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精密玻璃成型和精密模壓光學

中科院半導體所 ? 來源:芯科技LightSense ? 2024-12-20 10:24 ? 次閱讀
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本文主要介紹精密玻璃成型和精密模壓光學。

高端手機的鏡頭除了有塑料鏡片外,也加入玻璃鏡片。手機用的玻璃鏡片和和塑料鏡片一樣,都是用模具制造的。(機械研磨拋光的方式無論是效率還是成本都滿足不了手機鏡片需求。)

Precision glass molding精密玻璃成型(PGM)是一種工藝,通過將玻璃成型為成型工具并創建成品透鏡,無需任何額外步驟,即可從玻璃生產高精度光學元件(無需研磨和拋光、金剛石車削工藝或MRF精加工)。該工藝也被稱為超精密玻璃壓制。

與機械透鏡生產(研磨和拋光)相比,其主要優點是可以經濟高效地生產復雜的透鏡幾何形狀,如非球面(在幾分鐘內而不是幾小時內)。

圖1 玻璃成型的基本步驟。

圖1顯示了基本的玻璃成型步驟:

1.將玻璃“料滴”裝入成型工具。

2.用氮氣(N2)填充工作區域,以去除其中的氧氣。

3.用紅外燈和吸塵器加熱模具、模具和“料滴”玻璃(此時,上模和玻璃之間沒有接觸)。

4.達到合適的溫度(玻璃的轉變/軟化點)后,控制移動按壓玻璃:上模向下或下模向上。

5.通過力控制過程實現元件的最終厚度。

6.冷卻玻璃并向環境中充入氮氣。

7.冷卻后,將透鏡從模具中取出。

圖2 玻璃成型中的其他必要步驟。

圖2顯示了該過程的其他必要步驟:設計和定義成型元件的規格、模具設計和制造、控制過程、必要時的補償,當然還有最終元件的檢查。

該過程在專門的成型機上執行,該成型機在過程中精確控制溫度、行程和力。成型過程中使用的工具必須能夠承受高溫和高壓(適合加工成精確的表面輪廓),并且需要能夠抵抗與玻璃的化學相互作用。每生產一定數量后,模具本身需要檢查和維修

參考文獻

Optics Inspections and Tests A Guide for Optics Inspectors and Designers (Michael Hausner)

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原文標題:精密玻璃成型和精密模壓光學

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