Trenutno stanje in vroče točke tehnologije optične obdelave na Kitajskem

Trenutno imajo nekatera podjetja, ki sprejemajo posamezne sorte in imajo veliko število naročil za zunanjetrgovinske posle, slabo sposobnost, da se upirajo vplivu mednarodne finančne krize. Sorodna podjetja nujno potrebujejo prilagoditev industrijske strukture, iskanje novih in raznolikih proizvodnih sort ter spodbujanje proizvodnega preoblikovanja, da pridobijo novo vitalnost. Soočeni s tem položajem, kako lahko Kitajska industrija optoelektronskih informacij postane kriza priložnost? Kakšna je prednostna naloga za industrijo? Mislim, da bi morali izkoristiti vroče industrije, izkoristiti vroče teme in se držati težav in se osredotočiti na prodore, da bi poiskali nove dosežke v novih panogah.

Torej, kakšne so trenutne vroče točke optične obdelave na Kitajskem? Moje mnenje je štiri besede: majhne, velike, trde, v redu.

1 "majhne" - miniaturne optične komponente

Mikro optične komponente vključujejo majhne leče, majhne asferične leče (steklo in plastiko), mikroprizme, mikroplanarne in plošče s ploščami za leče, prizmatične plošče in podobno.

V zadnjih letih se je industrija optoelektronskih informacij hitro razvila in industrija IT se je hitro pojavila. Povpraševanje po digitalnih fotoaparatih, projektorjih, digitalnih skenerjih, optičnih komunikacijskih optičnih komponentah in drugih izdelkih se je postopno povečalo, razvoj modelov za miniaturizacijo pa je postal ogromna nova industrija - mikro-optična industrija.

Izdelava izdelka in programska oprema kitajske optoelektronske informacijske industrije nista daleč za mednarodno raven. Razkorak je večji v materialih, procesih in proizvodnji. Za te ključne raziskave bi morali povečati naložbe na teh treh področjih. Med njimi naj bi bili najpomembnejši postopek obdelave lenskega kroga in postopek brizganja plastike asferične leče.

1.1 Obdelovalni postopek objektiva

Velike in srednje sferične leče običajno uporabljajo kvazi-sferično središčno brušenje in poliranje, to je poliranje okrog približnega središča krogle. Po analizi dinamike ima ta tehnologija pojav neenakomerne porazdelitve tlaka in slabe kakovosti obdelave. Obdelava strojne obdelave majhnih kroglic je v bistvu obdelava z enim čipom, ki zaključuje brušenje in poliranje gibanja okoli natančnega središča krogle. Obdelava je višja od tlaka, hitrost obdelave je hitra, kakovost je visoka in stabilnost je dobra.

Zgornja gred spodnjega manipulatorja se premika navzdol in se strogo sekata z gredi spodnje gredi in spodnje gredi, s čimer se zagotovi, da se lahko spodnja gred natančno vrti s točnostjo 0,01 mm, kar se ne spremeni z obrabo leče površina. Med obdelavo lahko debelino objektiva berete z indikatorja klicanja z natančnostjo ± 0,01 mm. S pomočjo stroja za poliranje mletja in poliranja ene strani objektiva 7 mm je hitrost obdelave veliko hitrejša kot pri zgornji, ko traja približno 2 min.

1.2 Postopek brizganja za slikanje plastičnih asferičnih leč

Proizvodni proces plastičnega asferičnega brizganja, ki se uporablja za osvetlitev in osvetlitev na Kitajskem, je relativno zrel. Obstaja tudi veliko diamantnih stružnic, ki se uporabljajo za izdelavo jeder. Hkrati se povečuje tudi povpraševanje po plastičnih asferičnih površinah, kot so leče digitalnih fotoaparatov in digitalne kamere. Plastične asferične leče se uporabljajo za skeniranje leč. Vendar pa kakovost plastičnih asferičnih leč trenutno ne prehaja veliko. Dokler pazljivo preučujemo asferične meritve površine, kot so britanski Formtalysurf profiler, ameriški podferertni interferometer in zonalni interferometer, je ta proces lahko preboj.

2 "Velika" - velika steklena letala, velike leče in velika asferična ogledala

TV-zaslon ali plazemski zaslon, "Shenguang III", zračna kamera, vesoljska kamera, fotolitografska leča, večstranski optični-spektralni astronomski teleskop (LAMOST) z velikim območjem in samoplastni optični astronomski teleskop, ki se lahko proizvaja v prihodnost Obstaja veliko zahtevnih velikih steklenih letal in velikih ogledal.

