Trenutni status i vruće točke optičke tehnologije obrade u Kini

Trenutno, neke tvrtke koje prihvaćaju pojedine sorte i imaju veliki broj vanjskotrgovinskih naloga imaju slabu sposobnost da se odupre utjecaju međunarodne financijske krize. Povezane tvrtke hitno trebaju prilagoditi industrijsku strukturu, tražiti nove i raznovrsne sorte proizvodnje, te promicati transformaciju proizvodnje kako bi dobila novu vitalnost. Suočen s tom situacijom, kako Kina optoelektronička informacijska industrija može pretvoriti krizu u priliku? Koji je prioritet za industriju? Mislim da bismo trebali iskoristiti vruće industrije, iskoristiti vruće teme i držati se poteškoća i usredotočiti se na otkrića kako bismo tražili nova dostignuća u novim industrijama.

Dakle, koje su trenutne točke vruće optičke obrade u Kini? Moje mišljenje je četiri riječi: mala, velika, tvrda, fino.

1 "male" - minijaturne optičke komponente

Mikrooptijske komponente uključuju male leće, male asferične leće (staklo i plastika), mikroprismove, ploče s mikroplanarom i leće, ploče s prizmatim poljem i slično.

Posljednjih godina industrija optoelektroničkih informacija brzo se razvila, a IT industrija brzo se pojavila. Potražnja za digitalnim kamerama, projektorima, digitalnim skenerima, optičkim komunikacijskim optičkim komponentama i drugim proizvodima postupno se povećava, a razvoj modela za minijaturiranje formirao je ogromnu novu industriju - Mikrooptika.

Dizajn proizvoda i softver Kina optoelektroničke informacijske industrije nisu daleko iza međunarodne razine. Razlika je veća u materijalima, procesima i proizvodnji. Trebamo povećati ulaganja u ova tri područja kako bismo provodili ključna istraživanja. Među njima, najvažniji bi proces procesiranja obloge leće i slikovnog plastičnog asftičnog postupka injekcijskog lijevanja.

1.1 Postupak obrade leće objektiva

Velike i srednje sferične leće obično koriste kvazisferičnu brušenje i poliranje središta, to jest poliranje oko približnog središta kugle. Iz analize dinamike ova tehnologija ima pojavu neravnomjerne raspodjele tlaka i slabe kvalitete procesa. Obrada stroja s malim kuglicama je u osnovi jednokupna obrada koja završava pomicanje i poliranje oko preciznog središta lopte. Obrada je veća od tlaka, brzina obrade je brza, kvaliteta je visoka i stabilnost je dobra.

Gornja osovina donjeg manipulatora samo se pomiče prema dolje, strogo presijecajući s osovinama donje osovine i donjeg vratila, čime se osigurava da donji vratilo može točno krenuti s točnošću od 0,01 mm, što se ne mijenja s trošenjem leće površinski. Tijekom obrade, debljina leće može se očitati iz pokazivača biranja s točnošću od ± 0.01 mm. Korištenje rubnog stroja za mljevenje i poliranje jedne strane 7 mm objektiva, brzina obrade je mnogo brža od one gornje kada je potrebno oko 2 minute.

1.2. Proces prešanja plastike za fotografiranje plastičnih asferičnih leća

Proces proizvodnje plastičnog asferičnog injekcijskog prešanja koji se koristi za osvjetljenje i reflektiranje u Kini relativno je zrelija. Tu su i mnogi dijamantni toranj koji se koristi za izradu jezgri. Istovremeno se povećava i potražnja za plastičnim asferičnim površinama, poput leća digitalnih fotoaparata i digitalnih fotoaparata. Plastične asferične leće koriste se za skeniranje leća. Međutim, trenutačno kvaliteta plastičnih asferičnih leća ne prolazi mnogo. Sve dok pažljivo proučavamo asferične površinske mjerenja, kao što su britanski Formtalysurf profiler, američki subaperture interferometar i zononski interferometar, taj proces može biti proboj.

2 "Velika" - velike staklene ploče, velike leće i velike asferične ogledala

LCD televizor ili plazma zaslon, "Shenguang III", zračna kamera, svemirska kamera, foto-litografska leća, astronomsko teleskop optičkog spektra optičkog spektra (LAMOST) širokog područja i optički astronomsko teleskop od 20 m, koji se može proizvesti u budućnost Postoji mnogo visoko zahtjevnih velikih staklenih ploha i velikih zrcala.

Za ta područja mnoge su jedinice u Kini uvele velike avione, kuglasti i asferični CNC alatni strojevi. Na primjer, Nanjingov istraživački centar za astronomiju uvela je američki 3,2 m prstenasti bacač; Chengdu Precision optički inženjerski centar uveo je ruske strojeve za rezanje i glodanje dijamanata s dijamantima od 500 mm i više strojeva za optičke poliranje s tri osi, četiri osi i pet osi CNC strojeva; Šangajski moderni napredni centar za preciznu proizvodnju uvodi seriju 400 mm preciznih optičkih ravnina za obradu i pregled, sferičnu i asferičnu opremu, a sve su potrebna oprema za proizvodnju velikih optičkih komponenti.

