基于LODTM的大口径太赫兹波束控元件确定性超精密加工

为解决大口径太赫兹波探测系统束控元件加工精度差、效率低的难题,本文提出了一种利用LODTM数控光学加工机床进行SPDT(单点金刚石车削)制备太赫兹波束控元件的方法。该方法属于确定性加工范畴,通过使用单晶金刚石刀具进行超精密切削加工,可直接得到适用于太赫兹波段的高面形精度的反射及透射类元件。针对铝基金属材料进行了加工工艺实验,得到了口径Φ300mm的太赫兹雷达主反射镜;并利用精密坐标测量技术对主反射镜的面形精度进行检测,其检测结果优于设计指标。实验表明,基于LODTM确定性超精密加工得到的太赫兹波束控元件具有面形精度高、表面光洁度好等优点,可实现太赫兹波探测系统的高精度和低成本目标。     

多轴机床几何误差的一般模型

较详细介绍了多轴机床几何误差的一般模型，这个模型把刀具相对工件的误差表达为机床两相连部件之间误差的线性组合．利用这个模型，可对机床的误差进行软件补偿．在不提高成本的情况下，可提高加工精度，实现不使用精密加工设奋的精密加工，该模型可适用于任意结构的机床．     

脉冲星角位置强度关联测量聚焦光学系统

脉冲星导航为未来深空探测与导航提供一种可能途径,采用X射线强度关联方法对脉冲星角位置进行高精度测量,可适应高精度时空基准系统构建的发展需求,从理论上提高导航精度。X射线聚焦光学系统是脉冲星高精度测量与探测设备的核心部件,通过高效率聚焦实现对脉冲星极弱X射线光子流量的增强。首先,针对脉冲星角位置强度关联测量地面试验需求,开展了多层嵌套X射线聚焦光学系统的光学设计与性能分析,获得了设计参数对有效面积和角分辨率的影响关系,确定了反射镜几何参数与反射面材料;其次,确定了聚焦光学系统的总体制造误差标准,对高频误差和中低频误差分别进行了分配;然后,采用电铸镍复制工艺加工了超光滑芯轴与反射镜,测试了芯轴的粗糙度和面形误差,利用北京同步辐射光源测试了反射镜的反射率;最后,搭建了原位精密装调装置,完成了多层嵌套反射镜精密装调,实测角分辨率达到12.16″。经强度关联测量试验验证,聚焦光学系统显著提高了探测器接收的光子个数,满足脉冲星角位置强度关联测量的要求。     

自由曲面光学元件检测方法研究

本文提出了一种通过检测数据重构自由曲面进行面形误差计算的方法。首先,通过轮廓检测设备,采用回转法测量自由曲面光学元件得到测量数据,然后,利用matlab进行重构算法实现,插值计算得到面形误差。最后,通过测量标准球面,将计算结果与激光干涉仪的结果进行对比试验,面形PV值符合,验证了该方法的有效性,为以后进行自由曲面磨抛加工提供了依据。     

Zernike自由曲面加工轨迹规划研究

Zernike自由曲面光学元件加工复杂,采用单点金刚石慢刀伺服车削方法可以实现自由曲面光学元件的高效、高精度制造。本文针对慢刀伺服车削Zernike自由曲面刀具等角度法和等弧长法两种车削轨迹划分方法进行研究,并选择等角度法轨迹划分进行车削工艺实验,获得了口径50mm的Zernike自由曲面光学元件,面形精度PV0.9506μm。     

基于BP神经网络参数整定的快刀伺服控制系统研究

为了实现光学自由曲面的高效精密加工,开发了一种基于音圈电机驱动的快刀伺服机构。为降低面形误差,对快刀伺服控制系统展开了研究。建立快刀伺服和音圈电机的数学模型和分析PMAC控制器和驱动器的控制算法,从而建立了快刀控制系统的仿真模型。为了减小快刀控制系统的跟踪误差,提高控制性能,提出了BP神经网络整定控制参数的方法。并对参数整定后的控制系统进行仿真和实验验证,跟踪误差为2.8μm,有效提高了快刀伺服控制系统的性能,使得满足加工的精度要求。     

