，抛光工具若不走出元件边缘，元件发生翘边；若走出元件边缘，由于相对压力增大，使边缘区域去除量增加，元件发生塌边，这种现象称为“边缘效应”。边缘效应使元件边缘去除量难以控制，严重制约了CCOS技术的加工精度和效率。另外，球面、非球面元件子口径抛光加工时，抛光工具与元件相对位姿准确性对加工点处去除量有重要影响，因此抛光工具与元件的相对位姿需精确控制以保证元件表面误差精确去除。抛光工具与元件的相对位姿误差主要来源于机床运动误差、程序计算误差和装夹对刀误差三方面。目前，实际工艺过程中，前两方面引入误差较小，而装夹对刀误差较大，其中一重要因素是抛光夹具结构和精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学元件子口径抛光夹具，该抛光夹具可针对现有技术的缺点，可同时解决工件的边缘效应和装夹误差控制困难的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种光学元件子口径抛光夹具，包括：

二维调平台，用于进行光学元件的调平作业；

支撑板，支撑板设置于二维调平台，且用于放置光学元件；

多个弧形延拓挡板，多个弧形延拓挡板紧挨支撑板的外侧壁设置，且多个弧形延拓挡板依次首尾连接形成便于光学元件进行抛光作业的容腔；

多个定位挡块，定位挡块设置于二维调平台，且穿过弧形延拓挡板伸向支撑板，用于定位并抵紧对应位置上的支撑板。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，支撑板的形状与光学元件的形状相匹配，且支撑板的上表面的平面度优于20μm；

其中，支撑板为等厚的对称结构或楔形结构。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，支撑板的侧面开设有多个螺纹孔，弧形延拓挡板通过螺纹孔与支撑板连接；

支撑板上还开设有通槽，通槽用于便于支撑板的安装与拆卸。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，弧形延拓挡板朝向支撑板的一侧开设有多个通孔，多个通孔与多个螺纹孔一一对应设置，且通孔用于使得支撑板与弧形延拓挡板连接时，弧形延拓挡板具有上下调节量。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，弧形延拓挡板的上表面呈球面，且当光学元件为球面元件时，弧形延拓挡板的上表面球面的球面半径与球面元件的球面半径一致；当光学元件为非球面元件时，弧形延拓挡板的上表面球面的球面半径与非球面元件的最接近球面半径一致。

进一步地，在本发明的较佳实施例中，弧形延拓挡板的底部开设有开口，开口与定位挡块对应设置，定位挡块用于穿过开口与支撑板抵接；