Osim toga, u Kini se postupno provodi i razvoj velikih ravnih, kuglastih i asferičnih CNC alatnih strojeva. Na primjer, 4 m aktivni precizni CNC prstenasti poliranje razvijen od strane Nanjing Lisheng Optomechanics Co., Ltd. trenutno je najveći strojevi za poliranje u Kini; HIT je razvio 600 mm kristalni superfini dijamantni strojevi za glodanje s ravnim dijamantima i 600 mm asferični alat za završnu obradu. Aerospace 303 razvio je asferični stroj Nanosys 300; Northelg je razvio PPS 100 preciznu pločastu optičku numeričku kontrolu brzog stroja za poliranje. Vrijedno je spomenuti da je domaća prva 500 mm oprema za obradu ionskih snopa Nacionalnog instituta za obrambenu znanost i tehnologiju također postigla veliki napredak u razvoju ultra-preciznih velikih optičkih dijelova. Razvoj velikih preciznih optičkih komponenti i optičkih zrcala ili optičkih leća u Kini uglavnom se provodi u institutima i sveučilištima. Na primjer, Chengdu Precision optički inženjerski centar, Institut za optiku Changchun, Institut za optoelektroniku Chengdu, Šangajski institut za optiku i elektroniku, 45. Institut za elektroničku industriju, Nanjing Centar za razvoj astronomskih instrumenata, Nacionalno sveučilište za tehnologiju obrane, Sveučilište Suzhou i Zhejiang University.

Ipak, sadašnje velike svjetske optičke optičke komponente, ogledala i optičke leće još uvijek ne mogu zadovoljiti potrebe. Na primjer, prostorna kamera koja se koristi u satelitu "Bog pet" koristi satelit ruskog silicijskog karbidnog zrcala. Osim toga, kineski litografski objektiv nije dosegao međunarodnu razinu, i još uvijek treba veliku investiciju.

3 "tvrdi" - tvrdi optički kristali

Silikonski karbid (SiC) ima Mohsovu tvrdoću od 9,5, nisku gustoću i mali koeficijent ekspanzije. To je izotropni šesterokutni kristal i optički materijal koji se pojavljuje u zrakoplovstvu. Sapphire / ruby (Al2O3) ima Mohsovu tvrdoću od 9, koja je anizotropni šesterokutni kristal i vrijedan optički materijal. Ruby je čvrsti laserski svjetlosni materijal, safir i rubin su infracrveni materijali za prozore, a safir je također dobar supstratni materijal. Safiroki visoki indeks loma, visoka tvrdoća, šarene, ali i vrijedne ukrase i "nikada ne nose" vrhunske površinske materijale. Itrium-dopiran itrij aluminij granat (YAG) ima Mohsovu tvrdoću od 8 do 8,5 i je blizu infracrveni čvrsti laserski materijal. Kvarcni kristal (SiO2) ima Mohsovu tvrdoću od 7, koja je anizotropni heksagonalni kristal i je visoko kvalitetni optički materijal u ultraljubičastim i infracrvenim poljima. Trenutno je najpopularnija optička obrada silicijskog karbida i crvenog i safira.

Taljenje, površinska modifikacija i optička obrada SiO2 materijala i dalje su u fazi razvoja i istraživanja u Kini. Istraživanja na istraživanju Šangajskog silikatnog instituta za istraživanje, Instituta za optičko-mehaniku Xi'an, Instituta za tehnologiju u Šangaju i Instituta za astronomsku optičku tehnologiju Nanjing postigli su zadovoljavajući napredak. Trenutačno Kina je razvila asofersko zrcalno sastajanje SiO2 s promjerom od 520 mm, s promjerom naprijed od 800 mm.

Sapphire ima visoku tvrdoću, poseban način prerade i mnogo inovacija u procesu, s naglaskom na fino mljevenje. Abrazivi i materijali za poliranje mogu se koristiti s dijamantnim ili dijamantnim prahom, veličine čestica od w1, w0.5, w0.25, pa čak i više; dijamanti se također mogu koristiti za poliranje kože. Kalup za poliranje kalupa može biti čelični kalup, dijamantni kalup, bakreni kalup od smole ili kalup od gemstera. Osim toga, SiO2 kemijska poliranje fluid također može postići dobre rezultate.

