CN110744390B - 高精度锥台平面结构类光学元件抛光工艺和抛光装置 - Google Patents

高精度锥台平面结构类光学元件抛光工艺和抛光装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110744390B
CN110744390B CN201911021194.2A CN201911021194A CN110744390B CN 110744390 B CN110744390 B CN 110744390B CN 201911021194 A CN201911021194 A CN 201911021194A CN 110744390 B CN110744390 B CN 110744390B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polishing
frustum
optical element
cleaning
parallelism
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.)
Active
Application number
CN201911021194.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110744390A (zh
Inventor
于鑫
张艳艳
崔莹
林娜娜
赵天玉
华伟
张学斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Jinhang Institute of Technical Physics
Original Assignee
Tianjin Jinhang Institute of Technical Physics
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Jinhang Institute of Technical Physics filed Critical Tianjin Jinhang Institute of Technical Physics
Priority to CN201911021194.2A priority Critical patent/CN110744390B/zh
Publication of CN110744390A publication Critical patent/CN110744390A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110744390B publication Critical patent/CN110744390B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B13/00—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B13/00—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
    • B24B13/005—Blocking means, chucks or the like; Alignment devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/02—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

本发明涉及一种适合高精度锥台平面结构类光学元件经典抛光的工艺和抛光装置，属于光学元件的古典抛光技术领域。本发明通过对高精度锥台平面结构光学元件抛光工艺流程的优化，对传统抛光装置的设计创新，不仅能保证稳固装夹、易于操作，并且能实现在抛光过程对平行度的灵活测量，在加工和测量过程中不引入疵病，极大地降低了抛光的返工概率，大大提高了加工质量和加工效率。

Description

高精度锥台平面结构类光学元件抛光工艺和抛光装置
技术领域
本发明属于光学元件的古典抛光技术领域，具体涉及一种高精度锥台平面结构类光学元件抛光工艺和抛光装置。
背景技术
