Текущото състояние и горещи точки на оптичната технология за обработка в Китай

Понастоящем някои компании, които приемат единични сортове и имат голям брой външнотърговски поръчки, имат слаба способност да се противопоставят на въздействието на международната финансова криза. Свързаните компании спешно трябва да адаптират индустриалната структура, да търсят нови и разнообразни производствени сортове и да насърчават трансформацията на производството, за да придобият нова жизненост. Изправена пред тази ситуация, как може китайската информационна индустрия да превърне кризата в възможност? Какъв е най-големият приоритет за индустрията? Мисля, че трябва да се възползваме от горещите отрасли, да се възползваме от горещи теми и да се придържаме към трудности и да се съсредоточим върху пробивите, за да търсим ново развитие в новите индустрии.

И така, какви са текущите горещи точки на оптичната обработка в Китай? Моето мнение е четири думи: малки, големи, твърди, фини.

1 "малки" - миниатюрни оптични компоненти

Микрооптичните компоненти включват малки лещи, малки асферични лещи (стъкло и пластмаса), микропросми, микропланарни платки и матрични пластини, призматични матрични пластини и други подобни.

През последните години секторът на оптоелектронната информация се разви бързо, а ИТ индустрията бързо се появи. Търсенето на цифрови фотоапарати, проектори, цифрови скенери, оптични комуникационни оптични компоненти и други продукти постепенно се увеличава, а разработването на модели за миниатюризация създава огромна нова индустрия - микро-оптичната индустрия.

Дизайнът на продукта и софтуерът на китайската оптикоелектронна информационна индустрия не са далеч зад международното ниво. Разликата е по-голяма в материалите, процесите и производството. Трябва да увеличим инвестициите в тези три области, за да проведем ключови изследвания. Сред тях, процесът на обработка на лещите и процесът на формоване на асферични лещи от пластмаса трябва да бъдат най-важни.

1.1 Процес на обработка на обектива

Големите и средните сферични лещи обикновено използват квазисферично централно шлифоване и полиране, т.е. полиране около приблизителния център на сферата. От анализа на динамиката тази технология има явление на неравномерно разпределение на налягането и лошо качество на обработка. Обработката на малката сфера на машината е по същество еднолицева обработка, която завършва движението по смилане и полиране около точния център на топката. Обработката е по-висока от налягането, скоростта на обработка е бърза, качеството е високо и стабилността е добра.

Горният вал на долния манипулатор се движи само надолу, стриктно се пресича с валовете на долния вал и долния вал, като по този начин се гарантира, че долният вал може точно да се люлее с точност от 0,01 мм, което не се променя при износване на лещата повърхност. По време на обработката дебелината на лещата може да бъде прочетена от индикатора с точност до ± 0,01 мм. Използвайки подгъващата машина за смилане и полиране на едната страна на обектива от 7 mm, скоростта на обработка е много по-бърза от тази на горната, когато отнема около 2 минути.

1.2 Процес на впръскване за изобразяване на пластични асферични лещи

Производственият процес на асферично пластмасово шприцоване, използван за осветяване и осветяване в Китай, е относително зрял. Има и много диамантени стругове, използвани за изработка на ядра. В същото време се увеличава и търсенето на пластмасови асферични повърхности, като дигитални камери и цифрови фотоапарати. Пластмасовите асферични лещи се използват за сканиране на лещи. Въпреки това, в момента качеството на пластмасовите асферични лещи не преминава през много. Докато внимателно изучаваме асферичните повърхностни измервания, като например британския форталструрен профилр, американския субферптометричен интерферометър и зоновия интерферометър, този процес може да бъде пробив.

2 "Големи" - големи стъклени самолети, големи лещи и големи асферични огледала

Телевизионен LCD или плазмен екран, "Shenguang III", въздушна камера, космическа камера, фотолитографска леща, астрономически телескоп с оптичен спектър с широкоъгълен обхват (LAMOST) и 20-метров адаптивен оптичен астрономически телескоп, който може да бъде произведен в бъдещето Има много изискани големи стъклени самолети и големи огледала.

За тези райони много от звената в Китай са въвели широкомащабни самолетни, сферични и асферични металорежещи машини с ЦПУ. Например, научно-изследователският център за астрономически инструменти в Нанкинг е въвел американски хвърчащ пръстен с 3,2 м; Центърът за оптичен инженеринг Chengdu Precision е въвел руски 500-милиметрови широкомащабни фрезови фрезови и фрезови машини и множество триосови, четириосни и петосни CNC оптични полиращи машини; Центърът за модерна технология за прецизно производство в Шанхай въвежда серия от 400-милиметрови оптични равнини за обработка и инспекция, сферично и асферично оборудване, всички от които са необходимо оборудване за производство на големи оптични компоненти.

