Optical Mwazi Mete Teknoloji Faktori
Konpozan optik polymère yo te vin de pli zan pli enpòtan nan mache jodi a. Kòm demann pèfòmans pou eleman optik kontinye ap monte, pwosesis fabrikasyon fè fas a gwo defi. Pami sa yo, pwodiksyon an nan foure mwazi pou pwosesis replikasyon kanpe deyò kòm patikilyèman kritik, dirèkteman enfliyanse kalite final la nan eleman optik. Revizyon sa a egzamine teknoloji manifakti ki disponib kounye a pou ede enjenyè pran desizyon enfòme nan aplikasyon pratik.
Eleman optik Polymère ofri avantaj enpòtan sou lantiy vè konvansyonèl yo. Yo pèmèt pwodiksyon an mas rapid atravè bòdi piki oswa piki-bòdi konpresyon nan pi ba pri fabrikasyon. Anplis de sa, karakteristik aliyman ak aliyman yo ka dirèkteman entegre nan eleman optik, elimine bezwen an pou enstalasyon siplemantè ak pwosedi asanble. Soti nan sistèm ekleraj nan aplikasyon pou otomobil, soti nan aparèy D ak detèktè, domèn aplikasyon polymère eleman optik kontinye elaji.
Aparisyon konpozan optik mikrostriktire merite atansyon espesyal. Ajoute karakteristik mikwostrikti nan sifas lantiy yo ka anpil amelyore pèfòmans, diminye pwa sistèm, korije aberasyon, ak fòm travès limyè. Mikwostrikti tankou etalaj microlens, eleman optik difraktif, lantiy Fresnel, ak etalaj prism jwe yon wòl enpòtan nan domèn tankou konsantrasyon solè, fòm travès, ak sistèm mezi.
Sistèm klasifikasyon nan teknoloji fabrikasyon
Teknoloji fabrikasyon pou foure mwazi optik yo ka divize an de gwo kategori: metòd ki kreye sifas ak bon jan kalite optik, ak teknik pou kreye mikro estrikti optik. Depi foure mwazi optik tipikman mande pou presizyon fòm ekstrèmman wo ak bon jan kalite sifas, de faktè sa yo sèvi kòm mezi debaz pou evalye divès teknoloji.
Ultra-Precision Machining: Fondasyon an nan fabrikasyon optik
Depi aparisyon li nan ane 1960 yo, ultra-machinizasyon ak presizyon rete metòd ki pi souvan itilize pou pwodwi foure mwazi optik. Avantaj prensipal teknoloji sa a se nan reyalize presizyon nan pozisyon nan nivo nanomèt-, kidonk jwenn bon jan kalite sifas eksepsyonèl ak presizyon fòm. Dyaman-konpozan machinn anjeneral montre sifas ki pi ba pase 10 nanomèt, reyalize miwa-fini bon jan kalite san post-pwosesis.
Pou jwenn bon kalite-pati, eleman machin yo dwe fè nan limit yo. Sistèm D' Diamond sèvi ak granit kòm baz, ekipe ak gwo -sistèm pwezante pwezante, gwo-koton vitès, ak enstalasyon presi ak ekipman opere. Spidles Air kote yo pote ak bi idrostatik pèmèt mouvman egzak nan zouti ak pati, ak kontwòl pozisyon garanti pa griyaj vè ak rezolisyon anba a 1 nanomèt. Kontwòl tanperati egalman kritik, ki mande antretyen nan ± 0.1K oswa pi piti chenn.
Yon sèl -dyaman kristal fòme kwen an koupe nan zouti akòz dite eksepsyonèl li yo ak kapasite yo kreye kwen trè byen file ak wonn kwen anba a 50 nanomèt. Bon jan kalite pati ki ka reyalize ak presizyon depann anpil sou bon jan kalite zouti dyaman. Sepandan, machin dyaman limite a sa sèlman materyèl ki pa -fèr, fè kouch nikèl-fosfò yon estanda endistri. Nikèl-fosfò ka machin ak zouti dyaman ak zouti nòmalman neglijab.
Diamond virereprezante pwosesis estanda pou fabrikasyon konpozan optik wotasyon simetrik, apwopriye pou pwodui mwazi lantiy esferik ak asferik. Bon jan kalite sifas ki ka reyalize depann lajman sou faktè pwosesis ak faktè materyèl. Prensipal faktè enfliyans yo enkli vitès file koton, reyon pwent zouti, ak pousantaj manje. Gwo vitès file koton, gwo reyon pwent zouti, ak pousantaj manje dousman jeneralman amelyore brutality sifas yo.
