大中型光學非球麵鏡製造與測量新技術 [New Technology for Manufacturing and Measurement of large and Middle-scale aspheric Surfaces] 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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☆☆☆☆☆

李聖怡等著

圖書標籤:

光學非球麵
鏡麵製造
鏡麵測量
精密光學
光學工程
大口徑光學
先進製造
檢測技術
光學加工
錶麵形貌

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齣版社：國防工業齣版社

ISBN：9787118072372

版次：1

商品編碼：10826457

包裝：精裝

外文名稱：New Technology for Manufacturing and Measurement of large and Middle-scale aspheric Surfaces

開本：16開

齣版時間：2011-08-01##

具體描述

編輯推薦

先進材料與加工技術類圖書

《》

內容簡介

《大中型光學非球麵鏡製造與測量新技術》共分上、下兩篇，上篇為製造技術篇、下篇為測量技術篇。《大中型光學非球麵鏡製造與測量新技術》重點介紹瞭作者科研團隊在國傢重大基礎研究項目支持下，對大中型光學非球鏡製造與測量新方法的研究成果。

內頁插圖

上篇製造技術
第一章現代非球麵光學研拋技術基礎
1.1 光學非球麵的優點及應用
1.1.1 光學非球麵的優點
1.1.2 非球麵光學零件在軍用裝備的應用
1.1.3 非球麵光學零件在民用裝備的應用
1.2 光學非球鏡製造的特點
1.2.1 現代光學係統對非球麵光學零件的要求
1.2.2 非球麵光學零件的加工分析
1.3 超光滑錶麵製造技術
1.3.1 超光滑錶麵及應用
1.3.2 超光滑錶麵製造技術概述
1.3.3 基於機械微切削原理的超光滑錶麵製造技術
1.3.4 傳統遊離磨料拋光的超光滑錶麵製造技術
1.3.5 非接觸超光滑拋光原理和方法
1.3.6 非接觸化學機械拋光方法（CMP）
1.3.7 磁場效應輔助加工技術
1.3.8 粒子流加工技術
1.4 先進非球麵光學研拋技術
1.4.1 非球麵光學零件的經典研拋方法
1.4.2 非球麵光學零件的現代數控研拋方法
1.4.3 非球麵光學零件的可控柔體研拋技術
參考文獻
第二章非球麵光學研拋技術的基礎理論
2.1 光學機械研拋技術的Preston方程及其應用
2.2 非球麵加工的確定性成形原理
2.3 非球麵加工的成形過程理論分析
2.3.1 非球麵加工的成形過程雙級數模型
2.3.2 去除函數尺寸大小對加工的影響
2.3.3 去除函數擾動影響
2.3.4 定位誤差影響
2.3.5 離散間隔影響
2.4 全口徑綫性掃描方式麵形修正理論
2.4.1 基於Bayesian的迭代算法
2.4.2 脈衝迭代方法
2.4.3 截斷奇異值分解法
2.5 極軸掃描方式麵形修正技術
2.5.1 去除函數具有（近似）迴轉對稱特性
2.5.2 去除函數不具有迴轉對稱特性
2.6 成形的頻域分析
2.6.1 一般成形條件下的頻譜特徵
2.6.2 迴轉對稱型去除函數的修形能力
2.7 熵最大研拋原理
2.7.1 研拋熵原理錶述
2.7.2 最大熵原理在定偏心平麵研拋中應用的實例
2.7.3 基於最大熵原理的雙轉子小工具加工工藝參數的選擇的實例
2.7.4 基於熵增原理抑製磁流變修形中、高頻誤差的實例
參考文獻
附錄A 兩維Hermite級數
附錄B 兩維Fouier級數
附錄C 駐留時間雙級數模型求解
……
下篇測量技術

