Os espelhos cilíndricos, como um elemento óptico importantes, têm vários tipos e diferentes tipos de espelhos cilíndricos desempenham papéis únicos em sistemas ópticos.
Espelho de superfície cilíndrica de liga de alumínio:
Características: Com bom desempenho óptico, especialmente algumas superfícies asféricas são mais pendentes após o aprimoramento, elas são amplamente utilizadas em muitos sistemas ópticos. No entanto, para alguns espelhos complexos, é difícil obter maior precisão pela técnica de torneamento de diamante de ponto único (SPDT) sozinho, e a estrutura periódica de giro periódica residual causa perda de dispersão em comprimentos de onda mais curtos, portanto, geralmente são necessárias etapas adicionais de polimento.
Aplicações: a tecnologia de torneamento de diamante de ponto único pode ser usado diretamente em aplicativos de óptica infravermelha, e sua precisão pode ser melhorada combinando-a com processos como o polimento magnetorheológico (MRF), que fornece uma referência para a fabricação de espelhos de liga de alumínio com superfícies complexas .
Espelho cilíndrico de alta precisão:
Requisitos: Não apenas é necessário ter rugosidade superficial extremamente baixa, nenhum dano na superfície/subsuperfície e baixo tensão residual, etc., mas também o paralelismo e a perpendicularidade de seu barramento cilíndrico precisam ser garantidos.
Métodos tradicionais de processamento: Tecnologia tradicional de moagem e polimento e moldagem de superfície óptica controlada por computador (CCOs) têm suas próprias vantagens e desvantagens em termos de rugosidade da superfície, precisão da forma do rosto e erro de barramento após o processamento de espelhos cilíndricos.
Novo processo: com o objetivo de os problemas de baixa eficiência, alta rugosidade e danos na superfície/subsuperfície dos métodos de processamento existentes, é proposto um novo processo de polimento magnetorheológico dos espelhos cilíndricos asféricos com estrutura simétrica. Esse processo reduz a rugosidade da superfície dos espelhos cilíndricos e melhora a precisão do perfil. Em um tempo de polimento de 40 min, a Riquenidade da superfície é reduzida de 1,84 μm para 0,36 μm, a precisão do perfil local RMS1 é reduzida de 1,91 μm para 0,24 μm, e a precisão do perfil de seção transversal do barramento RMS2 é reduzida de 4,1 μm para 0,68 μm.
Espelho cilíndrico monocristalino de silício:
Método de processamento: para obter elementos ópticos de superfície cilíndrica de silício monocristalino de alta precisão, o modelo de função de transferência de coordenadas da roda de moagem de diamantes no processo de moagem paralela de superfícies cilíndricas foi estabelecida, e o esquema do processo de formação foi proposto com base no curativo Precisão da roda de moagem e a precisão dos elementos.
Resultados experimentais: Os experimentos foram realizados no espelho cilíndrico de silício monocristalino com o tamanho de 440 mm × 50 mm, e o valor do erro de erro da forma após a moagem foi de cerca de 2,7μm, o que provou a correção da função de transferência do cilíndrico óptico de silício monocristalina e o esquema do processo de moldagem.
Espelho cilíndrico meio parabólico:
Função: É uma parte importante do receptor de espoleta a laser de mísseis e reduzir sua largura da linha de imagem no detector pode melhorar a sensibilidade à detecção e a nitidez do campo da borda.
Método de análise: O modelo matemático geométrico-óptico do espelho cilíndrico parabólico de meia amplitude é estabelecido, as características de imagem de seu plano focal são analisadas pelo método de tradução da seção de luz perto do plano focal, o conceito de plano de imagem ideal é colocado Avançar com base no princípio da largura de linha de imagem mínima e na convergência dos raios de luz próximo do eixo no plano focal e no plano focal inclinado. Os resultados da simulação mostram que a largura de linha de imagem dos raios paralelos fora do eixo em seu plano focal inclinada é significativamente reduzida.
Refletor cilíndrico elipsoidal que flexiona a seção variável:
Esquema de projeto: De acordo com as necessidades do feixe de radiação síncrotron no projeto da estação de linha de construção, é proposto o esquema da seção transversal variável. O programa é baseado na teoria do design do espelho de foco cilíndrico de elipsóides curvos de largura de largura, derivando a fórmula para calcular o erro de inclinação da seção transversal variável (com foco no vetor de arco) espelhos e otimizar o design.
