Способ изготовления оптических дета-лей преимущественно аподизирующихдиафрагм

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублин

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (11) 842062 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3аявлеио 280479 (2f) 2759459/29-33

Ю с присоедииеиием заявки ¹ (511М. К .3

С 03 В 23/22

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и откр ыти и (23) Приоритет

Опубликовано 300681 Бюллетень М (53) УДК 666 153 2 (088. 8) Дата опубликования описания 3006.81 (72) Авторы изобретения

A.Ä. Цветков, Б.М. Седов и О.С. Щавел (71) заявители (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО АПОДИЗИРУЮЦИХ ДИАФРАГМ

Изобретение относится к промышленности стройматериалов, в частности к области оптического приборостроения, а точнее к производству оптических деталей путем горячего формообразования.

Известен способ изготовления мно-, гофокусной линзы, включающий изготовление слоистого элемента из стекла, представляющего собой линзу, помещение элементов в пресс;форму с целью придания ему формы сферического или асферического мениска (1).

Известен способ изготовления линзы с тонким облицовочным слоем стекла хотя бы с одной стороны детали, направляемым с образованием граничной поверхности (2).

Однако такие способы изготовления линзы трудоемки, а для работоспособности диафрагмы необходимо точное выставление деталей относительно друг друга.

Наиболее близким по т ехнической сущности к предлагаемому является способ изготовления лиь=, включающий формование цилиндр -;еской заготовки из стекла, нанесение покрытия, с последующим помещением в прессформу, нагревание, прессование и холодную обработку (3) .

Однако и этот способ трудоемок при изготовлении линз и других оптических деталей сложного профиля, так как для этого необходимо изготовление пресс-формы (пуансона и матрицы) строго определенной конфигурации в соответствии с заданной поверхностью детали. Также этот способ непригоден для изготовления деталей, у которых линейные размеры формуемой поверхности соизмеримы или много меньше толщины .цетали.

Цель изобретения — повышение качества иэделия.

20 Указанная цель достигается тем,,что в способе изготовления оптичес,ких деталей, включающем формование цилиндрической заготовки, нанесение покрытия с последующим помещением

25 в пресс-форму, нагревание, прессоваие, холодную обработку, заготовку формуют со сферической торцовой поверхностью, покрытие наносят иэ поглощающего стекла, а прессование осуществляют плоским пуансоном, ра-, 842062 бочий ход которого определяют по формуле

Н<

3a 2B — Зкв2 + в З

3а (где в = R — R — а )

2 2. где h — рабочий ход;

R — радиус сферической поверхности; а — радиус заготовки.

На фиг. 1 — 6 представлен процесс изготовления аподизирующей диафрагмы по стадиям. .Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно одну из поверхностей стеклянной заготовки диамет-. >5 ром 2а обрабатывают до получения сферической с радиусом кривизны R.

На эту поверхность наносят покрытие из поглощающего стекла, например, методом спекания. Но можно и наобо- gQ рот: вначале нанести покрытие, а за тем придать заготовке с покрытием сферическую форму. Затем заготовку помещают в пресс-форму, нагревают до размягчения и прессуют плоской поверхностью пуансона на величину рабочего хода h. В процессе прессования размягченная заготовка стремится занять объем, соответствующий минимальной поверхности площади (вследствие большого поверхностного натяжения стекла в пластическом состоянии). Поэтому поверхность покрытия формируется плоско-выпуклой конфигурации, т.е. со стороны пуансона — плоская, а оставшаяся свободной — выпуклая, с радиусом кривизны, зависящим от величины рабочего хода

h or радиуса кривизны заготовки

R„ причем при данных выбранных значениях R, 2а и h кривизна открытой 40 свободной поверхности выражается однозначной зависимостью и не зависит от состава стекла. Далее после формирования заготовку охлаждают и производят холодную обработку. Под холодной обработкой понимается снятие части покрытия до толщины в центральной зоне от 100 до 10 мкм в зависимости от коэффициента поглощения покрывающего стекла и требуемого коэффициента пропускания, а также внешняя обработка по боковой поверхности заготовки. Со стороны покрытия заготовка полируется по высокому классу чистоты и точности.