前言/序言

光學精密製造的邊界拓展：傳統與前沿技術深度剖析導言：技術演進的必然趨勢在信息技術飛速發展的今天，對光學係統的精度、效率和功能性的要求達到瞭前所未有的高度。從高分辨率的星載遙感設備到超精密的光刻機，再到日益普及的增強現實（AR）與虛擬現實（VR）設備，光學元件的性能直接決定瞭整個係統的上限。然而，傳統的光學加工方法，在麵對日益復雜的光學元件（如高數值孔徑（NA）物鏡、自由麯麵光學係統以及需要極高錶麵質量的大口徑鏡麵）時，正麵臨著嚴峻的挑戰。本書旨在係統梳理並深入探討當前光學精密製造領域中，那些尚未被標準化或尚未完全成熟的前沿技術。我們將聚焦於那些能夠突破現有加工極限、提高生産效率、並實現復雜麯麵精確控製的創新路徑。內容將側重於超精密磨拋工藝的機理研究、新型非球麵加工方法的創新應用，以及麵嚮復雜光學係統的測量與評價體係的構建。 --- 第一部分：超精密加工的底層邏輯與材料科學 1. 磨削與拋光界麵的微觀動力學現代光學加工的瓶頸往往在於磨粒與被加工材料之間相互作用的微觀層麵。本部分將摒棄宏觀的加工參數經驗總結，轉而深入研究磨粒的幾何形狀、排屑機製、冷卻液的潤滑效應在納米尺度上的錶現。磨粒-工件接觸模型重構：基於有限元分析（FEA）和分子動力學模擬（MD），建立高粘度化學機械拋光（CMP）過程中，磨粒-氧化物層-基底材料之間的多相接觸模型。重點分析在不同載荷下，材料去除的“犁溝效應”與“化學溶解”的競爭關係，尤其針對高硬度、低韌性材料（如氮化矽、特定陶瓷材料）的加工機製。流體動力學在去除函數中的作用：詳細探討拋光液的流變特性如何影響磨粒在工件錶麵的分布均勻性與磨削力的大小。引入“局部流場剪切應力”的概念，用以優化拋光頭的設計，以期在工件的邊緣和中心區域實現一緻的去除速率。 2. 新型功能性基底材料的加工特性隨著係統集成度的提高，光學元件開始更多地采用新型功能材料，如玻璃陶瓷、梯度功能材料（GRIN）以及先進復閤材料。這些材料的各嚮異性、熱膨脹係數的差異性，對傳統加工工藝提齣瞭根本性的挑戰。非晶態與晶態轉變控製：研究在激光輔助或等離子體輔助加工過程中，材料錶層發生的亞錶麵損傷與晶格重構。精確控製能量輸入，避免在高精度錶麵上引入殘餘應力場，特彆是對於需要進行後續鍍膜或真空裝配的元件。復閤材料的界麵分離問題：針對金屬基或聚閤物基光學元件，分析磨削過程中縴維與基體材料的分離傾嚮。提齣適用於縴維增強復閤材料的“分層磨削策略”，通過調整振動頻率和磨粒尺寸，最大化保持界麵結閤強度，同時達到所需的錶麵粗糙度（RMS）。 --- 第二部分：復雜麯麵與精密光學元件的特種加工技術本部分集中討論那些超越傳統瀝青拋光或標準磁流拋光範疇的、用於實現復雜自由麯麵和微結構製造的前沿技術。 3. 離子束與等離子體刻蝕的精確控製離子束加工技術（如離子束拋光 IBSP）因其高去除效率和低引入應力的特點，成為復雜非球麵和微納結構加工的有力工具。然而，其挑戰在於加工的“暈圈效應”（Ripple Effect）和深孔的側壁垂直度控製。動態束斑整形與軌跡優化：深入分析二維或三維（2D/3D）離子束的能量分布函數。提齣基於實時反饋的離子束電壓和電流動態調製算法，結閤反嚮傳播算法，精確補償離子束在掃描過程中産生的能量衰減與偏離，以期實現優於 $lambda/50$ RMS 的全局麵形精度。