自由曲面光学元件的三类加工方法

随着自由曲面光学元件的广泛应用，其相应的制造技术得到了广泛的发展。针对不同口径、不同类型、不同材质的自由曲面光学元件，其相应的加工方法根据加工原理可以分为三类：

一，去除加工法。主要是指在毛坯件的基础上采用各种设备去除毛坯表面材料，从而得到符合要求的光学元件。主要有手工加工、单点金刚石加工、磨削、离子束抛光、计算机控制表面成型法、磁流变抛光等方法，去除加工法精度高，相比于热复制成型法，具有加工周期长、费用高的特点。

二，热复制成型法。其主要原理是将加热成流体的光学材料注入事先加工好的模具中，在加热加压条件下成型，冷却后即可得到所需的光学元件；主要包括光学玻璃模压成型、塑料注塑成型等。其优点是经济、效率高。但是其精度与所使用的模具有关。

三，附加成型法。主要原理是将所需的镀层材料按照一定的厚度附加到抛光好的光学球面或平面元件上。 主要有电镀法、蒸镀法、3D激光打印等。电镀法是利用电解原理将材料电镀到己加工好的光学球面元件上，进而得到所需的光学非球面。常用于加工导电材料的光学反射镜面。蒸镀法是通过在真空条件下对镀层材料进行加热使其蒸发后附着在光学元件表面的一种加工方法，3D激光打印技术是运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。附加成型法缺点为成本高，速度慢，并且只能加工加工量比较小的光学元件。

编辑：黄飞