Ralanti zouti servo teknolojite devlope pou satisfè gwo demand eleman optik asimetri. Bati sou konfigirasyon tradisyonèl dyaman vire, li ajoute osilasyon Z-aks pandan D. Servo zouti dousman ka pwodwi pati asimetri ki trè egzat san okenn ekipman machin adisyonèl. Teknoloji sa a ka itilize pou fabrike etalaj microlens, etalaj prism, eleman optik difraktif, asfè ki pa nan-aks, ak sifas optik fòm lib.
Vit zouti servo teknolojisanble ak servo zouti dousman men li sèvi ak yon aktè adisyonèl pou osile pwent zouti a. Servo zouti rapid pèmèt pwezante zouti egzak, men ak konjesyon serebral siyifikativman pi piti pase teknoloji servo zouti dousman, tipikman sòti nan plizyè mikromèt ak plizyè santèn mikro. Servo zouti rapid yo souvan itilize pou fabrike sifas ki vire dyaman-ak estrikti tankou mikroprism ak etalaj lantiy.
Diamond fraisagesèvi ak boul dyaman-moulen fen ak yon sèl kwen koupe, ak zouti a wotasyon nan gwo vitès pou retire chips nan seri mikromèt la. Konpare ak vire dyaman, fraisage se notables pi dousman men li ofri pi gwo libète nan konsepsyon. Fraisage Diamond yo itilize prensipalman pou fabrike sifas ki pa-lis, patikilyèman etalaj microlens ak sifas fòm lib.
Vole koupesèvi ak yon zouti wotasyon ak dyaman pozisyone nan-aks, kidonk dyaman an pa kenbe kontak pèmanan ak materyèl la. Koupe vole ka efektivman kreye sifas plat ak bon jan kalite sifas optik sou gwo zòn epi li se tou yon metòd apwopriye pou kreye mikrostruktur ak optik freeform.
Dekouvèt nan ultra-machinizasyon ak presizyon nan asye
Depi asye fè tèt di se materyèl jeni ki pi popilè, rechèch sibstansyèl yo te konsakre nan reyalize D nan materyèl fèr ak zouti dyaman. Mekanis prensipal yo mete zouti gen ladan adezyon ak bati -fòmasyon kwen, fwotman ak fatig, friksyon tèmik mete, ak mete tribochimik. Mekanis chimik reprezante kòz prensipal la nan mete zouti.
Pou evite mete zouti grav, chèchè yo te pwopoze plizyè apwòch:
Vibration à koupese metòd ki pi pwomèt pou D 'materyèl fèr ak zouti dyaman. Zouti nan koupe vibre eliptik, siyifikativman diminye fòs friksyon ak tan kontak ant dyaman ak substra. Teknoloji sa a itil pa sèlman pou D 'materyèl fèr, men tou pèmèt mikrostrukturasyon sifas pandan y ap reyalize bon jan kalite sifas optik ak Ra.<10 nanometers.
Optimize kondisyon koupe yoreprezante yon lòt metòd pou diminye mete dyaman. Ekip rechèch yo te eseye diferan kondisyon koupe ki gen ladan machin kriyojenik ak machinn anba anviwònman gaz. Diamond vire anba kondisyon kriyojenik ka redwi siyifikativman mete zouti, ak sifas iritan pi bon pase 25 nanomèt.
Binderless kib zouti nitrure borreprezante youn nan metòd ki pi pwomèt pou jwenn sifas optik sou materyèl fèr. Kib nitrure bor posede ekselan rezistans chalè ak estabilite chimik, ak dite dezyèm sèlman dyaman. Lè vire Nerjaveèi asye ak dite nan 52HRC lè l sèvi avèk zouti kib nitrure bor binderless, sifas brutality nan Ra.<10 nanometers can be obtained.
Lòt teknoloji fòme
Machin egzeyat elektrikse yon pwosesis D' thermoélectrique ki retire materyèl nan yon seri de etensèl elektrik ant lektwòd zouti a ak pyès. Machin egzeyat elektrik ka pwodwi fòm trè egzat ak pousantaj retire materyèl relativman wo. Sepandan, bon jan kalite sifas ki ka reyalize se ensifizan pou aplikasyon optik, ki egzije apres-pwosesis tankou fanm k'ap pile, koupe, oswa polisaj pou jwenn sifas optik lis ak egzat. Mikwo-machinman egzeyat elektrik se patikilyèman apwopriye pou aplikasyon ki mande gwo -aspect- mikrostruktur, ak gwosè estrikti ki piti tankou 3 mikromèt ak rapò aspè jiska 100.
