CN111156235A - 超薄光学元件弱变形点胶上盘装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种超薄光学元件弱变形点胶上盘装置及其方法。超薄光学元件弱变形点胶上盘装置，旋转台设置在箱体内部，在旋转台上设置有支撑杆，在支撑杆上设置有背板，在背板上表面设置粘结胶点；在旋转台上设置有多个挡块，挡块的一端与背板侧面贴靠在一起，挡块的另一端与旋转台连接；驱动电机驱动旋转台匀速旋转；在箱体内部设置有散热器、加热器和风机，散热器与制冷机相连。本发明可以实现对超薄光学元件点胶上盘过程温度场的精确控制，防止加热及冷却时背板‑胶点‑元件系统温度不均匀造成的热应力，减轻超薄光学元件下盘后的不规则变形现象，从而提高超薄光学元件的面形加工精度。
Description
技术领域
本发明属于光学加工领域，尤其是涉及一种实现超薄光学元件弱变形的点胶上盘装置及其方法。
背景技术
超薄光学元件在强激光、精密检测、光刻物镜、航空航天等各类精密光学系统中具有非常广泛的应用。为了保证光学系统的光传输精度，需要对超薄光学元件的面形精度进行严格控制。超薄光学元件在结构上具有大径厚比的特点，结构刚性较差，这类元件在光学加工过程中通常存在较大的结构变形，这对元件的超精密加工带来了极大的加工困难。在现有的抛光工艺中，对于有较高面形精度要求的元件，通常需要采用蜡或沥青等光学胶将超薄光学元件粘贴固定到一块厚的背板上进行加工，待抛光完成后再将元件与背板分离。为了使元件与背板粘贴牢固，现有工艺通常是在普通的加热炉或加热板上进行元件粘贴上盘操作，由于元件上盘过程缺乏对温度场的有效控制，容易对“背板-胶-元件”系统引入不均匀的热应力，导致元件加工完成并下盘后产生较大的不规则变形，元件很难获得理想的面形精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种超薄光学元件弱变形点胶上盘装置及其方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：超薄光学元件弱变形点胶上盘装置，包括箱体、旋转台、支撑杆、背板、挡块、驱动电机、制冷机、散热器、加热器和风机，所述旋转台设置在箱体内部，在旋转台上设置有支撑杆，在支撑杆上设置有背板，在背板上表面设置粘结胶点；在旋转台上设置有多个挡块，挡块的一端与背板侧面贴靠在一起，挡块的另一端与旋转台连接；所述驱动电机驱动旋转台匀速旋转；在箱体内部设置有散热器、加热器和风机，所述散热器与制冷机相连。
进一步的，在所述背板上方还设置有呈矩阵分布的温度传感器。
进一步的，在所述箱体上还设置有箱体内部工作温度的设定、驱动电机的启停、监测光学元件上方的温度传感器的控制面板。
进一步的，所述挡块的另一端通过锁紧螺钉与旋转台连接。
进一步的，所述制冷机设置在箱体外部。
进一步的，所述背板上的粘结胶点呈矩阵式分布。
进一步的，在所述箱体上设置有箱门。
超薄光学元件弱变形点胶上盘方法，该方法包括以下步骤：1)在背板上表面均布放置粘结胶点，并在粘结胶点上放置光学元件，使光学元件与背板四周对齐，从而组成背板-胶点-元件系统；2)将背板-胶点-元件系统放置于旋转台上方的支撑杆上，并使光学元件中心与旋转台中心重合，然后通过锁紧螺钉锁紧档块从而固定光学元件的位置；3)关闭箱门，通过控制面板控制驱动电机的启动从而使旋转台匀速旋转。