Освен това в Китай постепенно се осъществява и разработването на големи мащабни равнинни, сферични и асферични металорежещи машини с ЦПУ. Например, 4 метра активен прецизен CNC пръстен полиращ, разработен от Nanjing Lisheng Optomechanics Ко ООД е в момента най-голямата машина за полиране в Китай; HIT разработи 600 милиметрова кристална супер фина диамантена фрезова машина за фрезоване и 600 мм асферичен супер финиширащ инструмент. Aerospace 303 е разработила асферичната машина Nanosys 300; Northelg е разработил PPS 100 високо прецизна планарна оптика с цифрово управление за бърза полираща машина. Струва си да се отбележи, че първият вътрешен 500-милиметров процесор за обработка на йонни лъчи на Националния институт за отбранителна техника, постигна голям напредък в разработването на прецизни мащабни производствени условия за оптични детайли. Разработването на широкомащабни оптични компоненти и оптични огледала или оптични лещи в Китай се извършва главно в институти и университети. Например Ченгду Прецизен оптичен инженеринг център, Институт по оптика Чанчун, Ченгду Оптоелектроника Институт, Шанхайски институт по оптика и електроника, 45-ти Институт по електронна индустрия, Нанкинг център за развитие на астрономически инструменти, Национален университет за отбранителна технология, Университет Суджоу и университет Джъдзян.

Независимо от това, настоящите широкомащабни прецизни оптични компоненти, огледала и оптични лещи на Китай все още не могат да отговорят на нуждите. Например, космическата камера, използвана в спътниковия екипаж "God Five", използва руското огледало за силициев карбид. В допълнение, китайският литографски обектив не е достигнал международно ниво и все още се нуждае от голяма инвестиция.

3 "твърди" - твърди оптични кристали

Силициевият карбид (SiC) има твърдост Mohs 9,5, ниска плътност и нисък коефициент на разширение. Това е изотропно шестоъгълно кристално тяло и е възникващ аерокосмически оптичен материал. Sapphire / ruby (Al2O3) има Mohs твърдост 9, която е анизотропен хексагонален кристал и е ценен оптичен материал. Ruby е твърд лазерен луминесцентен материал, сапфир и рубин са инфрачервени прозоречни материали, а сапфирът също е добър субстрат. Висок индекс на пречупване на Sapphire, висока твърдост, цветни, но и ценни декорации и "никога не носят" висококачествени повърхностни материали. Итриевият довършен итриев алуминиев гранат (YAG) има твърдост Mohs от 8 до 8,5 и е близък инфрачервен твърд лазерен материал. Кварцовият кристал (SiO2) има Mohs твърдост 7, което е анизотропен хексагонален кристал и е висококачествен оптичен материал в ултравиолетовите и инфрачервените полета. В момента най-популярна е оптичната обработка на силициев карбид и червен и сапфир.

Топенето, модификацията на повърхността и оптичната обработка на SiO2 материали все още са в етап на разработка и изследване в Китай. Изследванията върху научните изследвания на Шанхайския институт за изследване на силикатите, Института за изследване на океано-механиката в Шанхай, Шанхайския институт по технологии и Института за астрономическа оптична технология в Нанкинг направиха удовлетворяващ напредък. Понастоящем Китай е развил асферично огледало за изобразяване на SiO2 с изходен диаметър 520 mm, с диаметър отпред от 800 mm.

Сапфирът има висока твърдост, специален метод на обработка и много иновации в процеса, като се набляга на фино смилане. Абразивите и полиращите материали могат да се използват с диамантени или диамантени прахове с размер на частиците w1, w0.5, w0.25 и дори повече; диамантите могат да се използват и за полиране на кожата. Формата за полиране на матрицата може да бъде стоманена форма, диамантена форма, смола от медна смола или плесен за скъпоценен камък. Освен това, химически полировъчен флуид за SiO2 също може да постигне добри резултати.