Machin elektwochimikretire materyèl nan anodik disolisyon metal pandan elektwoliz. Konpare ak teknoloji machin konvansyonèl yo, machin elektwochimik ofri to retire materyèl segondè, aplikab nan nenpòt dite materyèl, absans zouti mete, ak sifas lis. Teknoloji sa a ka itilize pou pòs-trete pyès ki fèt ak machin konvansyonèl yo, lè yo rele yo polisaj elektwochimik. Sèvi ak amelyore pwosesis D 'elektrochimik, brutality sifas ka rive jwenn 0.06 mikromèt.
Manjese souvan itilize pou fabrike mwazi optik. Piske brutality ki ka reyalize pandan fanm k'ap pile se ensifizan pou aplikasyon optik, yo dwe fè post-pwosesis tankou polisaj. Ultra-broyaj presizyon ka itilize wou dyaman rezinoid oswa wou nitrure bor kibik pou reyalize bon presizyon fòm ak brutality sifas Ra.<10 nanometers. An important factor is ensuring stable condition of the grinding wheel, with electrolytic in-process dressing being a suitable method.
Teknoloji Faktori Mikwostrikti
Pwosesis LIGA: Pyonye nan gwo -mikwostrikti presizyon
LIGA kanpe pou twa mo Alman: litografi, galvanoplastie, ak bòdi. Teknoloji sa a te devlope nan ane 1980 yo epi li lajman itilize pou fabrike zouti bòdi piki. Pou pati ki gen gwo -aspè- estrikti, teknoloji sa a ofri avantaj espesyal konpare ak lòt teknoloji fabrikasyon, ki pwodui mikro estrikti ki pi piti pase 1 mikromèt.
Pwosesis LIGA a dekri yon chèn pwosesis ki gen twa operasyon siksesif. Premye etap la se yon pwosesis litografik pou estriktire substra a. Apre sa, yon pwosesis nikèl galvanoplastie pran plas, lè l sèvi avèk substra a estriktire kòm mèt yo kreye mwazi an. Etap final la ka itilize bòdi piki oswa repouse cho pou pwodwi pati. Aplikasyon prensipal pwosesis LIGA nan optik se fabrike eleman optik difraktif, epi li ka pwodwi tou etalaj microlens, mikroprism, mikromirr, ak gid ond.
Nanoimprint Lithography: Atizay nan Nanoskalè Precision
Nanoimprint litografi se yon teknoloji litografik ki pèmèt gwo -modèl debi nanostrikti polymère yo. Teknoloji sa a te premye pwopoze an 1995 epi li konsiste de twa etap prensipal: premye, yon mèt fabrike lè l sèvi avèk teknoloji mikwostrikti, Lè sa a, estrikti mèt la repwodui nan yon mwazi, epi finalman pwosesis la enprime rive.
Nanoimprint litografi gen de varyant: tèmik anprent itilize chofaj pou ogmante tanperati reziste pi wo pase tanperati tranzisyon an vè, ki te swiv pa refwadisman nan tanperati chanm; Enpresyon UV itilize limyè iltravyolèt pou geri reziste a, ki mande mwazi transparan. Lè l sèvi avèk teknoloji litografi nanoimprint, nanostruktur ak gwosè karakteristik ki pi ba a 10 nanomèt ka pwodwi ak repwodui. Li se souvan itilize nan aplikasyon fotonik ki gen ladan ologram, estrikti difraktif, estrikti anti-reflektif, etalaj microlens, ak aplikasyon woule-a-.
Lazè Dirèk Ekri: Kreyasyon Mikwostrikti fleksib
Konpare ak machin lazè, ekri dirèk lazè itilize yon gwo bout bwa lazè pou estrikti fotorezistans, menm jan ak pwosesis litografi yo itilize nan fabrikasyon semi-conducteurs. Yon kouch mens nan fotorezist depoze sou substra a, Lè sa a, fotoresist la estriktire lè l sèvi avèk pwosesis la ekri dirèk lazè. Ekri dirèk lazè pèmèt fabrikasyon estrikti binè ak kontinyèl epi li se trè souvan itilize pou fabrikasyon Fresnel oswa estrikti difraktif, patikilyèman sou substrats plan.
Konpare ak metòd litografi, ekri dirèk lazè evite egzijans aliyman sub-mikwomèt etap ekspozisyon siksesif yo. Pou repwodui estrikti sa yo, yo dwe fabrike foure mwazi, ki ka itilize nikèl galvanoplastie. Estrikti ki pwodui nan fotorezist la reprezante mèt la, ki te swiv pa depoze. Dènye devlopman ekriti dirèk lazè yo te fè estriktirasyon sou substrats koube posib, simonte limit substra plan. Gwosè estrikti yo anjeneral alantou 5 mikro, men yo ka redwi tou a 1-3 mikromèt.