Na teh območjih so mnoge enote na Kitajskem uvedle obsežno letalo, sferično in asferično strojno orodje CNC. Na primer, raziskovalni center Astronomskega instrumenta Nanjing je uvedel ameriški mlin za prenašanje 3,2 m; Chengdu Precision Optical Engineering Center je predstavil ruske 500-milimetrske diamantne fly-cutting in rezkalne stroje z velikimi ravninami ter več triosnih, štiriosnih in petosnih CNC optičnih polirnih strojev; Shanghai Advanced Advanced Ultra Precision Manufacturing Center uvaja serijo ultra preciznih obdelovalnih in kontrolnih optičnih ravnin, sferičnih in asferičnih naprav, ki so potrebna za izdelavo velikih optičnih komponent.

Poleg tega se na Kitajskem postopoma izvaja tudi razvoj velikih ravnih, sferičnih in asferičnih obdelovalnih strojev za CNC. Nanjing Lisheng Optomechanics Co., Ltd. je na primer 4-metrski precizno CNC obroč za poliranje, ki je trenutno največji polirni stroj na Kitajskem; HIT je razvil 600 mm kristalno superfine diamantno letenje rezalnega stroja in 600 mm asferično strojno orodje. Aerospace 303 je razvil asferični stroj Nanosys 300; Northelg je razvil visoko precizno planarno optiko z numeričnim krmiljenim hitrim poliranjem. Treba je omeniti, da je nacionalna inštituta obrambne znanosti in tehnologije domačih prvih 500 mm naprav za predelavo ionskih žarkov prav tako dosegla velik napredek pri razvoju izjemno natančnih velikih pogojev proizvodnje optičnih delov. Razvoj obsežnih natančnih optičnih komponent in optičnih ogledal ali optičnih leč na Kitajskem se večinoma izvaja v inštitutih in univerzah. Na primer, Chengdu Precision Optical Engineering Center, Changchun inštitut za optiko, Chengdu Optoelektronski inštitut, Šanghajski inštitut za optiko in elektroniko, 45. Inštitut za elektronsko industrijo, Center za razvoj astronomskih centrov Nanjing, Univerza za obrambno tehnologijo, Univerza v Sudžu in Univerza Zhejiang.

Kljub temu trenutne obsežne natančne optične komponente, ogledala in optične leče še vedno ne morejo zadovoljiti potreb. Na primer, vesoljska kamera, uporabljena na satelitskem posadka "God Five", uporablja rusko silikonsko karbidno ogledalo. Poleg tega kitajska litografska leča ni dosegla mednarodne ravni in še vedno potrebuje veliko naložbo.

3 "trdi" trdi optični kristali

Silicijev karbid (SiC) ima trdoto Mohs 9,5, nizko gostoto in nizek koeficient razširitve. Je izotropni heksagonalni kristal in je nastajajoči vesoljski optični material. Sapphire / ruby (Al2O3) ima trdoto Mohs 9, ki je anizotropni heksagonalni kristal in je dragocen optični material. Ruby je trden laserski luminiscenčni material, safir in rubin so infrardeči okenski materiali in safir je tudi dober substratni material. Sapfirjev visok refrakcijski indeks, visoka trdota, barvita, pa tudi dragocena okrasna dela in "nikoli ne nosijo" visokokakovostne površine. Yttrium-aluminij granat (YAG), ki ga dopolnjuje itrijev, ima trdoto Mohs od 8 do 8,5 in je skoraj-infrardeči trdni laserski material. Kvarčni kristal (SiO2) ima Mohsovo trdoto 7, ki je aizotropni heksagonalni kristal in je visokokakovosten optični material na ultravijoličnem in infrardečem polju. Trenutno je najbolj priljubljena optična obdelava silicijevega karbida ter rdečega in safirnega.

Taljenje, površinska modifikacija in optična obdelava materialov SiO2 so še vedno v razvojni in raziskovalni fazi na Kitajskem. Raziskave na raziskovanju Shanghai Silicate Research Institute, Xi'an Opto-Mechanics Institute, Shanghai Institute of Technology in Nanjing Astronomical Optical Technology Institute so napredovali v zadnjem času. Trenutno je Kitajska razvila slikalno asferično ogledalo SiO2 s premerom izhoda 520 mm, s prečnim premikom 800 mm.

Sapphire ima visoko trdoto, posebno metodo predelave in veliko inovacij v procesu, s poudarkom na finem brušenju. Brusilna sredstva in polirni materiali se lahko uporabljajo z diamantnimi ali diamantnimi praškami, z velikostjo delcev w1, w0.5, w0.25 in še več; diamante lahko uporabite tudi za poliranje kože. Kalup za poliranje kalupov je lahko jekleni plesen, diamantni kalup, kalup bakrenih smol ali plesni kalup. Poleg tega lahko kemično polirno tekočino SiO2 doseže tudi dobre rezultate.

