[发明专利]全频段高精度非球面光学元件的加工方法

摘要

本发明公开了一种全频段高精度非球面加工方法，该方法主要包括以下步骤1)用干涉仪检测铣磨成形后的待加工非球面面形；2)根据待加工面形误差数据，选择合适的柔性抛光小工具，结合该小工具的去除函数，确定数控机床的加工参数。3)将待加工非球面元件放置在机床加工平台上，输入加工参数，并采用变步距螺旋加工路径执行抛光工艺。4)一个周期抛光结束后，对非球面元件进行面形检测，根据面形误差数据的反馈情况，重复步骤2、3、4直至非球面的低频面形精度达标。5)对低频面形精度达标的面形数据进行PSD分析，根据PSD曲线确定的中高频误差频率分布特征，选择较大口径的柔性抛光小工具，再对非球面元件进行光顺工艺加工，重复数次直至中高频误差得到有效控制。本发明实现了仅使用CCOS数控小磨头机床便完成了非球面光学元件的全频段高精度加工。

主权项

一种全频段高精度非球面光学元件的加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1)将待加工非球面元件铣磨成形后，用干涉仪测量非球面面形误差；步骤2)根据测得的面形误差，选择口径大小不大于该非球面直径1/4的柔性抛光小工具，再根据该小工具在不同公自转速度条件下的去除函数的形状，选择类高斯型去除函数，确定数控机床的加工参数；步骤3)将待加工非球面元件放置在机床的加工平台上，将加工参数输入到机床控制中心，按变步距螺旋加工路径进行抛光工艺；步骤4)一个周期抛光结束后，对待加工非球面元件进行面形检测，根据面形误差数据的反馈情况，重复步骤2)、3)、4)直至非球面的低频面形精度达标；步骤5)对低频面形精度达标的面形数据进行PSD分析，根据PSD曲线确定的中高频误差频率分布特征，选择口径大小不小于非球面直径1/3的大口径柔性抛光小工具，再对非球面元件进行光顺工艺加工，重复数次直至中高频误差得到有效控制；所述的柔性抛光小工具包括金属底盘(1)、发泡硅胶板(2)和沥青抛光层(3)，通过机床提供的压力，实现抛光小工具与非球面表面的实时吻合；所述的光顺工艺是小工具采用单自转运动方式并匀速平滑待加工面的工艺，能在保证低频面形的同时，有效的平滑待加工面，提高表面质量。