O design é baseado nos parâmetros ópticos do espelho de foco (distância do objeto P, distância da imagem q e ângulo de incidência de pastoreio θ), e o erro de design do espelho é finalmente calculado com a ajuda do software de análise de elementos finitos. Os resultados mostram que, sob esse requisito, as larguras ideais das duas extremidades do espelho são de 49,5 mm e 90,5 mm, respectivamente. Depois de calcular, simular e otimizar os momentos de flexão do espelho nas duas extremidades da flexão da compressão, o valor da raiz média quadrada do erro de inclinação é reduzida de ± 5,1368 μrad para ∼0.0636 μrad (1m de comprimento), que está próximo de O erro sistemático (± 0,0407 μrad) e atende aos requisitos de projeto (＜ 0,1 μrad). 0.1μrad).
Projeto de bobina de gradiente de superfície cilíndrica hiperlíptica na coluna hiper-elípica:
Função: A superfície do projeto cilíndrico superliptica pode reduzir a distância entre a bobina e o alvo, melhorar a utilização do espaço e expandir a faixa efetiva da área de imagem.
Método de projeto: o método da função de fluxo e a extensibilidade da superfície da coluna são utilizados para projetar as bobinas de gradiente no sistema de ressonância magnética na superfície cilíndrica superlipta. As expressões de força magnética do campo e função do fluxo são estabelecidas de acordo com a lei Biot-Savart, e o método dos mínimos quadrados e o método de regularização de Tikhonov são usados para construir a função de design de objetivos duplos, e o problema de otimização da bobina de gradiente é transformado em um problema de solução direta de um sistema linear adequado de equações através da introdução de restrições de limite apropriadas da função do fluxo.
Microlens colunares asféricos:
Função: Os microlens cilíndricos asféricos são um elemento micro-óptico importante com colimação a laser, foco, homogeneização etc. Ele possui uma ampla gama de aplicações na comunicação a laser, sensor de fibra óptica, alcance de lidar, bombeamento a laser e outros sistemas.
Método de preparação: para reduzir o tamanho do sistema optoeletrônico e melhorar o desempenho da fibra, aumentar a abertura numérica da lente é uma solução comum. Propõe -se que use o silício com maior índice de refração como material alternativo ao substrato de quartzo com baixo índice de refração, de modo que a abertura numérica dos microlenses pode ser bastante aumentada no mesmo volume e, ao mesmo tempo, o volume de processamento pode ser reduzido para melhorar a eficiência da preparação. Em vista do tradicional método de preparação dos microlenos de quartzo não é mais aplicável aos microlenses de silício, propomos preparar padrões asféricos fotorresistas com base no método de exposição a máscara, usando múltiplos métodos de exposição cíclica para resolver os problemas de má uniformidade de espessura revestimento adesivo e traços óbvios de máscara de exposição e, finalmente, usando a tecnologia de gravura plasmática para transferência de padrões para realizar a preparação de microlenses.
Processo de preparação da lente de silício
Espelhos cilíndricos convexos e planos para modelagem de feixe em espectroscopia de quebra induzida por laser:
Função: Para melhorar o problema da distribuição desigual da energia do laser na técnica de espectroscopia de quebra induzida por laser (LIBS), um espelho cilíndrico planeno-convexo é utilizado para moldar o feixe de laser. Através do software de simulação, a simulação de imagem do caminho óptico de diferentes distância focal dos espelhos cilíndricos plano-convexos é realizado para determinar a distância focal ideal de 100 mm para atender às condições do laser, e o sistema de modelagem baseado no feixe de libs é construído em que a base do software de simulação.
Resultados experimentais: Os experimentos mostram que, em comparação com a modelagem sem espelhos cilíndricos plano-convexos, o coeficiente médio de variação da intensidade focal do ponto de estrôncio na amostras é reduzida em 41,91%, o coeficiente médio da razão de pico para valor de A intensidade do ponto focal é reduzido em 41,27%, e a uniformidade da energia é aumentada em 17,23%, e o coeficiente de determinação do ajuste é aumentado de 0,860 para 0,914. Os resultados mostram que o uso de espelhos cilíndricos plana-convexos pode aumentar a uniformidade da energia do feixe, e os resultados validam que o uso de espelhos cilíndricos plana-convexos pode aumentar a uniformidade energética. Os resultados mostram que o uso de espelhos cilíndricos plana-convexos pode melhorar a uniformidade da energia do feixe, o que verifica que os espelhos cilíndricos plana-convexos são um método eficaz para a modelagem de feixe de laser.