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1、第十四章 光学零件的胶合,西安工业大学 徐均琪,改善光学系统象质； 减少光能损失，增加成象清晰度； 简化光学零件的加工； 保护刻划面。,胶合的目的,胶合的技术要求,一是保证中心误差或角度误差，对于透镜，保证透镜的中心误差；对于棱镜或平面镜，保证棱镜的光学平行差。 二是保证胶合表面实现“零疵病”的胶合，即保证胶合的抛光表面不因为胶合而降低对表面疵病的要求，同时不因为胶合而影响非胶合面的面形。,第一节 概述,光学元件的结合方法 机械法机械法是采用机械零件（如隔圈、压圈等）将若干个光学零件结合起来，构成一个复杂的光学部件的。 胶合法胶合法是利用光学级的透明胶，将若干个光学零件胶合成复杂的光学部件。
2、光胶法而光胶法是依靠零件抛光表面之间分子的吸引力，将若干个光学零件结合成复杂的光学部件。,胶合的机理,机械结合、物理吸附、静电引力、互相扩散、化学键。,胶合的主要技术要求,保证胶合透镜的中心误差； 保证胶合棱镜的平行差； 排除胶合层内的气泡； 胶层牢固； 保证胶合件的面形精度。,第二节 透镜胶合的定心,定中心方法 透射像焦点定中心 球心反射像定中心 激光干涉法定心 胶合透镜自动定心,一、透射像焦点定心,二、球心反射像定心,三、激光干涉定心仪,四、胶合透镜自动定心,将胶合中的负透镜的凸面或平面放在工作台面上，正透镜放在负透镜上，依靠零件的自重，使透镜的重心与其光轴自动重合。,第三节 胶合工艺,一
3、、胶合材料 1、胶合后对胶层的要求: 光学性能 机械强度 耐寒性 -40-70 耐热性4070,2、对胶合材料的要求 光学性能：与光学材料接近 机械性能：膨胀系数、弹性模量、固化时体积收缩小 热学性能：-7070 热稳定性好 化学性能：稳定无毒 其他：制备简单、拆胶容易,二、胶合材料的种类,天然树脂光学胶： 热塑性、浅黄色玻璃状固体；不结晶、光学一致性好；有一定粘结力、不腐蚀玻璃；固化迅速、易拆胶；应力可消除。 缺点：膨胀系数大，使用温度范围不大。,合成树脂光学胶 光学环氧树脂胶：固化收缩小；粘接力大；机械强度高；耐高低温性能好；化学稳定性好；缺点是固化时间不易掌握；拆胶困难；所用固化剂，稀释
4、剂有毒。 甲醇胶：光谱透过率、机械强度、耐寒性、耐热性好。缺点固化收缩大。,光敏胶 特点：透明度好；机械强度高，并有较好的柔韧性和弹性；膨胀系数小；耐高低温性能好；化学稳定性好；固化迅速，收缩率小；粘度和固化时间可以调节，使用方便；无色无味，毒性小。 缺点：拆胶困难。 其他,三、胶合工艺,准备,胶合,定中心 （或校角度）,清洗,退火,四、胶合的检验,1、胶层的颜色 2、胶合件疵病,几何尺寸偏差 零件的相对几何位置偏差 表面变形 焦距,五、胶合件的脱胶及产生原因,橡树叶状或柏树叶状脱胶 光带状脱胶 点状或气泡状脱胶 倒边处脱胶,脱胶产生的原因 胶合零件的清洁 胶层内有气泡 胶层粘度和厚度控制不当
5、 定中心时使胶层粘度降低 初聚合温度过高 固化温度过高、时间过长 有机溶剂浸入胶层 长期存放在潮湿空气中 胶层失效,六、拆胶,高温拆胶 直接法：天然树脂胶80120；光敏胶120。 间接法：对于环氧树脂胶合件，在蓖麻油中加热到290；对于光敏胶合件于80%H2SO4中加热到180。 低温拆胶（冷冻法） 液态氧低温箱降温到-120-150 常温法 捶击拆胶,第四节 光胶工艺,一、光胶机理 二、光胶工艺 准备 擦拭 定中心 光胶 退火,温度 零件内部形成温度梯度的变形 周围介质温度变化时产生的变形 光胶件本身温度变化时的变形 表面清洁度,三、各种因素对光胶的影响,四、光胶的质量评价,光胶的优点 机械强度高 光学性能好 耐温性强 性能稳定 光胶变形小,光胶的缺点,面形精度要求高 对环境要求高 定中心困难 耐急冷性能差,光胶的适用范围,大口径 高温条件下工作 零件数目多的系统 短波波段工作的仪器,五、光胶常见问题及克服方法,