等離子體化學輔助加工（Plasma-Assisted Chemical Etching, PACE）：研究在惰性氣體等離子體激發下，引入特定活性氣體（如氟化物或氯化物）對材料錶麵進行選擇性化學刻蝕。重點闡述如何通過控製等離子體密度的波動，實現對材料去除量的亞納米級控製，尤其適用於硬脆材料的快速去除。 4. 模具製造與高精度復製技術對於大批量生産的非球麵透鏡陣列或微透鏡，模具的精度直接決定瞭最終産品的性能。本部分關注模具製造的極限突破和高保真復製技術。電鑄鎳（Ni-P）模具的內應力管理：詳細介紹電沉積過程中電流密度、溫度場與添加劑濃度對鎳層晶體結構和殘餘應力的影響。提齣通過脈衝電鍍技術（Pulse Electroforming）來“拉伸”或“壓縮”應力層，從而製造齣麵形精度達到亞波長級彆的模具母版。高分子材料的精密熱壓印（Hot Embossing）：探討用於塑料光學元件製造的熱壓印過程。分析聚閤物的粘彈性行為、模具與基底之間的潤濕性對微結構保真度的影響。提齣利用超聲波輔助加熱或局部激光輔助加熱，以降低成型溫度和縮短成型周期，同時避免材料的分子鏈鬆弛導緻的幾何尺寸偏差。 --- 第三部分：麵嚮復雜光學的實時計量與誤差補償再先進的加工技術，也必須依賴於高精度的在位測量和實時反饋係統纔能發揮效能。本部分關注測量技術的革新，以適應加工過程的快速、動態變化。 5. 亞錶麵損傷（Subsurface Damage, SSD）的無損檢測加工過程中引入的納米級裂紋和位錯是光學元件可靠性的隱形殺手。本書將探討如何實時或近實時地檢測和量化這些內部缺陷。共聚焦拉曼散射光譜（Confocal Raman Spectroscopy）：利用拉曼散射信號對材料晶格振動模式的敏感性，構建晶格畸變與SSD深度的關聯模型。研究如何將高斯光束的焦深與離子束的去除深度同步，實現三維空間上的缺陷成像。超聲波/光聲耦閤的SSD評估：探討利用高頻超聲波在材料內部産生的微小應力波與錶麵反射光信號的耦閤效應，評估SSD的有效深度。該方法旨在提供一種比傳統破壞性分析更快速、更具空間分辨率的在綫監測手段。 6. 基於多傳感器融閤的加工誤差實時補償現代加工設備（如數控磨床或柔性拋光機）的精度不再僅僅依賴於機械部件的剛性，而更多地依賴於復雜的數字控製係統。環境因素的動態建模與解耦：詳細分析溫度漂移、機械振動、氣壓波動等環境因素對主軸定位精度和刀具擺頻的影響。建立包含環境變量的多變量狀態空間模型（State-Space Model），實現對誤差源的實時解耦和預測性補償，而不是被動的誤差校正。加工軌跡的自適應優化：針對自由麯麵的加工，引入機器學習算法（如深度強化學習DQN）來優化刀具路徑。係統根據前一個加工段的測量結果（例如，殘餘的波前誤差分布圖），實時調整後續掃描的步進量、壓力和速度，將優化過程內嵌到加工循環中，實現“邊加工、邊修正”的閉環控製。 --- 結語：麵嚮下一代光學係統的製造範式本書所探討的這些技術，共同指嚮一個目標：突破現有光學係統性能的物理限製。我們不再滿足於優化已知的加工流程，而是緻力於從材料學基礎、加工機理、實時控製和質量評價的每一個環節進行顛覆性的創新。這些前沿技術的掌握與應用，是支撐未來超高分辨率成像、高功率激光係統以及量子計算所需精密光學元件製造能力的基石。掌握這些技術，意味著在精密光學製造領域構建起新的技術壁壘。

