CN110389418B - 一种光学元件无应力装配方法 - Google Patents

一种光学元件无应力装配方法 Download PDF

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Abstract

一种大口径光学元件无应力装配方法，包括将带装配的光学元件放置于装配框架内；将若干聚四氟乙烯棒均匀放置于装配框架与光学元件之间，所述的装配框架内径等于待装配的光学元件直径和聚四氟乙烯棒的直径之和；在装配框架与光学元件之间的空隙中浇注熔融的填充物直至充满；填充物冷却凝固后，抽出所述的聚四氟乙烯棒，装配完成。本发明用于大口径光学元件的无应力夹持和装配，相比传统的“吊带式”和直接镜框式两种常规装夹方式，既解决了光学元件自重引起的接触装夹应力集中现象，又解决了镜面装夹稳定性问题。

Description

一种光学元件无应力装配方法
技术领域
本发明涉及光学元件的装配方法，特别适用于大口径、低变形和高稳定性光 学元件的装配及调试领域，可以实现非常稳定的光学元件无应力装调。
背景技术
光学元件的无应力装配一直以来都是光学领域的难题，特别是在高精度大口 径光学元件和大镜面光学检测领域，如果装配不当会引起严重的应力集中，导致 光学元件的面形变差导致不能满足指标，而且稳定性差。。常规的光学元件装配 一般是技术工人采用特种工具，根据经验将光学元件镶嵌在光学装配框架中，并 点支撑或吊带等夹具来缓解接触应力形变，这种装配方法下光学元件与框架之间 是硬接触，当光学元件本身口径较大，或者比较重时，会在接触部位产生应力集 中，造成光学元件面形畸变很严重。因此，急需一种无应力的光学元件装配方式， 目前很多研究都对光学元件的装配方式做出了很多设计和尝试，但是效果均不能 令人满意。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于光学元件无应力的装配方法，克服了光学元 件与装配框架之间的硬接触和光学元件自重原因导致的应力集中的缺点，同时解 决了镜面装配后的稳定性问题，提高了光学仪器和带框检测的镜面面形的准确度。
本发明的技术方案如下：
一种光学元件无应力装配方法，其特点在于，该方法包括如下步骤：
步骤1)将带装配的光学元件放置于装配框架内；
步骤2)将若干聚四氟乙烯棒均匀放置于装配框架与光学元件之间，所述的 装配框架内径等于待装配的光学元件直径和聚四氟乙烯棒的直径之和；
步骤3)在装配框架与光学元件之间的空隙中浇注熔融的填充物直至充满；
步骤4)填充物冷却凝固后，抽出所述的聚四氟乙烯棒，装配完成。
所述的填充物为硅溶胶、AB胶等易凝固填充剂。
所述的装配框架和光学元件之间的间距根据光学元件口径而定，光学元件口 径的5％-10％。
所述的装配框架可以是铝、铁等各类材料。
所述的光学元件可以是光学玻璃、晶体、SiC、金属镜等各类材料。
所述的光学元件无应力装配方法，如果装配误差较大，可以进行二次加热融 化填充物后重新装配，对光学元件的加工参数和表面质量没有任何损伤。
本发明的优点是：
1、本发明可以有效缓解装夹应力集中现象，因为胶质填充物与光学元件之 间存在很大的粘附力，光学元件上端可以被胶质填充物有效提拉，降低了光学元 件自重导致的大应力。
2、本发明可以在垂直面内任意角度旋转光学元件，而应力分布方向不改变。
3、本发明实现了大大降低了装配成本，也无需额外的辅助元件，降低了检 测误差。
附图说明
图1为熔融胶质填充物浇注时的状态图；
图中：
1-铝镜框，2-聚四氟乙烯棒，3-熔融硅橡胶，4-光学元件。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保 护范围。
参阅实图1，为本发明一种光学元件无应力装配方法，其特征在于该方法主 要包括一个铝镜框1、若干聚四氟乙烯棒2、熔融硅橡胶3和光学元件4；
所述的铝镜框1内径略大于待装配的光学元件4的直径聚四氟乙烯棒2的直 径之和，将带装配的光学元件4放置于铝镜框1内，然后紧贴铝镜框1内壁圈两 两均匀放置若干聚四氟乙烯棒2以支撑光学元件4，聚四氟乙烯棒2的直径略小 于光学元件4与铝镜框1之间内径差，接着在铝镜框1与光学元件4之间的空隙 中浇注熔融硅橡胶3直至充满，最后熔融硅橡胶3冷却凝固后再抽出聚四氟乙烯 棒2，整个光学元件装配过程完成。
所述的铝镜框1和光学元件4之间的间距根据光学元件口径而定，一般选择 光学元件口径的5％-10％。
所述的光学元件4可以是光学玻璃、晶体、SiC、金属镜等各类材料。
所述的一种光学元件无应力装配方法，假如一次装配误差较大，可以进行二 次加热融化填充物后重新装配，对光学元件的加工参数和表面质量没有任何损伤。
铝镜框采用6061铝合金，其弹性模量为6.9×104N/mm2，泊松比为0.33，质 量密度2.7×103kg/m m2。

Claims (5)

1.一种光学元件无应力装配方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤1)将待装配的光学元件(4)放置于装配框架(1)内；
步骤2)将若干聚四氟乙烯棒(2)均匀放置于装配框架(1)与光学元件(4)之间，所述的装配框架(1)内径等于待装配的光学元件(4)直径和聚四氟乙烯棒(2)的直径之和；
步骤3)在装配框架(1)与光学元件(4)之间的空隙中浇注熔融的填充物(3)直至充满；
步骤4)填充物(3)冷却凝固后，抽出所述的聚四氟乙烯棒(2)，装配完成。
2.根据权利要求1所述的光学元件无应力装配方法，其特征在于，所述的填充物(3)为硅溶胶或AB胶。
3.根据权利要求1所述的光学元件无应力装配方法，其特征在于，所述的装配框架(1)和光学元件(4)之间的间距根据光学元件口径而定，为光学元件(4)口径的5％-10％。
4.根据权利要求1所述的一种光学元件无应力装配方法，其特征在于所述的装配框架(1)是铝或铁。
5.根据权利要求1所述的光学元件无应力装配方法，其特征在于所述的光学元件(4)材料是玻璃材料、晶体材料或Si基材料。
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