进一步的，在控制面板上设置加热温度、加热时间、保温时间、降温时间、降低温度，使背板-胶点-元件系统按照给定参数进行加热-保温-降温工作；当温度达到所设置的降低温度后，从箱体中取出背板-胶点-元件系统并放置到抛光机中进行抛光加工；抛光结束后对光学元件的加工精度进行检测，当光学元件的加工精度达到指标要求后，将背板-胶点-元件系统再次放置到箱体中；在控制面板上设置下盘加热温度，对背板-胶点-元件系统进行加热，当箱体内温度达到设定的下盘加热温度时，粘结胶点已软化，打开箱门，取出光学元件；对光学元件清洗后，对其表面精度进行重新检测，获得光学元件下盘后最终的面形精度。
本发明的有益效果是：可以实现对超薄光学元件点胶上盘过程温度场的精确控制，防止加热及冷却时“背板-胶点-元件”系统温度不均匀造成的热应力，减轻超薄光学元件下盘后的不规则变形现象，从而提高超薄光学元件的面形加工精度。
附图说明
图1是本发明装置的立体图。
图2是本发明装置的侧视图的剖视图。
图3是本发明装置的旋转台部分的结构示意图。
具体实施方式
如图1-3所示，本发明的超薄光学元件弱变形点胶上盘装置包括箱体1、旋转台2、支撑杆3、背板4、挡块6、驱动电机8、制冷机10、散热器11、加热器12和风机13，其中，旋转台2设置在箱体1内部，在旋转台2上设置有支撑杆3，在支撑杆3上设置有背板4，在背板4上表面均布设置粘结胶点5，在粘结胶点5上方放置光学元件15，支撑杆3的作用是使背板4的下表面不与旋转台2的上表面直接接触，使“背板-胶点-元件”系统的所有表面都能直接跟空气进行对流换热，从而提高“背板-胶点-元件”系统的温度均匀性；在旋转台2上设置有多个挡块6，挡块6的一端与背板4侧面贴靠在一起，挡块6的另一端通过锁紧螺钉7与旋转台2连接，以保证旋转台2旋转时光学元件15位置的固定；驱动电机8设置在箱体1下部，驱动电机8驱动旋转台2匀速旋转；为了实现箱体1内光学元件15周围空气温度的精确控制，本发明在箱体1外部设置有制冷机10，在箱体1内部靠箱体后壁位置设置有散热器11、加热器12和风机13，散热器11与制冷机10相连，可实现箱体1内空气温度的降低，加热器12可实现箱体1内空气温度的升高，风机13可实现箱体1内部空气的不断循环。
本发明在背板4上方还设置有呈矩阵分布的温度传感器9，可以实现对箱体1内部温度分布均匀性的实时监测。在箱体1上还设置有控制面板14，控制面板14可实现箱体1内部工作温度的设定、驱动电机8的启停、监测光学元件15上方的温度传感器9。
上述挡块6可以设置有4个，分别设置在背板4的四周，如图1所示。背板4上的粘结胶点5最好呈矩阵式分布。箱体1上设置有箱门16，工作时可以使箱体1处于密封状态。
本发明的超薄光学元件弱变形点胶上盘方法为：1)先在背板4上表面均布放置粘结胶点5，并在粘结胶点5上放置光学元件15，使光学元件15与背板4四周对齐，从而组成“背板-胶点-元件”系统；2)将上述“背板-胶点-元件”系统放置于旋转台2上方的支撑杆3上，并使光学元件15中心与旋转台2中心重合，然后通过锁紧螺钉7锁紧档块6从而固定光学元件15的位置；3)关闭箱门16，通过控制面板14控制驱动电机8的启动从而使旋转台2匀速旋转。
然后在控制面板14上设置加热温度、加热时间、保温时间、降温时间、降低温度等工艺参数，使“背板-胶点-元件”系统按照给定参数进行加热-保温-降温工作；当温度达到所设置的降低温度后，从箱体1中取出“背板-胶点-元件”系统并放置到抛光机中进行抛光加工；抛光结束后对光学元件15的加工精度进行检测，当光学元件15的加工精度达到指标要求后，将“背板-胶点-元件”系统再次放置到箱体1中；在控制面板14上设置下盘加热温度，对“背板-胶点-元件”系统进行加热，当箱体1内温度达到设定的下盘加热温度时，粘结胶点5已软化，此时打开箱门16，取出光学元件15；对光学元件15清洗后，对其表面精度进行重新检测，获得光学元件15下盘后最终的面形精度。