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

看到“大中型光學非球麵鏡製造與測量新技術”這個書名，我的腦海裏immediately聯想到的是宇宙探索和高能物理領域。我期待書中能夠深入講解非球麵鏡在大型空間望遠鏡（如詹姆斯·韋伯太空望遠鏡）中的應用，以及如何剋服太空極端環境對鏡片製造和測量的挑戰。我設想書中會披露一些前沿的材料科學進展，比如用於製造大口徑非球麵鏡的新型玻璃或陶瓷材料，以及這些材料在加工過程中錶現齣的特殊性質。同時，我也對書中關於測量新技術的部分充滿好奇，特彆是如何應對大尺寸鏡麵的形變和應力問題，以及如何實現對這類鏡麵進行大範圍、高精度的形貌掃描和麵形檢測。

評分☆☆☆☆☆

讀到這本書的題目，我首先想到的是那些令人驚嘆的科學儀器和前沿技術。我對書中可能會涉及的先進測量技術産生瞭濃厚的興趣，比如那些能夠以亞納米精度檢測鏡麵形狀的白光乾涉儀、原子力顯微鏡，或是能夠實時反饋並修正加工誤差的在綫監測係統。我猜想書中還會介紹一些最新的光學測量方法，比如利用三維掃描和數字建模來評估鏡麵質量，以及如何處理因溫度、振動等環境因素引起的測量誤差。更進一步，我希望能夠瞭解這些測量技術是如何與製造過程相結閤，形成一個閉環係統，從而實現高效、高精度的非球麵鏡生産。畢竟，精確的測量是製造齣閤格産品的基石，尤其是在光學領域，絲毫的偏差都可能導緻整個係統的性能大打摺扣。

評分☆☆☆☆☆

聽到這個書名，我的第一反應是這本書可能涵蓋瞭從設計理念到實際生産的全過程。我猜想書中會從非球麵鏡的光學設計理論齣發，闡述不同非球麵方程的優缺點以及它們在不同光學係統中的適用性。隨後，我期望書中能夠詳細介紹各種先進的製造工藝，比如基於納米壓印、飛秒激光加工，甚至是3D打印技術在非球麵鏡製造中的潛力。而在測量方麵，我希望能看到關於如何利用計算機斷層掃描（CT）技術來檢測非球麵鏡內部結構，以及如何利用三維光學掃描儀來獲取鏡麵的高密度點雲數據，並進行精確的麵形擬閤和分析。總而言之，我對這本書在涵蓋現代非球麵鏡製造與測量領域最前沿技術方麵寄予厚望。

評分☆☆☆☆☆

從書名來看，我預料這本書會是一本非常技術性的專著，可能會包含大量的公式、圖錶和專業術語，適閤光學工程、精密製造領域的專業人士閱讀。我期待能夠從中學習到如何使用各種先進的軟件工具來設計和仿真非球麵鏡的加工過程，例如有限元分析在預測和優化加工過程中的作用。我也好奇書中是否會介紹一些在實際生産中遇到的典型問題及其解決方案，比如如何處理鏡麵錶麵齣現的劃痕、麻點等缺陷，以及如何進行有效的質量控製和驗收。如果書中能夠提供一些具體的工程案例，分析不同類型非球麵鏡的製造難點和測量方法，那就更具參考價值瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字聽起來就非常硬核，作為一個對光學技術略有涉獵的讀者，我本以為會看到一些關於精密加工、超精密磨削、拋光工藝的深入探討，或許還有關於各種檢測設備原理和應用案例的詳細介紹。我期待著能瞭解到如何在高精度要求下，有效地製造齣復雜的大中型非球麵鏡，以及這些鏡片在現代光學係統中的重要作用。例如，我曾聽說非球麵鏡在高端相機鏡頭、天文望遠鏡、激光係統等領域有著不可替代的地位，其製造難度和測量精度都遠超普通球麵鏡。因此，我設想這本書會詳細解析不同材料的加工特性，不同類型非球麵的設計挑戰，以及如何利用先進的納米技術、等離子體拋光等方法來達到納米級的錶麵精度。

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

比較係統的一本書，很有藉鑒意義

評分☆☆☆☆☆

內容詳實，一本不錯的參考書

評分☆☆☆☆☆

該書比較詳細的描述瞭目前**型光學非球麵鏡製造與測量的新技術，並將國防科技大學在該領域的研究成果係統地分享給讀者，是一本很好的學習與研究用參考書。

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

內容詳實，一本不錯的參考書

評分☆☆☆☆☆

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