CN105589163B - 一种无应力安装光学元件的方法 - Google Patents
一种无应力安装光学元件的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105589163B CN105589163B CN201610158108.2A CN201610158108A CN105589163B CN 105589163 B CN105589163 B CN 105589163B CN 201610158108 A CN201610158108 A CN 201610158108A CN 105589163 B CN105589163 B CN 105589163B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical element
- connecting material
- mounting surface
- installation
- subject matter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 106
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 46
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 15
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 5
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
Abstract
本发明提供一种无应力安装光学元件的方法，其包括如下步骤：第一步：光学元件平稳放置在指定固定标的物的安装面上；第二步：当光学元件与所述安装面达到受合力为零时，在光学元件与固定标的物安装表面的交界处对称放置连接材料，通过连接材料将光学元件安装在固定标的物的安装面上。本发明的技术方案优点在于：第一，实现了传统方法不能实现的光学元件固定在安装界面后不产生内部应力；第二：通过选择适当的连接材料与连接工艺方法，可以实现光学元件安装后不产生内部应力同时保证固定牢固；第三：本发明简洁有效，实践验证工作稳定可靠，可广泛用于各种光学系统的光学元件安装。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学元件安装方法，尤其涉及一种无应力安装光学元件的方法。
背景技术
为满足精密光学设备与仪器的高精度高性能，需要光学仪器设备中的光学元件的面型、厚度等具有极高精度，光学元件的材料具有极高的均匀性、少缺陷，光学元件空间定位精度高。
目前普遍采用的光学元件固定方法有两种，一种方法是采用机械紧固力固定光学元件。此方法的缺陷是：第一：施加在光学元件上的机械紧固力使被固定的光学元件内部产生应力，导致光学元件产生面型变型、厚度变化、均匀性变化甚至内应力损伤开裂；第二：光学元件受外界机械紧固力与内应力影响偏离预设空间位置，影响光学系统性能。另一种方法是在光学元件与安装表面之间的接触面填充连接介质如粘接剂、焊料等并通过粘接或焊接等连接手段将光学元件固定。此方法的缺陷是：第一：光学元件、连接介质、指定的固定标的物三者热膨胀系数不同，在固定后光学元件因差分膨胀或差分收缩产生内应力；第二：连接过程中处于光学元件与固定标的物之间的连接介质的不均匀收缩或膨胀使光学元件产生内应力，并且偏离预设空间位置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现光学元件安装后不产生内部应力、同时保证安装牢固的无应力安装光学元件的方法。
本发明提供一种无应力安装光学元件的方法，其包括如下步骤：
第一步：光学元件平稳放置在指定固定标的物的安装面上；
第二步：当光学元件与所述安装面达到受合力为零时，在光学元件与固定标的物安装表面的交界处对称放置连接材料，通过连接材料将光学元件安装在固定标的物的安装面上。
其中，所述连接材料不存在于光学元件与安装面的接触面上。
其中，所述连接材料为粘接剂或焊材。
其中，所述连接材料将光学元件安装在安装面的安装方法包括粘接或焊接。
其中，所述连接材料以同样体积、形状、密度在空间上对称放置于光学元件与固定标的物的安装面的交界处。
其中，所述连接材料为光学胶水。
其中，所述连接材料的存在形式包括但不限于气体、液体、固体。
其中，安装后，所述连接材料的热膨胀系数与光学元件的热膨胀系数比值为1至10。
其中，所述连接材料的热膨胀系数约为8x10-6。
其中，所述连接材料在安装过程中，其体积收缩率或膨胀率小于1％。
本发明的技术方案优点在于：第一，实现了传统方法不能实现的光学元件固定在安装界面后不产生内部应力；第二：通过选择适当的连接材料与连接工艺方法，可以实现光学元件安装后不产生内部应力同时保证固定牢固；第三：本发明简洁有效，实践验证工作稳定可靠，可广泛用于各种光学系统的光学元件安装。
附图说明
图1为本发明以圆柱体石英玻璃作为光学元件的结构示意图；
图2为图1所示圆柱体石英玻璃的安装的左视图；
图3为通过光学应力观察仪观察到的未采用本发明的方法安装后的光学元件与采取本发明的方法安装后的光学元件的内部应力分布对比。
具体实施方式
本发明一种无应力安装光学元件的方法，其中，应力的概念是：物体由于外因(受力、湿度、温度场变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，单位面积上的内力称为应力。应力是矢量，沿截面法向的分量称为正应力，沿切向的分量称为切应力。
图1至图3为发明实施例，如图1所示，以一圆柱体石英玻璃1作为光学元件，该圆柱体石英玻璃1固定在一具有弧面的固定标的物3上，通过将所述圆柱体石英玻璃1的弧面2放置在固定标的物3的安装面4内并贴合静置，使得圆柱体石英玻璃1和固定标的物3达到力学平衡。
所述圆柱体石英玻璃1设有与所述弧面2连接的第一表面6和第二表面7，其中，第一表面6和第二表面7相对设置。
图2为图1所示圆柱体石英玻璃1安装在所述固定标的物3上的左视图，参考图1与图2，取热膨胀系数约为8x10-6的光学胶水5，将该光学胶水5以同样体积、形状、密度均匀对称地涂布于圆柱体石英玻璃1的第一、第二表面6、7与固定标的物3的安装面4交界处，并避免光学胶水5存在于圆柱体石英玻璃1的弧面2表面上。