4 "fine" - superfini optički objektiv ili optički element

4.1 Precizna obrada fine optičke površine

Zahtjevi za preciznost površine i površinske hrapavosti na optičkim površinama postaju sve veći, a optičke leće (UV litografske leće, itd.) Također trebaju imati gotovo oborinsko-ograničenu kvalitetu slike, od kojih su sve potaknuli niz novih tehnike obrade u superfinishingu. Metode uključuju: računalnu numeričku kontrolu gadget optičku obradu površine (CCOS), magnetometrijsko poliranje (MRF) tehnologija i IBF (Ion Beam Polishing) tehnologija. 1980-ih godina Kina je počela proučavati CCOS, a sada je njezina tehnologija sazrela; u 1990-ima Kina je počela proučavati MRF tehnologiju, i to je postiglo veliki napredak. Posljednjih godina QED tehnologije Sjedinjenih Država također su počele pružati MRF tehnologiju i opremu. Istodobno, Nacionalno tehnološko sveučilište obrane koristi i IBF tehnologiju za modificiranje optičkih površina s hrapavosti od 1 nm.

Interferometar površine digitalnog vala glavni je instrument za otkrivanje točnosti površinskog profila. Godine 1985. Kina je završila razvoj prvog prototipa. Posljednjih godina, Sveučilište znanosti i tehnologije Nanjing razvilo je mali sferni interferometar, koji je nizak, jednostavan za korištenje i ima visok udio na tržištu. Nedavno su razvili infracrveni interferometar s promjerom od 600 mm za Shenguang III. Za mjerenje asferičnih površinskih oblika predložena je inozemna metoda subaperture interferometrije i zoniranja, a ravne, sferne ili asferične površine mogu se izravno izmjeriti interferometrom.

4.2 Ultra-precizna optička leća super-precizna tehnologija

Vrlo precizna optička montaža još je jedno važno jamstvo za proizvodnju optičkih leća blizu ograničenja difrakcije. Vrlo precizni centar specijalni vertikalni tok je ključ za ultra-preciznu optičku montažu.

Najraniji instrument u Kini je precizni instrument za centriranje promjera 500 mm koji proizvodi Chengdu Optoelectronics. Vretaljka instrumenta je super-precizna ležajna struktura s radijalnim odstupanjem i aksijalnim izbočinama od 1 μm. Sada radijalna istjecanja hidrostatskih ležajeva u takvim strojevima za centriranje u inozemstvu dosegla je 0,1μm, a radijalni izlaz zračnih ležajeva dosegao je 0,05μm.

Vrlo precizna optička montaža temelji se na vretenu alatnog stroja. Središte gravitacije svih objektiva prenosi se na vretenu alatnog stroja, kako bi se postigla precizna škola na temelju optičke osi. Također se može prilagoditi zahtjevima za snimanje leće tijekom postupka instalacije. Ultrafini leće su najviši zahtjevi za optičke leće. Tipični primjeri su UV-litografska leća, interferometarski standardi leće, teleskopske kalibracijske leće i prostorni fotoaparati.

Nedavni ultra-ultraljubičasti fotoetching objektiv od 193 nm u našoj zemlji donio je velike izazove optičkom dizajnu, optičkoj obradi i optičkom postavljanju. Prema preliminarnim procjenama, ako je potrebno više od 30 leća za dovršavanje zadanih kriterija dizajna za leću, optički materijali uglavnom su tvrdi kvarcni staklo i mekani CaF2 kristali. Očito je da površina ovog materijala mora biti vrlo glatka, super-precizna površinska razina, procesiranje je vrlo teško, a optička montaža je također očita. Ključni laboratorij suvremenih optičkih instrumenata Zhejiangovog sveučilišta uspješno je razvio objektivni objektiv objektiva velikih površina prije nekoliko godina. Njegove tehničke specifikacije su sljedeće: promjer otvora 280 mm, brojčani otvor NA 0,08, valna duljina ekspozicije 365 nm, dubina polja 0,25 μm, linija vidljivosti je 203,2 mm s rezolucijom od 2,5 μm ili manje (teorijska granica). Ova vrsta ultra-precizne objektivne tehnologije proizvodnje leća također je vruće pitanje u optoelektroničkoj industriji.

Zaključne primjedbe

Kao odgovor na međunarodnu financijsku krizu, Kina je optoelektronička informacijska industrija trebala prilagoditi svoju industrijsku strukturu, usredotočiti se na vruća pitanja optičke tehnologije i kombinirati stvarnu situaciju tvrtke, odabrati proboj iz četiri dimenzije "male, velike, tvrde , i profinjen "i kultivirati novi BDP. Točka rasta smanjuje negativan utjecaj međunarodne financijske krize.

O autoru: Cao Tianning, profesor Odjela za optoelektroniku Zhejiang University, uredio je prvi udžbenik optičke tehnologije u Kini. Bio je prvi koji je u Kini otkrio rezultate istraživanja obrade optičkih površina bacača prstena, interferometra površine digitalne valne površine i kompjuterskog alata za numeričko upravljanje. To je poznata optička tehnologija i inspekcija u Kini. stručnjak.