复杂曲面铝反射镜磁流变抛光工艺优化

采用超精密车削加工的复杂曲面铝反射镜只能满足红外光学系统的应用需求,若要满足更高需求的应用场合,需要进一步提升反射镜面形精度。磁流变抛光能够进行确定性修形,在复杂曲面加工中具有独特优势,但是复杂曲面连续变化的面形特征,在磁流变抛光时会导致去除函数不稳定,影响误差收敛效率和加工精度。从高精度复杂曲面铝反射镜的应用需求出发,提出了复杂曲面局部区域磁流变抛光去除函数的动态建模方法,给出了驻留时间求解算法,以平均曲率变化最小为原则,设计了抛光路径优化算法,针对该算法计算速度慢的问题,提出了优化策略,并通过试验进行了验证,最终加工的复杂曲面铝反射镜的面形误差为0.216λ PV、0.033λ RMS （λ=632.8 nm）。     

高精密和超精密机床

随着航空航天、精密仪器、光学和激光技术的迅速发展,以及人造卫星姿态控制和遥测器件、光刻和硅片加工设备等各种高精度平面、曲面和复杂形状零件的加工需求日益迫切,超精密加工的应用范围日益扩大。它的特点是可以直接加工出具有纳米级表面光洁度和亚微米级形面精度的表面,借以实现各种优化的、高成像质量的光学系统,并促使光学电子设备的小型化、阵列化和集成化。     

空间X射线反射式聚焦系统的同步辐射表征技术

针对脉冲星观测与计时导航等领域对空间X射线望远镜测试与标定的迫切需求，综述了目前国内外基于同步辐射和X射线自由电子激光光源发展的多种高精度的反射式聚焦系统的面形检测、系统标定和反射率计量测量技术。着重介绍了细光束、哈特曼波前传感器、光栅干涉、近场散斑等面形测试方法在不同尺度和面形的反射镜在线测量中的应用，阐明了其在工程应用中的优劣。介绍了同步辐射装置在空间X射线望远镜的在线成像和校准以及反射率计量上已开展的卓有成效工作。期望通过相关综述介绍，可以推广空间X射线望远镜反射元件广泛利用同步辐射等大科学装置进行性能表征实验，以此促进相关领域的进一步发展。国内同步辐射大科学装置的建立和蓬勃发展为大尺度空间X射线望远镜的在线检测、校准和光学性能表征提供了重要支撑。     

超精密车床加工精度在线测量技术研究

基于研制的亚微米超精密数控车床（已通过国家鉴定）,通过误差补偿技术提高其在线测量精度．为实现该车床加工测量一体化打下基础,实验结果证明在线测量精度是令人满意的．     

超精密光学抛光研究的进展及其发展趋势

综述了对精密光学抛光影响精度和质量的因素，对重要因素目前的研究进展进行了分析；介绍了新型超精密光学抛光技术及其达到的水平；还提出了精密先学抛光的发展趋势．     

美国的几种微电子工艺设备

美国的几种微电子工艺设备①ＯＡＩ公司的Ｊ５０００型高分辨率掩膜对准曝光系统．该设各可以应用的主要场合如下：砷化镓场效应器件，薄膜混合集成电路，微波混合集成电路，声表面波器件，薄膜磁头器件，多层布线厚膜电路及高密度组装印制板．其光刻分辨率为０．５μｍ。...     

膜层厚度连续重复最佳化的光学薄膜制备

由于各种原因,在制作光学多层膜系时,各层的厚度都偏离理想数值,结果常常造成滤波器性能不佳。本文介绍以监控单色透射率为基础,在一定程度上补偿这些误差的无吸收多层膜镀制方法。在各层膜沉积之后,计算机程序给出实际监控数据,根据这些数据推导出膜层的厚度。之后,通过其余层的厚度变化,计算程序可使系统性能最佳化。我们对在玻璃上制作的七层中性分光镜进行了数字和试验研究。本文提供在玻璃上镀 AR 层的理     

进动气囊抛光技术研究

为实现高精度的光学玻璃零件的加工,本文对进动气囊抛光关键技术进行了详细研究.首先介绍了进动气囊抛光设备及原理,通过对Preston方程的分析及工艺参数实验确定了抛光去除函数,并对驻留时间算法进行优化求解,通过MATLAB仿真验证残余误差在0.1 μm以内,最后对平面和球面玻璃进行了抛光实验,获得了面形PV值为0.18μm的球面表面,验证了驻留时间算法的合理性,满足光学玻璃元件精密加工的基本要求,为后续进行自由曲面的抛光提供了理论基础.     