锥台平面结构类光学元件一般具有两个圆形且平行的光学表面(以下简称为大面、小面)，其关键指标一般为大面、小面的面形、疵病，大面与小面之间的平行度。在这类锥台平面结构光学元件的传统抛光工艺中，一般先将第一个光学表面(大面、小面均可)粘接到平面工装上，再将平面工装装夹到研磨抛光机的主轴上，第一个光学表面抛光完成后，经保护后再按照同样的粘接方式和装夹方式对第二个光学表面进行抛光。在同等面形、疵病要求的条件下，若平行度指标要求不高(≥10″)，大面与小面的平行度完全可以通过控制研磨工序的平行度来保证；若平行度指标要求较高(＜10″)，大面与小面之间的平行度较难保证，其原因有二：第一，由于受力基准面(第一个已完成光学加工的表面)是通过涂抹粘接胶的方式与主轴进行连接，粘接层厚度的一致性不能很好地控制，平行度指标引入了误差；第二，在这种加工方式下，平行度指标的测量只能在第二个光学平面抛光完成后将其从粘接工装上卸下进行，若平行度的测量结果不符合要求，仍需要将其中一个光学表面进行粘接，对另一个光学表面进行抛光，增加了抛光返工工序，而在返工的过程中，存在表面疵病引入的概率，加工周期也随之变长，因此，传统的抛光工艺和抛光装置不利于高精度锥台平面结构类光学元件各项指标的顺利保证。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何解决高精度锥台平面结构类光学元件的抛光返工问题，尤其解决在抛光过程中对平行度指标的不可控问题，提供一种适合此类光学元件抛光的工艺和抛光装置。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于实现高精度锥台平面结构光学元件1的抛光工艺的抛光装置，该装置为抛光支撑座8，该抛光支撑座8设计为通孔结构，其外壁面设计为当抛光支撑座8被装夹在研磨抛光机的抛光架7中时，能够与抛光架7贴合；其内壁面的上半部为受力锥面，且该受力锥面的高度大于锥台平面结构光学元件1的2/3的厚度，且抛光支撑座8的锥度与锥台平面结构光学元件1侧锥面4的锥度相同。
本发明还提供了一种利用所述的抛光装置实现的高精度锥台平面结构光学元件1的抛光工艺，该工艺包括以下步骤：
S1、进行锥台平面结构光学元件1的小面2的抛光；
S2、利用所述抛光支撑座8实现锥台平面结构光学元件1的大面3的抛光。
优选地，步骤S1具体为：
清理保护：将锥台平面结构光学元件1的大面3、锥台平面结构光学元件1的侧锥面4擦拭干净后粘接保护贴纸；
上盘：在大面3的保护贴纸外涂抹大面粘接胶层6，然后粘接到平面工装5上；
装夹：将平面工装5装夹在研磨抛光机的抛光架7上，确保装夹稳固；
抛光：对小面2进行抛光；
清理、保护：抛光完毕后，将小面2清理干净并用贴纸保护，所贴的保护纸为小面保护同心圆贴纸10。
优选地，清理、保护之后还包括步骤：
拆卸、清理：将锥台平面结构光学元件1从平面工装5上拆卸下来。
优选地，步骤S2具体为：
清理保护：将大面3的保护贴纸撕掉并擦拭干净；
预装夹：将小面2水平向下放入到一抛光支撑座8中，使得锥台平面结构光学元件1的侧锥面4的上1/3部分暴露在外，下2/3部分作为整个锥台平面结构光学元件1的受力支撑面，抛光支撑座8的悬空高度会高于侧锥面4的下2/3部分的高度；
装夹：将抛光支撑座8装夹在研磨抛光机的抛光架7中，确保装夹固定；
抛光：对大面3进行抛光，抛光开始后，抛光模的压力作用、锥台平面结构光学元件1的侧锥面4的侧锥面贴纸保护层11的缓冲作用使得锥台平面结构光学元件1与抛光支撑座8的受力锥面均匀贴合；
抛光中的平行度测量：在抛光过程中，需要反复对平行度进行监控测量，此时，只需将抛光支撑座8从研磨抛光机的抛光架7中卸下即可，此时锥台平面结构光学元件1与抛光支撑座8为一体，由于抛光支撑座8为通孔结构，在对平行度进行测量时，已完成抛光的小面2的小面保护同心圆贴纸10内部的表面会裸露在外，因此用测角仪自准直平行光管13对平行度直接测量，旋转测角仪转台12后，根据测量的角度结果判定平行度是否达标；重复抛光、抛光中的平行度测量步骤，直到平行度、面形、疵病3项指标均达标。
优选地，步骤S2中，进行抛光中的平行度测量之后还包括以下步骤：
清理、保护：将已完成抛光的大面3清理干净，并用贴纸保护将裸露的大面3、小面2。
优选地，步骤S2中，清理、保护之后还包括以下步骤：
拆卸、清理：将锥台平面结构光学元件1从抛光支撑座8上卸下，去除大面3、小面2的保护贴纸放入周转保护盒中。
优选地，所述高精度锥台平面结构类光学元件为平行度指标要求＜10″的锥台平面结构类光学元件。
(三)有益效果
本发明通过对高精度锥台平面结构光学元件抛光工艺流程的优化，对传统抛光装置的设计创新，不仅能保证稳固装夹、易于操作，并且能实现在抛光过程对平行度的灵活测量，在加工和测量过程中不引入疵病，能大大降低的抛光返工概率，提高加工质量和加工效率。
附图说明
图1是本发明锥台平面结构类光学元件示意图；
图2是本发明锥台平面结构类光学元件小面抛光粘接示意图；
图3是本发明锥台平面结构类光学元件小面抛光装夹示意图；
图4是本发明锥台平面结构类光学元件放入抛光支撑座后的俯视图；
图5是本发明锥台平面结构类光学元件放入抛光支撑座后的仰视图；
图6是本发明锥台平面结构类光学元件放入抛光支撑座后的主视图剖面图；
图7是本发明锥台平面结构类光学元件与抛光支撑座一同放入抛光架的俯视图；
