СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ЛИНЗ Российский патент 2006 года по МПК C30B33/00 

Изобретение относится к технологии линз оптических систем для современных оптических и оптоэлектронных приборов, работающих в видимой и ИК-областях спектров, и может быть использовано при получении линз из лейкосапфира и других одноосных кристаллов.

Известен способ получения оптических деталей пресс-ковкой пластин моно- и поликристаллических материалов на основе твердых растворов оксидов магния и алюминия (см. Amer.Ceram.Soc.Bull., 1981, 60, N2, pp.255-256). Указанный способ не позволяет получать вогнуто-выпуклые линзы из оптических кристаллических сред с некубической структурой.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является технология получения линз из Z-срезов кристаллов MgF₂ и Al₂О₃, которые подвергают пластической деформации изгиба. Однако указанный способ не обеспечивает минимализацию двулучепреломления, т.к. не учитывает условия центрирования и ориентировки заготовки оптической детали и готовой линзы (см. патент РФ №1773956, приоритет от 13.02.90, МПК С 30 В 33/00, 29/12, 29/20, опубл. 07.11.92).

Задачей предлагаемого технического решения является получение вогнуто-выпуклых линз с минимальным двулучепреломлением и прозрачных в области 25000-2000 см^-1.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения оптических линз, включающим изготовление выпукло-вогнутых заготовок путем пластической деформации изгиба плоскопараллельных пластин, в отличие от прототипа, пластическую деформацию изгиба осуществляют полусферическим пуансоном или пуансоном в виде сегмента сферы, а при последующих технологических операциях (шлифовке, тонкой шлифовке и полировке) ось симметрии заготовки и оптическая ось линзы должны совпадать между собой.

Существенным отличием заявляемого способа является использование полусферического пуансона или пуансона в виде сегмента сферы при пластической деформации изгиба и совмещении оси симметрии заготовки с оптической оси линзы.

Сущность изобретения заключается в следующем:

Монокристаллы Al₂О₃, т.е. лейкосапфир - кристаллическая среда, обладающая ценными оптическими свойствами и уникальным их сочетанием, является оптически одноосным кристаллом.

В таких кристаллах существует единственное направление, при распространении вдоль которого луч света не разлагается на два - обыкновенный и необыкновенный, характеризующихся показателями преломления n_o и n_e соответственно. Это направление является оптической осью кристалла, а плоскопараллельная пластинка, перпендикулярная этой оси, называется пластинкой Z-среза.

Для получения линзы без двулучепреломления для параллельного пучка света недостаточно пластической деформации изгиба. В данном случае, изгиб пластины обеспечивает строго веерообразное расположение оптических осей, но не минимизирует двулучепреломление из-за возникновения асимметрии при изготовлении линзы. Это ограничивает использование данного уникального материала, обладающего широкой спектральной областью прозрачности и высокими значениями показателя преломления, для изготовления вогнуто-выпуклых линз, используемых в сигнальных оптических системах.

Отмеченный недостаток устраняется тем, что пластическую деформацию изгиба проводят полусферическим пуансоном или пуансоном в виде сегмента сферы, и далее ось симметрии заготовки и оптическая ось линзы должны совпадать между собой. В результате пластической деформации полусферическим пуансоном или сферическим сегментом происходит разворот оптических осей вдоль радиусов полусферы и далее при получении оптического качества поверхностей, совмещая или ориентируя ось симметрии заготовки и оптической оси линзы, получается линза с радиальной направленностью оптических осей в линзе. Луч света, падающий на наружную поверхность линзы, пройдет вдоль радиальных оптических осей без двулучепреломления.

В качестве примера были получены вогнуто-выпуклые линзы из лейкосапфира диаметром 46, 80 и 120 мм. Полученные линзы имели следующие характеристики. Данные сведены в таблицу.

Таблица№Радиус (мм) и форма пуансонаДиаметр линзы (мм)Отклонение (град) оси симметрии заготовки от оптич. оси линзыСила линзыДвулучепреломление115,0 полусфера46,00Положит.Отсутствует215,0 полусфера46,015Положит.Есть3переменный параболоид46,00Положит.Есть432,5 полусфера80,00Положит.Отсутствует532,5 полусфера80,010Положит.Есть6130,0 сегмент сферы80,00Положит.Отсутствует7130,0 сегмент сферы80,020Положит.Есть850,0 полусфера120,00Положит.Отсутствует950,0 полусфера120,05НулеваяЕсть

Как видно из таблицы, при пластической деформации изгиба полусферическим пуансоном или пуансоном в виде сегмента сферы и совмещении оси симметрии заготовки и оптической оси линзы между собой получаем вогнуто-выпуклые линзы без двулучепреломления.

Изобретение относится к технологии линз оптических систем для современных оптических и оптоэлектронных приборов, работающих в видимой и ИК-областях спектров, и может быть использовано при получении линз из лейкосапфира и других одноосных кристаллов. Техническим результатом изобретения является получение выпукло-вогнутых линз с минимальным двулучепреломлением, прозрачных в области 25000-2000 см^-1. Вогнуто-выпуклые заготовки изготавливают путем пластической деформации изгиба плоскопараллельных пластинок из Z-среза кристаллов Al₂O₃, которую проводят полусферическим пуансоном или пуансоном в виде сферического сегмента, а при последующих технологических операциях ось симметрии заготовки ориентируют по оптической оси изготавливаемой линзы. 1 табл.

Способ получения оптических линз, включающий изготовление выпукло-вогнутых заготовок путем пластической деформации изгиба плоскопараллельных пластинок из Z-среза кристаллов Al₂О₃, отличающийся тем, что осуществляют пластическую деформацию изгиба, которую проводят полусферическим пуансоном или пуансоном в виде сферического сегмента и ориентируют ось симметрии заготовки так, чтобы она совпала с оптической осью линзы при последующих технологических операциях.