4 "фини" - супер фина оптична леща или оптичен елемент

4.1 Супер фина оптична повърхностна обработка

Изискванията за точност на формата на повърхността и грапавостта на повърхността върху оптичните повърхности стават по-високи и по-високи, а оптичните лещи (UV литографски лещи и т.н.) също трябва да притежават изображения с ограничено дифракционно качество, всички от които са довели до редица нови техники за обработка при свръх финиширане. Методите включват: Компютърна цифрова контрола Gadget Оптична повърхностна обработка (CCOS), магнитореологично полиране (MRF) технология и IBF (Ion Beam Polishing) технология. През 80-те години Китай започна да изучава CCOS, а сега технологията му е отлежала; през 90-те години Китай започна да изучава технологията на ДПС и постигна голям напредък. През последните години QED Technologies на Съединените щати също започнаха да предоставят технология и оборудване на MRF. В същото време Националният университет за отбранителна технология също използва IBF технология за модифициране на оптични повърхности с грапавост от 1 nm.

Интерферометърът с цифрова вълнова повърхност е основният инструмент за откриване на точността на профила на повърхността. През 1985 г. Китай завърши разработването на първия прототип. През последните години Университетът за Науки и Технологии в Нанкин разработи малък сферичен интерферометър, който е с ниска цена, лесен за използване и има висок пазарен дял. Те наскоро развиха инфрачервен интерферометър с изходен диаметър 600 mm за Shenguang III. При измерването на асферичните форми на повърхността са предложени интерферометрични методи за понижаване на повърхността и зониране, а равнинни, сферични или асферични повърхности могат да се измерват директно с интерферометър.

4.2 Прецизно прецизна оптична леща

Прецизният оптичен монтаж е друга важна гаранция за производство на оптични лещи с ограничено дифракция. Универсалният вертикален струг с ултра прецизен център е ключът към ултра прецизния оптичен монтаж.

Най-ранният инструмент в Китай е инструмент за прецизно центриране с диаметър 500 мм, произведен от "Ченгду Оптоелектроника". Вретеното на инструмента е прецизна носеща конструкция с радиално оттичане и аксиално оттичане от 1 μm. Сега радиалното преместване на хидростатичните лагери в центробежни машинни инструменти в чужбина е достигнало 0.1 μm, а радиалното изхвърляне на въздушните лагери е достигнало 0.05 μm.

Прецизният оптичен монтаж се основава на шпиндела на машината. Целият център на тежестта на лещата се предава на шпиндела на машинния инструмент, за да се постигне ултра прецизно училище, основаващо се на оптичната ос. Той може да се регулира и според изискванията за изображения на обектив по време на инсталационния процес. Ултра фините лещи са най-високите изисквания за оптичните лещи. Типични примери са UV-литографски лещи, интерферометрични стандартни лещи, телескопични калибрационни лещи и космически камери.

Последният 193 nm ултра-ултравиолетов фотореактивен обектив в страната ни донесе големи предизвикателства пред оптичния дизайн, оптичната обработка и оптичното монтиране. Според предварителните оценки, ако са необходими повече от 30 лещи, за да се изпълнят дадените критерии за проектиране на лещите, използваните оптични материали са предимно твърди кварцови стъкла и меки кристали CaF2. Очевидно повърхността на този материал трябва да бъде с ултра-гладка повърхност, прецизна повърхност, обработката е много трудна и оптичният монтаж също е очевиден. Ключовата лаборатория на съвременните оптични инструменти на университета Zhejiang успешно разработи широкообхватна обективна проекционна литография преди няколко години. Техните технически спецификации са както следва: диаметър на отвора 280 мм, цифрова апертура NA 0,08, дължина на вълната на експонация 365 нм, дълбочина на полето 0,25 μm. Линията на видимост е 203,2 мм с разделителна способност от 2,5 μm или по-малко (теоретична граница). Този вид технология за производство на обективи с ултра висока прецизност е също гореща тема в областта на оптоелектрониката.

5 Заключителни бележки

В отговор на международната финансова криза Китайската оптоелектронна информационна индустрия трябва да приспособи индустриалната си структура, да се съсредоточи върху горещите въпроси на оптичната технология и да съчетае реалната ситуация на компанията, да избере пробивни точки от четирите измерения на "малките, големи, , и рафинирани "и култивират нов БВП. Точката на растеж минимизира отрицателното въздействие на международната финансова криза.

За автора: Као Тианнинг, професор по Оптоелектроника в университета "Джъдзян", издава първия учебник по оптични технологии в Китай. Той беше първият, който получи резултатите от изследванията на обработката на оптични повърхности на пръстеновидния хеликоптер, цифровия интерферометър с повърхностна вълна и инструмента за компютърно цифрово управление в Китай. Това е известна оптична технология и инспекция в Китай. експерт.