CN107976723A - 光学元件加工装置及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光学元件加工装置及其系统，属于光学设备技术领域。一种光学元件加工装置，包括架体、用于对光学元件进行加工的刻蚀组件及用于控制架体和刻蚀组件的控制装置，刻蚀组件设置于架体，控制装置与架体、刻蚀组件电连接；刻蚀组件包括挥发液储液槽、刻蚀液回收槽、加工头、挥发液供液器以及至少两个刻蚀液供液器。该装置适用于不同材质的光学元件，扩大应用范围，提高利用率，降低加工成本。
Description
技术领域
本发明涉及光学设备技术领域，具体而言，涉及一种光学元件加工装置及其系统。
背景技术
磷酸二氢钾(KDP)晶体作为优质的非线性光学材料，被广泛地应用于激光和非线性光学领域。在高功率固体激光装置中，KDP晶体主要用作光学频率转换器件以及电光开关元件，其中频率转换器件将红外激光光束转换为紫外的三倍频激光光束，三倍频激光是进行激光惯性约束聚变物理实验所必需的。高质量的晶体光学元件在激光装置中占有很重要的地位。KDP晶体属于水溶性晶体，表面易潮解。目前加工KDP晶体的主要方式是采用天然单点金刚石刀具以飞刀切削的方法将晶体材料直接切削成光学表面，但晶体表面会产生切削的刀纹纹路，导致元件的中频误差较大。
目前，对玻璃元件的面型加工技术主要有：传统光学元件加工技术，旋转抛光盘的小工具数控抛光技术、利用磁场来改变散粒磨料粘度的磁流变抛光技术和离子束抛光技术。上述技术在实际运用中存在一些缺点，传统光学元件加工技术和小工具数控抛光技术依赖于需校准的材料去除率，其加工过程必然是一迭代过程，批量化成本较高；散粒磨料小工具抛光技术在加工过程中由于存在局部的机械应力，因而无法加工超薄的元件，而且容易形成无法去除的亚表面缺陷以及表面的污染层；离子束抛光需要配备大型的真空罩，设备成本很高。在对不同材质的光学元件需要的刻蚀液也不同，需要用不同的仪器进行加工，成本较高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种新的光学元件加工装置，适用于不同材质的光学元件，扩大应用范围，提高利用率，降低加工成本。
本发明又提出了一种光学元件加工系统，适用于不同材质的光学元件，扩大应用范围，提高利用率，降低加工成本。
本发明是这样实现的：
一种光学元件加工装置，包括架体、用于对光学元件进行加工的刻蚀组件及用于控制架体和刻蚀组件的控制装置，刻蚀组件设置于架体，控制装置与架体、刻蚀组件电连接；
刻蚀组件包括挥发液储液槽、刻蚀液回收槽、加工头、挥发液供液器以及至少两个刻蚀液供液器，刻蚀液回收槽设置于挥发液储液槽内用于回收刻蚀液，加工头设置于刻蚀液回收槽内，加工头的流体流动方向与挥发液储液槽的开口方向平行，挥发液供液器与挥发液储液槽连通用于向挥发液储液槽提供挥发液，每个刻蚀液供液器分别与刻蚀液回收槽、加工头连通，用于向加工头提供刻蚀液。
进一步地，在本发明较佳实施例中，刻蚀液供液器包括刻蚀液槽，刻蚀液槽通过输液管与刻蚀液回收槽的底部连通。
进一步地，在本发明较佳实施例中，刻蚀液供液器还包括调节阀和供液泵，调节阀设置于刻蚀液槽与刻蚀液回收槽之间，供液泵与刻蚀液槽连接。
进一步地，在本发明较佳实施例中，加工头内设有容纳腔，容纳腔远离刻蚀液回收槽底部的一端设有出液口，出液口的外径沿出液口延伸的方向逐渐减小。
进一步地，在本发明较佳实施例中，架体包括底座、运动杆、支撑架及固定部，运动杆设置于底座的顶面且可相对于底座移动，支撑架的一端与底座连接，固定部设置于支撑架远离底座的一端。
进一步地，在本发明较佳实施例中，运动杆的一端与底座连接，另一端与刻蚀组件连接。
进一步地，在本发明较佳实施例中，刻蚀液供液器还包括用于对刻蚀液进行净化的过滤器，过滤器设置于输液管。
进一步地，在本发明较佳实施例中，过滤器内部设有超滤膜。
进一步地，在本发明较佳实施例中，刻蚀液回收槽由聚四氟乙烯材料制作而成。
一种光学元件加工装置，包括上述光学元件加工装置。
上述方案的有益效果：
本发明实施例提供的一种光学元件加工装置，包括架体、刻蚀组件及控制装置，刻蚀组件包括挥发液储液槽、刻蚀液回收槽、加工头、挥发液供液器以及至少两个刻蚀液供液器。不同的刻蚀液供液器存储有不同的刻蚀液，可以对不同材质的光学元件进行加工。扩大应用范围，提高利用率，降低加工成本。同时，当刻蚀液减少时，可以及时补充，保证正常的加工。挥发液供液器中存储挥发液，挥发液为消耗品，量会一直减少，挥发液供液器自动添加挥发液，减少人力，保证加工质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1提供的光学元件加工装置的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的光学元件加工装置的结构示意图；
图3为本发明实施例2提供的光学元件加工装置的结构示意图；
图4为本发明实施例2提供的光学元件加工装置的结构示意图。