控制加工面基准以普通车床实现超精密加工

控制加工面基准以普通车床实现超精密加工据报道，东京都立科学技术大学河野嗣男教授等人，基于刀具和工件的相对位置的关系，开发出“控制加工面基准加工法”，用普通车床实现了与超精密车床同样效果的高精度加工．切削加工是从刀具与工件一接触就开始进行的，而决定加工...     

大型星载薄膜天线高精度制造技术研究

针对大型薄膜天线多层阵面平面度和层间形位精度实现难问题,提出了面向工程应用的大型薄膜天线阵面制造工艺方案,确定了工艺实施流程。采取规格化膜条拼接方式制备大尺寸膜面,有利于保证膜条加工质量和适应性;研发出专用的自动化拼接和裁切设备,确保了大面积膜面的平面加工精度;采取弹性隔件组装和小隔件一体化复合两种手段分别实现了大间距和小间距膜层间的形位精度。最后研制出5 m×20 m薄膜天线样机,验证了制造技术的工程适用性。     

第二届欧洲精密工程和纳米技术国际会议

第二届欧洲精密工程和纳米技术国际会议于2001年 5月在意大利都灵市召开，这次会议受到了国际生产工程学会和欧洲共同体的支持，共有24个国家和地区三百多名代表出席了会议，共发表论文225篇。在这次会议上，我国清华大学王先逵教授、国防科技大学李圣怡教授和戴一帆老师等出席，共发表 7篇文章，分别是： 　　用原子力显微镜进行单点微切削研究 ;超精密加工的精度影响因素分析和误差来源识别 ;超精密切削机床横滑板的复合振动控制 ;金刚石刀具微振动对被加工表面粗糙度的分子动态仿真研究 ;中心定向工件在精密和超精密加工时的几何定位算法…     

航空超精实验室广开合作项目

三O三所超精密加工技术国防科技重点实验生运行一年半来，广泛开展预先与合作项目研究，取得丰硕成果．根据国防科工委对‘八五’已建成的国防科技重点实验室IW7年的工作安排，扭精实验室将在今年9月运行满两年时接受中期评估．超出密加工技术自0年代发展至今．已有40年的历史．这一技术的实质就是实现现有普通精密加工手段达不到的高精度要求，在产品上加工出亚微米乃至毫微米级的尺寸精度．越精密加工在高技术领域和军用工业及民用工业中具有广泛的应用前景．三O三所超构密加工技术重点实验室运行一年半来开展了大量研究，承担的预研项…     

光纤表面粗糙度测量中探头的精密定位

介绍了光纤表面粗糙度测量原理及探头定位的实验装置．叙述了如何采用单片机控制步进电机带动探头运动来确定最佳定位距离，从而实现精密自动定位．该装置的使用不仅使光纤测量仪的输出只反映已加工表面的变化，提高测量精度，而且大大提高了测量效率，缩短了测量时间．     

Inspex 99英国测量测试设备展回顾①

作为英国最大的质量控制、测试及检测设备工业展览会──Inspex99吸引了横跨24部门的18000多个主要购买单位和专业厂商。此次展览会展出了来自约150个生产厂家的新型设备，其中最为引人注目的是一些供生产加工车间使用的新型超精密坐标测量机。英国Johansson公司生产的Dinmant系列坐标测量机在此次展览会上首次与世人见面。Diamant系列坐标测量机的空间测量精度从1．5＋1．5L／μmm米开始有3个精度等级，其横向移动速度则从30m／min到55m/min。通过对其性能的动态监测，这种坐标测量机在其整个使用寿命期内都处于校正状态。据悉．Johanss…