通过适当的固化工艺过程控制光学胶水5固化过程，固化后光学胶水5体积收缩率小于1％。所述圆柱体石英玻璃1被固定在固定标的物3后，如图3(b)所示，通过光学应力观察仪(如光学双折射检验仪)检验无内部应力。如图3(a)所示是没有采用本方法具有内部应力的示意图。
上述实施例采用一圆柱体石英玻璃1作为光学元件是为了于说明，其他形状、材料的光学元件都属于本发明的保护范畴。连接光学元件与固定标的物的连接物质还可以采用焊料等其他连接介质，连接方法包括但不限于胶接、烧结、焊接、贴合等连接方法。
本发明实现基于以下原理：在圆柱体石英玻璃1的第一、第二表面6、7与固定标的物3的安装面4交界处均匀对称地涂布光学胶水5，在固化过程中该光学胶水5产生收缩，由于光学胶水5仅存在于圆柱体石英玻璃1的第一、第二表面6、7和固定标的物3的安装面4的交界处，且光学胶水5以同样体积、形状、密度对称分布于圆柱体石英玻璃1的第一、第二表面6、7，收缩过程中存在于圆柱体石英玻璃1的第一、第二表面6、7的光学胶水5对圆柱体石英玻璃1产生的牵引力大小相同方向相反，从而达到力平衡；其余收缩应力分布于光学胶水5内部和固定标的物3的安装面4以及安装面4以下内部，从而避免作为圆柱体石英玻璃1的光学元件内部存在应力分布。
本发明揭示一种无应力安装光学元件的方法，通过本方法使光学元件安装后不产生内部应力，本方法包括如下步骤：
第一步：光学元件平稳放置在指定固定标的物的安装面上。
第二步：当光学元件与所述安装面达到受合力为零时，在光学元件与固定标的物安装表面的交界处对称放置连接材料，通过连接材料将光学元件安装在固定标的物的安装面上。
其中，所述受合力为零是光学元件与安装面之间受力平衡,如光学元件在安装面上处于静止状态。
其中，所述连接材料为满足特定物理特性的粘接剂或焊材等；该连接材料将光学元件安装在安装面的安装方法包括粘接或焊接等连接手段。
其中，所述安装方法过程中，避免连接材料存在于光学元件与安装面的接触面，即：所述连接材料不存在于光学元件与安装面的接触面。
其中，所述连接材料以同样体积、形状、密度在空间上对称放置于光学元件与固定标的物的安装面的交界处。
其中，所述连接材料为光学胶水，且所述连接材料包括但不限于粘接剂、焊料。
其中，所述连接材料包括但不限于气体、液体、固体等形式存在的，如粘接剂、焊料等能够连接光学元件与固定标的物的安装面的物质。
其中，安装后，所述连接材料的热膨胀系数与光学元件的热膨胀系数比值为1至10；所述连接材料在安装过程中，其体积收缩率或膨胀率小于1％。
其中，所述光学元件的材料包括但不限于光学玻璃、光学晶体、光学塑料、光学纤维等光学材料。
本发明的技术方案优点在于：第一：实现了传统方法不能实现的光学元件安装在安装界面后不产生内部应力；第二：通过选择适当的连接材料与连接工艺方法，可以实现光学元件安装后不产生内部应力同时保证光学元件的固定牢固；第三：本发明简洁有效，实践验证工作稳定可靠，可广泛用于各种光学系统的光学元件安装。
无论如何，本发明并不限于公开的特定形式，相反地，本发明覆盖包括在由所附权利要求书限定的本发明精神和范围内的各种变形、等效物和替换物。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种无应力安装光学元件的方法，其特征在于，其包括如下步骤：
第一步：光学元件平稳放置在指定固定标的物的安装面上；
第二步：当光学元件与所述安装面达到受合力为零时，在光学元件与固定标的物安装表面的交界处对称放置连接材料，通过连接材料将光学元件安装在固定标的物的安装面上；其中，所述光学元件为圆柱体石英玻璃，圆柱体石英玻璃具有一弧面，所述弧面放置在所述固定标的物的安装面内并贴合静置；所述光学元件设有与所述弧面连接的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面相对设置；所述连接材料涂布于所述光学元件的第一、第二表面与所述固定标的物的安装面交界处；所述连接材料不存在于光学元件与安装面的接触面上，所述连接材料以同样体积、形状、密度对称分布于圆柱体石英玻璃的第一、第二表面，所述连接材料收缩过程中存在于圆柱体石英玻璃的第一、第二表面的光学胶水对圆柱体石英玻璃产生的牵引力大小相同方向相反，从而达到力平衡；其余收缩应力分布于连接材料内部和固定标的物的安装面以及安装面以下内部，避免作为圆柱体石英玻璃的光学元件内部存在应力分布。
2.根据权利要求1所述的无应力安装光学元件的方法，其特征在于：所述连接材料为粘接剂或焊材。
3.根据权利要求1所述的无应力安装光学元件的方法，其特征在于：所述连接材料将光学元件安装在安装面的安装方法包括粘接或焊接。
4.根据权利要求1所述的无应力安装光学元件的方法，其特征在于：所述连接材料为光学胶水。
5.根据权利要求1所述的无应力安装光学元件的方法，其特征在于：所述连接材料的存在形式包括但不限于气体、液体、固体。
6.根据权利要求1所述的无应力安装光学元件的方法，其特征在于：安装后，所述连接材料的热膨胀系数与光学元件的热膨胀系数比值为1至10。
7.根据权利要求1所述的无应力安装光学元件的方法，其特征在于：所述连接材料的热膨胀系数约为8x10-6。
8.根据权利要求1所述的无应力安装光学元件的方法，其特征在于：所述连接材料在安装过程中，其体积收缩率或膨胀率小于1％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610158108.2A CN105589163B (zh) | 2016-03-21 | 2016-03-21 | 一种无应力安装光学元件的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610158108.2A CN105589163B (zh) | 2016-03-21 | 2016-03-21 | 一种无应力安装光学元件的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105589163A CN105589163A (zh) | 2016-05-18 |