Claims (9)
1.超薄光学元件弱变形点胶上盘装置，其特征在于：包括箱体(1)、旋转台(2)、支撑杆(3)、背板(4)、挡块(6)、驱动电机(8)、制冷机(10)、散热器(11)、加热器(12)和风机(13)，所述旋转台(2)设置在箱体(1)内部，在旋转台(2)上设置有支撑杆(3)，在支撑杆(3)上设置有背板(4)，在背板(4)上表面设置粘结胶点(5)；在旋转台(2)上设置有多个挡块(6)，挡块(6)的一端与背板(4)侧面贴靠在一起，挡块(6)的另一端与旋转台(2)连接；所述驱动电机(8)驱动旋转台(2)匀速旋转；在箱体(1)内部设置有散热器(11)、加热器(12)和风机(13)，所述散热器(11)与制冷机(10)相连。
2.如权利要求1所述的超薄光学元件弱变形点胶上盘装置，其特征在于：在所述背板(4)上方还设置有呈矩阵分布的温度传感器(9)。
3.如权利要求1所述的超薄光学元件弱变形点胶上盘装置，其特征在于：在所述箱体(1)上还设置有箱体(1)内部工作温度的设定、驱动电机(8)的启停、监测光学元件(15)上方的温度传感器(9)的控制面板(14)。
4.如权利要求1所述的超薄光学元件弱变形点胶上盘装置，其特征在于：所述挡块(6)的另一端通过锁紧螺钉(7)与旋转台(2)连接。
5.如权利要求1所述的超薄光学元件弱变形点胶上盘装置，其特征在于：所述制冷机(10)设置在箱体(1)外部。
6.如权利要求1所述的超薄光学元件弱变形点胶上盘装置，其特征在于：所述背板(4)上的粘结胶点(5)呈矩阵式分布。
7.如权利要求1所述的超薄光学元件弱变形点胶上盘装置，其特征在于：在所述箱体(1)上设置有箱门(16)。
8.超薄光学元件弱变形点胶上盘方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)在背板(4)上表面均布放置粘结胶点(5)，并在粘结胶点(5)上放置光学元件(15)，使光学元件(15)与背板(4)四周对齐，从而组成背板-胶点-元件系统；2)将背板-胶点-元件系统放置于旋转台(2)上方的支撑杆(3)上，并使光学元件(15)中心与旋转台(2)中心重合，然后通过锁紧螺钉(7)锁紧档块(6)从而固定光学元件(15)的位置；3)关闭箱门(16)，通过控制面板(14)控制驱动电机(8)的启动从而使旋转台(2)匀速旋转。
9.如权利要求8所述的超薄光学元件弱变形点胶上盘方法，其特征在于，步骤3后还有步骤：在控制面板(14)上设置加热温度、加热时间、保温时间、降温时间、降低温度，使背板-胶点-元件系统按照给定参数进行加热-保温-降温工作；当温度达到所设置的降低温度后，从箱体(1)中取出背板-胶点-元件系统并放置到抛光机中进行抛光加工；抛光结束后对光学元件(15)的加工精度进行检测，当光学元件(15)的加工精度达到指标要求后，将背板-胶点-元件系统再次放置到箱体(1)中；在控制面板(14)上设置下盘加热温度，对背板-胶点-元件系统进行加热，当箱体(1)内温度达到设定的下盘加热温度时，粘结胶点(5)已软化，打开箱门(16)，取出光学元件(15)；对光学元件(15)清洗后，对其表面精度进行重新检测，获得光学元件(15)下盘后最终的面形精度。
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