Elektwon Beam Writing ak Ion Beam Lithography
Ekri reyon elèktronse yon metòd altènatif pou estrikti fotorezist, menm jan ak teknoloji ekriti dirèk lazè, yo itilize pou fabrike estrikti mèt ki te swiv pa pwosesis galvanoplastie nikèl. Teknoloji sa a te devlope okòmansman pou ekriti mask semi-conducteurs men li ka itilize tou pou fabrike eleman mikwo-optik, patikilyèman apwopriye pou jenere Fresnel ak estrikti difraktif.
Se ekriti elektwon gwo bout bwa yo itilize nan pwosesis semi-conducteurs, kidonk gwo efò yo te envesti nan avanse rezolisyon possible. Rezolisyon ekriti reyon elèktron nan fotorezistans ki baze sou PMMA-kapab rive jiska 10 nanomèt. Teknoloji sa a kapab tou itilize kòm yon pwosesis polisaj pou sifas metal, lè l sèvi avèk travès elèktron defocused pou eskane sifas yo, ak sifas metal k ap fonn ki mennen nan diminye brutality sifas yo.
Litografi iyon gwo bout bwaitilize reyon ion konsantre pou eskane sifas yo, kidonk kreye estrikti piti anpil. Teknoloji sa a sanble anpil ak ekriti elèktron, men iyon yo pi lou epi yo pote plis chaj, ak longèdonn iyon pi piti pase elektwon, sa ki lakòz rezolisyon ki pi wo. Sèvi ak travès ion konsantre, gwosè estrikti ki anba a 5 nanomèt yo te rapòte. Teknoloji sa a itilize tou kòm yon metòd polisaj pou eleman lithografik optik, lè l sèvi avèk iyon enèji ki ba -pou retire erè fòm yo epi redwi brutality, reyalize brutality sifas Ra.<1 nanometer.
Lazè D' ak polissage
Sèvi ak kout-batman kè ak ultrashort-lazè batman kè se yon teknoloji émergentes pou diferan aplikasyon pou micromachining epi yo ka itilize pou estriktire zouti bòdi. Avantaj prensipal la nan machin lazè se ke prèske tout materyèl yo ka trete. Lè tout paramèt yo optimize, D 'lazè ka menm itilize kòm yon tretman polisaj, ak bon jan kalite sifas rive nan Ra.<1 micrometer. Laser machining can produce structures as small as 10 micrometers.
Polisaj ak lapyo fini tretman ki kreye sifas lis lè l sèvi avèk kwen koupe endefini. Ki sa ki tout pwosesis polisaj gen an komen se itilize nan abrazif nan sifas lis, ak abrazif sispann nan likid yo fòme yon sispansyon. Polisaj ka kreye bon jan kalite sifas trè wo nan seri nano ak sub-nano, men pousantaj retire yo jeneralman trè ba. Yo ka itilize polisaj pou trete moso plan, esferik, asferik, ak fòm lib ansanm ak sifas estriktire.
Seleksyon Teknoloji
Pou sipòte desizyon pou chwazi metòd fabrikasyon apwopriye, nou ka fè distenksyon ant twa kategori: fòme, mikrostriktirasyon, ak post-pwosesis.
Pou fòme metòd, fanm k'ap pile ak ultra-machinizasyon presizyon ka reyalize gwo presizyon ak bon sifas, men ak siyifikativman redwi pousantaj retire materyèl konpare ak machin elektwochimik ak machin egzeyat elektrik. Ultra-machinizasyon ak presizyon kòm yon metòd fòme rete teknoloji ki pi pwomèt la, patikilyèman lè yo bezwen fòme egzak nan foure mwazi optik. Lè yo bezwen jeyometri konplèks, pa gen okenn lòt teknoloji ki ofri gwo libète nan konsepsyon tankou machin ultra-presizyon.
Pou teknoloji mikwostrikti, gwosè estrikti ki ka reyalize se yon faktè enpòtan. Kòm yon règ nan gwo pous, kòm gwosè estrikti diminye ak presizyon fòm ogmante, zòn nan ki ka estriktire diminye akòz tan pwosesis pi long. Ultra-machinizasyon ak presizyon se pa sèlman yon metòd apwopriye pou mete foure mwazi men yo ka itilize tou pou kreye mikrostruktur. Patikilyèman, pwosesis la koupe vole ka rapidman ak ekonomikman fabrike gwo zòn estriktire nan seri a santimèt.
Pou tout metòd machining kote bon jan kalite sifas yo pa ase pou aplikasyon optik, apre -pwosesis ka amelyore kalite sifas yo. Patikilyèman, polisaj ak lap ka fabrike sifas optik. Sepandan, li ta dwe konsidere ke apre-operasyon pwosesis yo ka afekte fòm jeneral ak presizyon fòm.