[发明专利]异形曲面棱镜加工方法

说明书

本发明公开了一种异形曲面棱镜加工方法，首先以后球面的球心为第一坐标系原点，先加工后球面；然后根据前球面和后球面的夹角和光轴间距转化到第二坐标系，以前球面的球心为第二坐标系原点，加工前球面；之后根据光学设计通光口径的大小和应用球面位置，计算外形轴心的回转中心轴的位置，转化到外形加工的第三坐标系，加工曲面棱镜的安装靠面，以安装靠面为基准，以第三坐标系为加工坐标系，加工曲面棱镜的的回转外圆。一次装加，转换坐标系，保证了加工基准的惟一性，有效地保证了加工的精度。有效的解决了现有技术中曲面棱镜的结构和加工存在的问题，且保证了曲面棱镜的各项技术指标。

技术领域

本发明涉及一种光学元件加工及超精密加工技术，尤其涉及一种异形曲面棱镜加工方法。

背景技术

在整个光学设计中，空间结构紧促，传统的曲面棱镜外形在光学系统中，会产生干涉，对于固定安装有了巨大的困难。因此，现代光学设计广泛应用了曲面棱镜，异性的曲面棱镜设计，根据空间问题，设计相应的曲面棱镜外形结构，解决了此类问题。

Féry.C.H于1911年基于罗兰圆原理提出的一种曲面棱镜，该棱镜的两个工作表面均为球面，且两个球面具有较大的倾角，使其同时具有分光和成像能力，当应用在光谱系统中作为分光元件时，可以大大简化系统中的结构，减轻系统的重量。曲面棱镜带来极大的优势的同时，也给加工带来了很大的难度，尤其于面倾角和离轴量有很高的精度要求。

Offer型成像光谱仪将成像和光谱技术相融合，可获得目标表观和光谱图像，实现图像光谱融合。通过对不同波段图像对比，增强了目标的可识别性，可广泛应用于对地监测，水质监测和生物医学领域。曲面棱镜是一种形式特殊的透射式光学元件，其外侧轮廓为柱状，元件的入射表面和出射表面都是球面形状，但入射面和出射面的回转对称轴相交为一定角度。

曲面棱镜的特殊性，前后面均是球面，且前后球面球心不在同一，两个球面和光轴之间有一定的夹角，加工时首先要保证两个球面的面型，保证了两个球面的面型后，再根据使用的位置、结构的空间和结构设计的方案决定除了两个球面之外的所有结构外形。

现有技术中的方法是以后球面为轴心做圆柱面来加工和结构安装的支撑。而有的曲面棱镜球面和光轴之间的夹角特别大，而光学设计各个光学镜子之间的间隙特别小，夹角大以后为了保证光学设计的完整性和结构设计的稳定性，曲面棱镜会很大，甚至于和别的光学镜子之间造成干涉。

为了保证光学设计的要求，又根据空间尺寸的限制，需设计新的设计外形又不影响光学设计的要求，这样给曲面棱镜的加工带来的巨大的困难，且难以保证了曲面棱镜的各项技术指标。

发明内容

本发明的目的是提供一种异形曲面棱镜加工方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的异形曲面棱镜加工方法，将一块圆柱的玻璃毛料，经过在加工中心上坐标系的转换来加工一块异性的双曲面棱镜，包括步骤：

首先，以后球面的球心为第一坐标系原点，先加工后球面；

然后，根据前球面和后球面的夹角和光轴间距转化到第二坐标系，以前球面的球心为第二坐标系原点，加工前球面；

之后，根据光学设计通光口径的大小和应用球面位置，计算外形轴心的回转中心轴的位置，转化到外形加工的第三坐标系，以外形轴心的回转中心轴为第三坐标系的轴，加工曲面棱镜的安装靠面；

最后，以所述安装靠面为基准，以第三坐标系为加工坐标系，加工曲面棱镜的的回转外圆。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的异形曲面棱镜加工方法，通过一次装加，转换坐标系，保证了加工基准的惟一性，有效地保证了加工的精度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的异形曲面棱镜加工方法流程示意图。