Пример . Аподизирующая диафрагма изготавливается из двух стекол на одной фосфатной основе, отличающихся тем, что в одно из них введены красящие компоненты окислов

Cr, Fe, Cu, Со. Эти два стекла кор- 6О ректируются по показателям преломления (ЬЬ=1.10 ) и коэффициентам линейного термического расширения (до =1,5- 10Г град "). Температура трансформации стекла Tg составляет 65

480 С, температура прессования о

600 С. Коэффициент поглощения поглощающего стекла для видимого диапазона в среднем составляет 2,0 мм

Заготовка из прозрачного стекла имеет вид цилидра диаметром основания 8 мм, высотой 15 мм, одно иэ оснований обрабатывается до получения сферической поверхности радиусом кривизны 5,7 мм. На эту поверхность наносится покрытие из поглоща ющего стекла. Затем заготовку помещают в пресс-форму, изготовленную из нержавеющей стали марки Х18Н10Т плотно без зазоров, нагревают до

600 С и прессуют плоским пуансоном на величину h = 0,40 мм, выбранную ь 3aN — ЗВ 2 + 3

За

RRe а = R — R< - аа, н равную

0,77 мм при приведенных значениях а и R. Полученную заготовку подвергают холодной обработке, снимая часть поглощающего покрытия до получения цилиндра, торцовые грани которого были пло"копараллельны. В результате такой последовательности технологических операций достигается величина пропускания ь (а) = ехр(-(аотн)45 ) где (а) — пропускание аподизирующей диафрагмы как функ ции от радиуса детали; а — относительный радиус диафрагмы; число 4,5 — степень, характер.лзующая крутизну — жесткость величины ь(а)

Теоретическая функция ь (а), необ. ходимая для работы аподизирующей диафрагмы, может лежать в пределах 1 (а) = ехр(-(а )" ) где N = 2 — 10 (в некоторых специальных случаях И = 5 — 10). Полученная диафрагма соответствует теоретически необходимой.

Таким образом, предлагаемый способ изготовления аподизирующих диаф рагм значительно проще известных, не требует применения специальных пресс-форм со сложными конфигурациями матриц и пуансонов.

По предлагаемой технологии варьированием всех трех взаимонезависимых параметров, а именно: размеров заготовки, радиуса кривизны формируемой поверхности и величины деформации рабочего хода можно получить аподизирующие диафрагмы самых различных размеров и законов пропускания.

При этом, как показывают теоретичес. ;ие расчеты и практический опыт, именно такой способ позволяет получать аподизирующие диафрагмы, наиболее точно передающие необходимый закон пропускания, что имеет

342062

Формула изобретения

Рс» 1

9 ис. <

Щс. Х

Составитель Т. Парамонова

Техред Т.Маточка Корр ктор М. Демчик

Редактор Н. Безродная

Тираж 520 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4973/23

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 первостепенное значение при ее изготовлении и производстве.

Предлагаемым способом можно изготавливать диафрагмы непосредствен.но на оптических деталях, например на торцах активных элементов, исполь. зуемых в лазерной технике.

Способ изготовления оптических деталей, преимущественно аподиэиру ющих диафрагм, включающий формование цилиндрической заготовки, нанесение покрытия с последующим помещением в пресс-форму, нагревание, прессование и холодную обработку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделия, формуют заготовку со сферической. торцовой поверхностью, покрытие наносят иэ поглощающего с екла, а пр ссование осуществляют плрским пуансоном, рабочий ход которого определяют по формуле

5 3<ив — 3кв + в-"

h c.

За гце h- рабочий ход;

R- радиус сферической поверхt0 ности; а- радиус заготовки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Ф 2294990, кл. С 03 В 23/22, 1976.

2. Патент ФРГ М 2515311, кл. 02 С 7/02, 1978.

3. Патент ФРГ 9 2515558, кл. С 03 В 23/22, 1976.