图8是本发明锥台平面结构类光学元件与抛光支撑座在抛光过程中测量平行度的摆放示意图。
其中：1.锥台平面结构光学元件，2.小面，3.大面，4.侧锥面，5.平面工装，6.大面粘接胶层，7.抛光架，8.抛光支撑座，9.小面裸露部分，10.小面保护同心圆贴纸，11.侧锥面贴纸保护层，12.测角仪转台，13.测角仪自准直平行光管。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明的整体思路是：首先设计一种抛光支撑座8。在抛光时，固化大小面抛光顺序，先抛光锥台平面结构光学元件1的小面2，再抛光大面3。其中，小面2的抛光工艺与传统抛光工艺方法相同。而在抛光大面3时，将平面工装5替换为抛光支撑座8，即将抛光受力面由传统的小面2转移到无面形、疵病要求的侧锥面4。将锥台平面结构光学元件1的侧锥面4使用多层贴纸保护，将已抛光合格的小面2裸露向下放置在抛光支撑座8中，再将锥台平面结构光学元件1、抛光支撑座8二者放入传统抛光架7中，确保装夹稳固。在大面3的抛光过程中，可将锥台平面结构光学元件1和抛光支撑座8一起卸下进行平行度的测量，根据测量结果随时调整工艺参数，确保大面3与小面2之间的平行度、大面2的疵病和面形。
下面结合图1～图8对本发明高精度锥台平面结构光学元件1的抛光工艺流程、抛光装置的设计和使用进行介绍。
本发明提供了一种用于高精度锥台平面结构光学元件1的抛光工艺的抛光支撑座8，该抛光支撑座8设计为通孔结构，其外壁面设计为当抛光支撑座8被装夹在研磨抛光机的抛光架7中时，能够与抛光架7贴合；其内壁面的上半部为受力锥面，且该受力锥面的高度大于锥台平面结构光学元件1的2/3的厚度，且抛光支撑座8的锥度与锥台平面结构光学元件1侧锥面4的锥度相同。
本发明提供的一种利用上述抛光支撑座8实现的高精度锥台平面结构光学元件1的抛光工艺包括以下步骤：
S1、锥台平面结构光学元件1的小面2的抛光(与传统抛光方式相同)
清理保护：将锥台平面结构光学元件1的大面3、锥台平面结构光学元件1的侧锥面4擦拭干净后粘接保护贴纸，如图1所示；
上盘：在大面3的保护贴纸外涂抹大面粘接胶层6，然后粘接到平面工装5上，如图2所示；
装夹：将平面工装5装夹在研磨抛光机的抛光架7上，确保装夹稳固，如图3所示；
抛光：对小面2进行抛光；
清理、保护：抛光完毕后，将小面2清理干净并用贴纸保护，所贴的保护纸为小面保护同心圆贴纸10，以方便在大面3抛光时对二者的平行度进行测量；
拆卸、清理：将锥台平面结构光学元件1从平面工装5上拆卸下来。
S2、大面3的抛光
清理保护：将大面3的保护贴纸撕掉并擦拭干净；
预装夹：将小面2水平向下放入到一抛光支撑座8中，如图4所示。为方便锥台平面结构光学元件1的嵌入和拿取，侧锥面4的上1/3部分暴露在外，下2/3部分作为整个锥台平面结构光学元件1的受力支撑面，抛光支撑座8的悬空高度会高于侧锥面4的下2/3部分的高度，既不破坏已完成光学加工的小面2，又利于装夹，如图6所示；
装夹：将抛光支撑座8装夹在研磨抛光机的抛光架7中，确保装夹固定，如图7所示；
抛光：对大面3进行抛光，抛光开始后，由于抛光模的压力作用、锥台平面结构光学元件1的侧锥面4的侧锥面贴纸保护层11的缓冲作用，锥台平面结构光学元件1与抛光支撑座8的受力锥面均匀贴合；
抛光中的平行度测量：在抛光过程中，需要反复对平行度进行监控测量，此时，只需将抛光支撑座8从研磨抛光机的抛光架7中卸下即可，此时锥台平面结构光学元件1与抛光支撑座8为一体，不会掉落。由于抛光支撑座8为通孔结构，在对平行度进行测量时，已完成抛光的小面2的小面保护同心圆贴纸10内部的表面会裸露在外，因此可用测角仪自准直平行光管13对平行度直接测量，测量平行度的摆放方式如图8所示。旋转测角仪转台12后，根据测量的角度结果判定平行度是否达标。重复抛光、抛光中的平行度测量步骤，直到平行度、面形、疵病3项指标均达标；
清理、保护：将已完成抛光的大面3清理干净，并用贴纸保护将裸露的大面3、小面2；
拆卸、清理：将锥台平面结构光学元件1从抛光支撑座8上卸下，去除大面3、小面2的保护贴纸放入周转保护盒中。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种利用抛光装置实现的高精度锥台平面结构光学元件(1)的抛光工艺，其特征在于，
该抛光装置为抛光支撑座(8)，该抛光支撑座(8)设计为通孔结构，其外壁面设计为当抛光支撑座(8)被装夹在研磨抛光机的抛光架(7)中时，能够与抛光架(7)贴合；其内壁面的上半部为受力锥面，且该受力锥面的高度大于锥台平面结构光学元件(1)的2/3的厚度，且抛光支撑座(8)的锥度与锥台平面结构光学元件(1)的侧锥面(4)的锥度相同；
该工艺包括以下步骤：
S1、进行锥台平面结构光学元件(1)的小面(2)的抛光；