图标：100-光学元件加工装置；110-架体；111-底座；113-运动杆；115-支撑架；117-固定部；120-刻蚀组件；121-挥发液储液槽；123-刻蚀液回收槽；125-加工头；1251-容纳腔；1253-出液口；127-挥发液供液器；1271-挥发液槽；1273-液面检测器；1275-供液泵；129-刻蚀液供液器；1291-调节阀；1293-刻蚀液槽；1295-供液泵；1297-过滤器；1299-渗透汽化膜；130-控制装置；200-光学元件加工装置。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在本发明中，在不矛盾或冲突的情况下，本发明的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本发明中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本发明公开的内容自制。在本发明中，为了突出本发明的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。
实施例1
请参照图1及图2，本实施例提供一种光学元件加工装置100，包括架体110、刻蚀组件120及控制装置130，刻蚀组件120设置于架体110用于对光学元件(图未示)进行加工，控制装置130与架体110、刻蚀组件120电连接用于控制架体110和刻蚀组件120。在本实施例中，控制装置130为计算机。
架体110包括底座111、运动杆113、支撑架115及固定部117，运动杆113设置于底座111的顶面且可相对于底座111移动，支撑架115的一端与底座111连接，固定部117设置于支撑架115远离底座111的一端。在本实施例中，底座111为板状结构，支撑架115为柱形结构，支撑架115的一端与底座111的一侧固定连接，另一端与固定部117连接，固定部117用于固定光学元件。
在本实施例中，支撑架115与固定部117固定连接，在本发明的其他实施例中，支撑架115与固定部117滑动连接，根据需要改变固定部117相对支撑架115的位置，即改变光学元件相对刻蚀组件120的距离。具体的，固定部117为夹持件，将片状的光学元件固定于固定部117之间。在本发明的其他实施例中，固定部117可以为其他具有相同功能的部件，本发明对其不做限定。
在本实施例中，运动杆113为柱形结构，一端与底座111连接，另一端与刻蚀组件120连接，用于支撑刻蚀组件120并带动刻蚀组件120运动。具体的，运动杆113设置于底座111的顶面，且垂直于底座111。运动杆113可以采用本技术领域公知的技术实现相对底座111移动，如采用滑轮的方式使运动杆113相对底座111滑动，或底座111设有滑动件，运动杆113与滑动件连接，本发明对其不做限定。在本实施例中，运动杆113可相对底座111水平移动，改变刻蚀组件120相对固定于固定部117的光学元件的位置，进而对光学元件进行全面的加工。在本发明的其他实施例中，运动杆113可远离或靠近底座111运动，调节刻蚀组件120与光学元件之间的距离，本发明对其不做限定。
本发明利用刻蚀液对光学元件进行加工，不同材质的光学元件采用的刻蚀液不同，为了使得光学元件加工装置100可对不同材质的光学元件进行加工，刻蚀组件120包括挥发液储液槽121、刻蚀液回收槽123、加工头125、挥发液供液器127以及至少两个刻蚀液供液器129。不同的刻蚀液供液器129中容纳有不同的刻蚀液，根据需要选用刻蚀液进行加工。在本实施例中，刻蚀组件120包括三个刻蚀液供液器129，本发明对其不做限定。
刻蚀液回收槽123设置于挥发液储液槽121内，加工头125设置于刻蚀液回收槽123内，挥发液供液器127与挥发液储液槽121连通，用于向挥发液储液槽121中补充易挥发液体，保证加工过程中的易挥发液体量。每个刻蚀液供液器129通过输液管分别与刻蚀液回收槽123、加工头125连通。
具体的，刻蚀液供液器129包括调节阀1291、刻蚀液槽1293和供液泵1295，刻蚀液槽1293用于存储刻蚀液，调节阀1291用于控制刻蚀液槽1293的开关及流量，供液泵1295用于向加工头125输送刻蚀液。刻蚀液槽1293通过输液管与刻蚀液回收槽123的底部连通，调节阀1291设置于刻蚀液槽1293与刻蚀液回收槽123之间，供液泵1295与刻蚀液槽1293连接。
在本实施例中，加工头125内设有容纳腔1251，容纳腔1251远离刻蚀液回收槽123底部的一端设有出液口1253。由于刻蚀液在作用于光学元件后，由于重力作用会掉落，为了保证掉落的刻蚀液能全部落入刻蚀液回收槽123中，出液口1253的外径沿出液口1253延伸的方向逐渐减小，即为锥形结构。在本发明的其他实施例中，出液口1253的形状可以为圆柱形等，本发明对其不做限定。
挥发液供液器127包括挥发液槽1271、液面检测器1273及供液泵1275，液面检测器1273设置于挥发液储液槽121内，挥发液槽1271通过输液管与挥发液储液槽121连接，供液泵1275设置于挥发液槽1271与挥发液储液槽121之间。液面检测器1273将监测结果输送至控制装置130，当监测结果低于预设值后，控制装置130控制供液泵1275向挥发液供液器127输送挥发液。