| CN105589163B true CN105589163B (zh) | 2019-01-25 |
Family
ID=55928881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610158108.2A Expired - Fee Related CN105589163B (zh) | 2016-03-21 | 2016-03-21 | 一种无应力安装光学元件的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105589163B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2522876Y (zh) * | 2001-11-23 | 2002-11-27 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 准直透镜和滤波器组装结构 |
| CN101430415A (zh) * | 2008-12-12 | 2009-05-13 | 北京空间机电研究所 | 一种航天相机异形棱镜无应力固定安装结构 |
| CN201464690U (zh) * | 2009-08-04 | 2010-05-12 | 上海微电子装备有限公司 | 点胶装置 |
| DE102009001726A1 (de) * | 2009-03-23 | 2011-02-24 | Robert Bosch Gmbh | Linsenhalter |
| CN102128600A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-07-20 | 西安科技大学 | 一种利用激光测量透镜曲率半径的方法及其装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101474769B1 (ko) * | 2007-06-27 | 2014-12-19 | 삼성전자 주식회사 | 광학부재의 결합장치 및 광주사장치 |
-
2016
- 2016-03-21 CN CN201610158108.2A patent/CN105589163B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2522876Y (zh) * | 2001-11-23 | 2002-11-27 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 准直透镜和滤波器组装结构 |
| CN101430415A (zh) * | 2008-12-12 | 2009-05-13 | 北京空间机电研究所 | 一种航天相机异形棱镜无应力固定安装结构 |
| DE102009001726A1 (de) * | 2009-03-23 | 2011-02-24 | Robert Bosch Gmbh | Linsenhalter |
| CN201464690U (zh) * | 2009-08-04 | 2010-05-12 | 上海微电子装备有限公司 | 点胶装置 |
| CN102128600A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-07-20 | 西安科技大学 | 一种利用激光测量透镜曲率半径的方法及其装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105589163A (zh) | 2016-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109390221B (zh) | 用以接合衬底的装置及方法 | |
| CN104749673A (zh) | 大尺寸平面衍射光栅的复制拼接方法 | |
| TW201919812A (zh) | 結合基材的方法與裝置 | |
| JPH10500206A (ja) | 圧力センサの取付け | |
| CN105589163B (zh) | 一种无应力安装光学元件的方法 | |
| Savithri et al. | Accurate bending analysis of laminated orthotropic plates | |
| Sandvand et al. | Influence of glass-frit material distribution on the performance of precision piezoresistive MEMS pressure sensors | |
| Baidya et al. | Sensitivity of turbulent stresses in boundary layers to cross-wire probe uncertainties in the geometry and calibration procedure | |
| CN105157873B (zh) | 圆环式光纤光栅温度传感器及封装方法 | |
| Silva et al. | Fabrication and characterization of polymeric three-axis thermal accelerometers | |
| Zhang et al. | Silicon strain gages bonded on stainless steel using glass frit for strain sensor applications | |
| Fu et al. | The effect of mounting stress on the zero point output of pressure sensors | |
| Bosboom et al. | Ribbon tapes, shape sensors, and hardware | |
| Suzuki et al. | Development of Corrosion‐Resistant Pressure Sensor with Semiconductor Strain Sensor | |