4 "fini" - super fini optični objektiv ali optični element

4.1 Super-fine optična površinska obdelava

Zahteve za natančnost površinske oblike in hrapavost površine na optičnih površinah postajajo vse višje in višje, optične leče (UV litografske leče itd.) Pa morajo imeti tudi kakovost slike, ki je omejena na difrakcijo, kar je povzročilo številne nove tehnike predelave v superfinishing. Metode vključujejo: Računalniško numerično krmiljenje gadget optične obdelave površine (CCOS), Magnetoheološko poliranje (MRF) tehnologijo in IBF (Ion Beam poliranje) tehnologijo. V osemdesetih letih je Kitajska začela študirati CCOS, zdaj pa je zorila svojo tehnologijo; v devetdesetih letih je Kitajska začela preučevati tehnologijo MRF in dosegla velik napredek. V zadnjih letih se je družba QED Technologies v Združenih državah začela zagotavljati tudi tehnologijo in opremo MRF. Hkrati tudi Nacionalna univerza za obrambno tehnologijo uporablja tehnologijo IBF za spreminjanje optičnih površin s hrapavostjo 1 nm.

Digitalni valovni površinski interferometer je glavni instrument za zaznavanje natančnosti površinskega profila. Leta 1985 je Kitajska dokončala razvoj prvega prototipa. V zadnjih letih je Univerza znanosti in tehnologije Nanjing razvila majhen sferični interferometer, ki je nizka cena, enostaven za uporabo in ima velik tržni delež. Nedavno so razvili infrardeči interferometer z izhodnim premerom 600 mm za Shenguang III. Pri merjenju asferičnih površinskih oblik so bile v tujini predlagane interferometrije podzignkov in zonske metode, pri čemer so lahko ravni, sferične ali asferične površine neposredno merjene z interferometrom.

4.2 Ultra-precizna optična optična leča z visoko natančnostjo

Ultra-precizna optična montaža je še eno pomembno jamstvo za izdelavo skoraj omejenih optičnih leč z difrakcijo. Posebna vertikalna stružnica za ultra precizne centre je ključ za ultra-natančno optično montažo.

Najzgodnejši instrument na Kitajskem je natančen centrirni instrument s premerom 500 mm, ki ga proizvaja Chengdu Optoelectronics. Vreteno instrumenta je super-natančna nosilna konstrukcija z radialnim iztekanjem in aksialnim iztekanjem 1 μm. Sedaj je radialno iztekanje hidrostatičnih ležajev pri takih centrirnih strojnih orodjih v tujini doseglo 0.1μm, radialni izpust zračnih ležajev pa je dosegel 0,05μm.

Ultra-precizna optična montaža temelji na vretenu strojnega orodja. Celotno težišče leče se prenese na vreteno strojnega orodja, tako da se doseže ultra natančna šola na podlagi optične osi. Prav tako se lahko prilagodi glede na zahteve za slikanje objektiva med postopkom namestitve. Ultra-fine leče so najvišje zahteve za optične leče. Tipični primeri so UV-litografske leče, standardne leče interferometra, objektivi za teleskopsko umerjanje in vesoljske kamere.

Nedavna ultra-ultravijolična fotocelica v naši državi je prinesla velike izzive za optično oblikovanje, optično obdelavo in optično montažo. Po predhodnih ocenah, če je za izpolnitev danih meril za konstrukcijo objektiva potrebnih več kot 30 objektivov, so uporabljeni optični materiali v glavnem trda kremenčeva stekla in mehki CaF2 kristali. Očitno je, da mora biti površina tega materiala ultra gladka, super-natančna površinska obdelava, zelo zahtevna obdelava in optična montaža je tudi samoumevna. Ključni laboratorij sodobnih optičnih instrumentov na univerzi Zhejiang je pred nekaj leti uspešno razvil projekcijsko litografsko objektiv velikega območja. Njene tehnične specifikacije so naslednje: premer odprtine 280 mm, numerična odprtina NA 0.08, valovna dolžina 365 nm, globina polja 0,25 μm, vidna črta 203,2 mm z ločljivostjo 2,5 μm ali manj (teoretična meja). Tovrstna tehnologija ultrazvočnega objektiva za proizvodnjo objektiva je tudi vroča težava v optoelektronski industriji.

5 Sklepne opombe

Kot odziv na mednarodno finančno krizo bi morala kitajska industrija optoelektronskih informacij prilagoditi svojo industrijsko strukturo, se osredotočiti na vroča vprašanja optične tehnologije in združiti dejanski položaj podjetja, izbrati prebojne točke iz štirih dimenzij "majhnih, velikih, trdih , in prefinjeno "in gojiti nov BDP. Točka rasti zmanjšuje negativne posledice mednarodne finančne krize.

O avtorju: Cao Tianning, profesor oddelka za Optoelektroniko Univerze Zhejiang, je na Kitajskem uredil prvi učni pripomoček za optiko. Bil je prvi, ki je na Kitajskem pridobil optične rezultate površinske obdelave prstov, digitalnega valovnega površinskega interferometra in računalniškega numeričnega kontrolnega orodja. To je znana optična tehnologija in inšpekcijski pregled na Kitajskem. strokovnjak.