一般的，刻蚀液包括水、氢氟酸等，为了避免刻蚀液对刻蚀液回收槽123及加工头125的腐蚀，在本实施例中，刻蚀液回收槽123及加工头125由聚四氟乙烯材料制作而成。
工作原理：在光学元件上确定刻蚀的起始点，将光学元件固定在固定部117上。将光学元件测试的初始面形干涉图输入控制装置130的程序中，分析其面形与理想面形的偏差，根据刻蚀液对光学元件的腐蚀效率设定刻蚀的速度。通过挥发液供液器127向挥发液储液槽121中输入易挥发液体，打开刻蚀液供液器129，向加工头125输入刻蚀液，刻蚀液从加工头125的出液口1253流出作用于光学元件，对光学元件表面进行加工。控制装置130通过预先设定的刻蚀速度移动运动杆113，使加工头125相对光学元件移动，按预先设定好的程序完成加工。
加工过程中，挥发液储液槽121中的易挥发液体蒸气包围刻蚀液的潮解区域，使得刻蚀区域固定，不会扩散。由于重力作用，作用于光学元件的刻蚀液会滑落至刻蚀液回收槽123中回收利用，通过刻蚀液供液器129再输送至加工头125。
实施例2
请参照图3及图4，本实施例提供一种光学元件加工装置200。
光学元件加工装置200与光学元件加工装置100的不同之处主要在于：
刻蚀液供液器129还包括过滤器1297，用于将回收的刻蚀液进行过滤净化，再循环使用，节约资源，降低成本。过滤器1297设置于输液管。回收的刻蚀液可能含有易挥发液体，为了增强过滤器1297的净化效果，在本实施例中，易挥发液体为丙酮，刻蚀液为水，过滤器1297中设有渗透汽化膜1299，可以在室温下分离丙酮与水。较优的，过滤器1297还可以包括其他过滤膜，如超滤膜，用于过滤刻蚀液中的杂质。
为简化表示，本实施例中未提及处，请参阅实施例1中相应内容。
本实施例提供一种基于光学元件加工装置100的光学元件加工系统，包括供电设备(图未示)及光学元件加工装置100。供电设备与光学元件加工装置100连接。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光学元件加工装置，其特征在于，包括架体、用于对光学元件进行加工的刻蚀组件及用于控制所述架体和所述刻蚀组件的控制装置，所述刻蚀组件设置于所述架体，所述控制装置与所述架体、所述刻蚀组件电连接；
所述刻蚀组件包括挥发液储液槽、刻蚀液回收槽、加工头、挥发液供液器以及至少两个刻蚀液供液器，所述刻蚀液回收槽设置于所述挥发液储液槽内用于回收刻蚀液，所述加工头设置于所述刻蚀液回收槽内，所述加工头的流体流动方向与所述挥发液储液槽的开口方向平行，所述挥发液供液器与所述挥发液储液槽连通用于向所述挥发液储液槽提供挥发液，每个所述刻蚀液供液器分别与所述刻蚀液回收槽、所述加工头连通，用于向所述加工头提供刻蚀液。
2.根据权利要求1所述的光学元件加工装置，其特征在于，所述刻蚀液供液器包括刻蚀液槽，所述刻蚀液槽通过输液管与所述刻蚀液回收槽的底部连通。
3.根据权利要求2所述的光学元件加工装置，其特征在于，所述刻蚀液供液器还包括调节阀和供液泵，所述调节阀设置于所述刻蚀液槽与所述刻蚀液回收槽之间，所述供液泵与所述刻蚀液槽连接。
4.根据权利要求1所述的光学元件加工装置，其特征在于，所述加工头内设有容纳腔，所述容纳腔远离所述刻蚀液回收槽底部的一端设有出液口，所述出液口的外径沿所述出液口延伸的方向逐渐减小。
5.根据权利要求1所述的光学元件加工装置，其特征在于，所述架体包括底座、运动杆、支撑架及固定部，所述运动杆设置于所述底座的顶面且可相对于所述底座移动，所述支撑架的一端与所述底座连接，所述固定部设置于所述支撑架远离所述底座的一端。
6.根据权利要求5所述的光学元件加工装置，其特征在于，所述运动杆的一端与所述底座连接，另一端与所述刻蚀组件连接。
7.根据权利要求2所述的光学元件加工装置，其特征在于，所述刻蚀液供液器还包括用于对刻蚀液进行净化的过滤器，所述过滤器设置于所述输液管。
8.根据权利要求7所述的光学元件加工装置，其特征在于，所述过滤器内部设有超滤膜。
9.根据权利要求1所述的光学元件加工装置，其特征在于，所述刻蚀液回收槽由聚四氟乙烯材料制作而成。
10.一种光学元件加工系统，其特征在于，包括如权利要求1～9中任一项所述的光学元件加工装置。
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| CN (1) | CN107976723A (zh) |
Citations (8)
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-
2017
- 2017-12-25 CN CN201711418757.2A patent/CN107976723A/zh active Pending
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