S2、利用所述抛光支撑座(8)实现锥台平面结构光学元件(1)的大面(3)的抛光；步骤S1具体为：
清理保护：将锥台平面结构光学元件(1)的大面(3)、锥台平面结构光学元件(1)的侧锥面(4)擦拭干净后粘接保护贴纸；
上盘：在大面(3)的保护贴纸外涂抹大面粘接胶层(6)，然后粘接到平面工装(5)上；
装夹：将平面工装(5)装夹在研磨抛光机的抛光架(7)上，确保装夹稳固；
抛光：对小面(2)进行抛光；
清理、保护：抛光完毕后，将小面(2)清理干净并用贴纸保护，所贴的保护纸为小面保护同心圆贴纸(10)；
步骤S2具体为：
清理保护：将大面(3)的保护贴纸撕掉并擦拭干净；
预装夹：将小面(2)水平向下放入到一抛光支撑座(8)中，使得锥台平面结构光学元件(1)的侧锥面(4)的上1/3部分暴露在外，下2/3部分作为整个锥台平面结构光学元件(1)的受力支撑面，抛光支撑座(8)的悬空高度会高于侧锥面(4)的下2/3部分的高度；
装夹：将抛光支撑座(8)装夹在研磨抛光机的抛光架(7)中，确保装夹固定；
抛光：对大面(3)进行抛光，抛光开始后，抛光模的压力作用、锥台平面结构光学元件(1)的侧锥面(4)的侧锥面贴纸保护层(11)的缓冲作用使得锥台平面结构光学元件(1)与抛光支撑座(8)的受力锥面均匀贴合；
抛光中的平行度测量：在抛光过程中，需要反复对平行度进行监控测量时，将抛光支撑座(8)从研磨抛光机的抛光架(7)中卸下，此时锥台平面结构光学元件(1)与抛光支撑座(8)为一体，由于抛光支撑座(8)为通孔结构，在对平行度进行测量时，已完成抛光的小面(2)的小面保护同心圆贴纸(10)内部的表面会裸露在外，因此用测角仪自准直平行光管(13)对平行度直接测量，旋转测角仪转台(12)后，根据测量的角度结果判定平行度是否达标；重复抛光、抛光中的平行度测量步骤，直到平行度、面形、疵病3项指标均达标。
2.如权利要求1所述的抛光工艺，其特征在于，清理、保护之后还包括步骤：
拆卸、清理：将锥台平面结构光学元件(1)从平面工装(5)上拆卸下来。
3.如权利要求1所述的抛光工艺，其特征在于，步骤S2中，进行抛光中的平行度测量之后还包括以下步骤：
清理、保护：将已完成抛光的大面(3)清理干净，并用贴纸保护将裸露的大面(3)、小面(2)。
4.如权利要求3所述的抛光工艺，其特征在于，步骤S2中，清理、保护之后还包括以下步骤：
拆卸、清理：将锥台平面结构光学元件(1)从抛光支撑座(8)上卸下，去除大面(3)、小面(2)的保护贴纸放入周转保护盒中。
5.如权利要求1至4中任一项所述的抛光工艺，其特征在于，所述高精度锥台平面结构类光学元件为平行度指标要求＜10″的锥台平面结构类光学元件。
CN201911021194.2A 2019-10-25 2019-10-25 高精度锥台平面结构类光学元件抛光工艺和抛光装置 Active CN110744390B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911021194.2A CN110744390B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 高精度锥台平面结构类光学元件抛光工艺和抛光装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911021194.2A CN110744390B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 高精度锥台平面结构类光学元件抛光工艺和抛光装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110744390A CN110744390A (zh) 2020-02-04
CN110744390B true CN110744390B (zh) 2021-10-15

Family

ID=69279755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911021194.2A Active CN110744390B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 高精度锥台平面结构类光学元件抛光工艺和抛光装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110744390B (zh)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3840596A1 (de) * 1988-12-02 1990-06-07 Thielenhaus Maschf Schleifmaschine, insbes. feinschleifmaschine