| Greenwood et al. | Optical pressure sensor for an aeronautical application using white light interferometry | |
| Breunig et al. | Shape control of modular x-ray optics during integration and alignment: concepts and recent experiments at MPE | |
| US20190129128A1 (en) | Joint of mated components | |
| Graffi | Materials with Memory | |
| Stadler | Proof of Concept for Single-phase SOI-based Microchannel Cooling of Large Semiconductor Detectors by Fabricating and Verifying Equivalent Test Structures | |
| Kilpatrick | Carbon Fiber and Fiber Bragg Grating Force Balance for Unsteady Aerodynamic Loads | |
| CN106645796A (zh) | 一种光纤法珀声压加速度复合传感器及加工方法 | |
| Charig | Design and characterization of drug delivery devices with embedded sensors | |
| Aeschliman et al. | Fast-response, electronically-scanned multi-port pressure system for low-pressure hypersonic wind tunnel applications | |
| Mian et al. | Effects of laser parameters on the mechanical response of laser irradiated micro-joints | |
| Phinney et al. | Bond pad effects on steady state thermal conductivity measurement using suspended micromachined test structures |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20170825 Address after: No. 9988 Nanshan District Shennan Road Shenzhen city Guangdong province 518000 Applicant after: HAN'S LASER TECHNOLOGY INDUSTRY GROUP Co.,Ltd. Applicant after: SHENZHEN DAZU INTELLIGENT EQUIPMENT TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: No. 9988 Nanshan District Shennan Road Shenzhen city Guangdong province 518000 Applicant before: HAN'S LASER TECHNOLOGY INDUSTRY GROUP Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 518000 No. 9988 Shennan Road, Nanshan District, Shenzhen, Guangdong Patentee after: HAN'S LASER TECHNOLOGY INDUSTRY GROUP Co.,Ltd. Patentee after: HAN'S LASER SMART EQUIPMENT GROUP Co.,Ltd. Address before: 518000 No. 9988 Shennan Road, Nanshan District, Shenzhen, Guangdong Patentee before: HAN'S LASER TECHNOLOGY INDUSTRY GROUP Co.,Ltd. Patentee before: SHENZHEN DAZU INTELLIGENT EQUIPMENT TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20211103 Address after: 518000 No. 9988 Shennan Road, Nanshan District, Shenzhen, Guangdong Patentee after: HAN'S LASER TECHNOLOGY INDUSTRY GROUP Co.,Ltd. Patentee after: HAN'S LASER SMART EQUIPMENT GROUP Co.,Ltd. Patentee after: Hunan Dazu Intelligent Equipment Co.,Ltd. Address before: 518000 No. 9988 Shennan Road, Nanshan District, Shenzhen, Guangdong Patentee before: HAN'S LASER TECHNOLOGY INDUSTRY GROUP Co.,Ltd. Patentee before: HAN'S LASER SMART EQUIPMENT GROUP Co.,Ltd. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190125 |