DE60222100T2 (de) * 2001-01-16 2008-05-21 Nikon Corp. "schleifsteinkorn, schleifstein und verfahren zu ihrer herstellung sowie verfahren zur herstellung optischer elemente unter verwendung des schleifsteins und verfahren zur herstellung von projektionsausrichtern"
CN102501155B (zh) * 2011-10-31 2013-10-02 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种高精度光学元件抛光用夹具
CN203831227U (zh) * 2014-05-15 2014-09-17 湖北新华光信息材料有限公司 一种用于快速研磨抛光的工装盘
CN105834859A (zh) * 2016-04-13 2016-08-10 中国科学院光电技术研究所光学元件厂 一种高精度光学透镜冷加工工艺
CN205852447U (zh) * 2016-08-31 2017-01-04 东莞市兰光光学科技有限公司 用于光学元件研磨抛光的工装
CN106363467A (zh) * 2016-11-14 2017-02-01 天津津航技术物理研究所 一种光学透镜精密加工定位工装及定位方法
CN207508915U (zh) * 2017-11-21 2018-06-19 利达光电股份有限公司 一种提高平面抛光镜盘平行精度的装置
CN109513947B (zh) * 2019-01-10 2019-12-13 江阴普洋重工有限公司 一种具有锥面密封结构的大型法兰的加工工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN110744390A (zh) 2020-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI708307B (zh) 接合基板之設備及方法
US5951374A (en) Method of polishing semiconductor wafers
KR102315142B1 (ko) 평면 연마 장치
JP5888935B2 (ja) 保持テーブル
US6921719B2 (en) Method of preparing whole semiconductor wafer for analysis
CN107543837B (zh) 一种砂轮精磨后硅片损伤层的检测方法
CN110744390B (zh) 高精度锥台平面结构类光学元件抛光工艺和抛光装置
US20150056727A1 (en) Method of inspecting semiconductor device, method of fabricating semiconductor device, and inspection tool
CN111002493A (zh) 一种大口径锗单晶透镜的金刚石车削加工方法
CN104924194A (zh) 一种用于晶体化学机械研磨减薄的装置及其使用方法
US20200212251A1 (en) Backside processing method for back-illuminated photoelectric device
CN115431105A (zh) 一种球面离轴镜加工方法
CN102230997B (zh) 镜片固持治具
KR101232416B1 (ko) 척 홀더, 이를 포함하는 잉곳 그라인더 장치 및 척 홀더 형상 분석방법
CN114043321B (zh) 变形镜加工方法
CN213319670U (zh) 一种玻璃套管研磨工装
KR20200049878A (ko) 웨이퍼의 가공 방법
CN112157497B (zh) 大口径玻璃圆柱视窗内孔精密研磨抛光方法
CN108241196A (zh) 一种干涉仪及其缩束镜装置
CN212169899U (zh) 分体式粘接模
CN218225151U (zh) 一种加工异形片斜面的固定装置及设备
CN216385526U (zh) 一种用于光学元件多线切割上盘垂直度检测辅助装置
CN208913854U (zh) 一种声光器件的减薄夹具
CN211805304U (zh) 透镜面型及平行度控制装置
JP5261534B2 (ja) 検査装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant