Analiżi tal-iżvilupp u l-istatus quo tat-teknoloġija avvanzata tal-ipproċessar ottiku

Issa mhux diffiċli li ssib li kważi s-sistemi ta 'armi militari kollha huma mgħammra b'diversi apparati ta' sensuri fotoelettriċi, u f'dawn l-apparati ta 'sensuri fotoelettriċi, jintużaw ftit jew wisq diversi stili ta' komponenti ottiċi. Mill-materjali ta ’rapport ta’ stħarriġ magħmul mill-Armata ta ’l-Istati Uniti, nafu li mill-1980 sa l-1990, il-lejżer militari ta’ l-Istati Uniti u l-prodotti ta ’l-immaġni termika infra-aħmar kienu jeħtieġu 1,147,700 biċċa ta’ partijiet ottiċi varji, li minnhom 635,900 biċċa ta ’partijiet ottiċi sferiċi ma ntużawx. Hemm 234,600 partijiet sferiċi ottiċi, 181,000 partijiet ottiċi ċatti, u 96,200 mirja tal-iskannjar poliedriċi. Ħu t-tank M1 bħala eżempju. Juża madwar 90 lenti, 30 priżma, u diversi mirja, twieqi u komponenti tal-lejżer. Eżempju ieħor huwa nuċċalijiet żgħar ta 'viżjoni bil-lejl pilota AN / AVS-6 li juża 9 partijiet ottiċi asferiċi u 2 partijiet ottiċi sferiċi.

Mis-snin sebgħin, it-teknoloġija ottika militari rrappreżentata minn immaġni termali infra-aħmar u lasers b'enerġija għolja żviluppat malajr. Is-sistemi ottiċi militari jirrikjedu mhux biss kwalità ta 'immaġni tajba, iżda wkoll daqs żgħir, piż ħafif, u struttura sempliċi. Dan huwa test sever għall-industrija tal-ipproċessar ottiku. Sabiex tlaħħaq mal-iżvilupp taż-żminijiet u tiddisinja u tipproduċi sistemi ta ’immaġni ottiċi ta’ kwalità għolja, l-industrija tal-ipproċessar ta ’partijiet ottiċi wettqet rivoluzzjoni teknoloġika fuq skala kbira u attivitajiet ta’ innovazzjoni fis-sebgħinijiet, u rriċerkat u żviluppat ħafna ipproċessar ta ’partijiet ottiċi ġodda. metodi, bħal uċuħ asferiċi. Metodu ta 'proċessar ta' partijiet ottiċi. Fl-aħħar 10 snin, teknoloġija ġdida għall-ipproċessar ta 'partijiet ottiċi ġiet promossa u popolarizzata aktar. Fil-preżent, it-teknoloġiji tal-ipproċessar tal-partijiet ottiċi użati komunement barra l-pajjiż jinkludu prinċipalment:

Kontroll numeriku tal-kompjuter bit-teknoloġija tat-tidwir tad-djamanti b'punt wieħed, teknoloġija tal-iffurmar tal-lenti tal-ħġieġ ottiku, teknoloġija tal-iffurmar tal-plastik ottiku, teknoloġija tat-tħin u lustrar tal-kontroll numeriku tal-kompjuter, teknoloġija ta 'replikazzjoni tar-reżina epossidika, teknoloġija tal-elettroformazzjoni ... u teknoloġija tradizzjonali tat-tħin u l-illustrar.

2. Teknoloġija tat-tidwir tad-djamanti b'punt wieħed ta 'kontroll numeriku tal-kompjuter

Kontroll numeriku tal-kompjuter bit-teknoloġija tat-tidwir tad-djamanti b'punt wieħed huwa teknoloġija ta 'l-ipproċessar ta' parti ottika asferika li ġiet żviluppata għall-ewwel darba mill-Istitut Nazzjonali tar-Riċerka tad-Difiża ta 'l-Istati Uniti fis-sittinijiet u promossa u applikata fis-snin tmenin. Juża għodda naturali ta 'djamant b'kristall wieħed fuq tornijiet CNC ta' preċiżjoni għolja. Taħt il-kontroll preċiż tal-għodda tal-magni u l-ambjent tal-ipproċessar, juża direttament għodod tad-djamanti biex iduru b'punt wieħed biex jipproċessaw partijiet ottiċi asferiċi li jissodisfaw ir-rekwiżiti tal-kwalità ottika. Din it-teknoloġija tintuża prinċipalment biex tipproċessa kristalli infra-aħmar żgħar u ta 'daqs medju u partijiet ottiċi ta' materjali tal-metall. Il-karatteristiċi tiegħu huma effiċjenza għolja fil-produzzjoni, preċiżjoni għolja fl-ipproċessar, ripetibbiltà tajba, adattata għall-produzzjoni tal-massa, u l-ispejjeż tal-ipproċessar huma sinifikament aktar baxxi mit-teknoloġiji tal-ipproċessar tradizzjonali. Partijiet ottiċi b'dijametru ta 'inqas minn 120mm ipproċessati minn din it-teknoloġija tat-tidwir tad-djamanti għandhom preċiżjoni tal-wiċċ ta' 1/2 / 1l, u l-valur kwadru medju tal-għerq tal-ħruxija tal-wiċċ huwa 0.02 ± 0.06mm.

Fil-preżent, il-materjali li jistgħu jiġu pproċessati bit-teknoloġija tat-tidwir tad-djamanti huma: metalli mhux tal-ħadid, ġermanju, plastiks, kristalli ottiċi infra-aħmar (tellurur tal-kadmju tal-merkurju, antimonidu tal-kadmju, polisilikon, sulfid taż-żingu, selenidu taż-żingu, klorur tas-sodju, klorur tal-potassju, klorur Strontium, fluworidu tal-manjesju, fluworidu tal-kalċju, nijobat tal-litju, kristall KDK) nikil mingħajr elettrolju, ram tal-berillju, ħġieġ kalkoġenidu bbażat fuq il-ġermanju, eċċ. Il-materjali msemmija hawn fuq jistgħu jissodisfaw direttament ir-rekwiżiti tal-kwalità tal-wiċċ ottiku. Din it-teknoloġija tista 'wkoll tipproċessa ħġieġ, titanju, tungstenu u materjali oħra, iżda fil-preżent ma tistax tissodisfa direttament ir-rekwiżiti tal-kwalità tal-wiċċ ottiku u teħtieġ aktar tħin u illustrar.

Minbarra li jipproċessa direttament partijiet ottiċi sferiċi u asferiċi, it-teknoloġija tat-tidwir tad-djamanti b'punt wieħed ta 'kontroll numeriku tal-kompjuter tista' tintuża wkoll biex tipproċessa diversi partijiet ottiċi li jiffurmaw forom u korpi ta 'partijiet ottiċi, bħall-ipproċessar ta' forom tal-iffurmar tal-ħġieġ, forom tal-ikkupjar, u plastiks ottiċi. Moffa għall-iffurmar ta 'injezzjoni u korp tal-magna għall-ipproċessar u r-replikazzjoni ta' partijiet ottiċi epossi, eċċ. Din it-teknoloġija hija kkombinata ma 'teknoloġija tal-illustrar tar-raġġ tal-joni biex tipproċessa partijiet ottiċi asferiċi ta' preċiżjoni għolja; flimkien ma 'proċess ta' kisi tal-karbonju iebes u teknoloġija ta 'replikazzjoni ta' reżina epoxy, jista 'jipproduċi mirja u lentijiet asferiċi ta' preċiżjoni relattivament irħisa. Jekk l-aċċessorji tat-tħin jiżdiedu mat-torn tad-djamanti jew jintużaw għodod taċ-ċeramika, huma installati attrezzaturi ta 'preċiżjoni, u t-tqattigħ tad-djamanti jsir f'temperatura baxxa ta' -100 ° C, il-firxa ta 'applikazzjoni ta' din it-teknoloġija se titwessa 'aktar. Fil-preżent, iċ-Ċentru Ottiku tal-Università ta 'Arizona uża din it-teknoloġija biex tissostitwixxi t-teknoloġija tradizzjonali tal-ipproċessar manwali, iżda meta tipproċessa partijiet ottiċi tal-ħġieġ, ma tistax tkun mitħuna direttament f'mera ottika li tissodisfa r-rekwiżiti tal-kwalità, u l-illustrar flessibbli għadu meħtieġ.

L-effetti tekniċi u ekonomiċi tat-tidwir tad-djamanti b'punt wieħed ta 'partijiet ottiċi huma ovvji ħafna. Pereżempju, meta tipproċessa mera parabolika ta ’90 ° barra mill-assi b’dijametru ta’ 100mm, jekk jintuża l-proċess tradizzjonali tat-tħin u l-illustrar, l-eżattezza tal-wiċċ tista ’tilħaq sa 3mm (5l), u l-ħin tal-ipproċessar jieħu 12 ta’ Kull Xahar, l-ispiża tal-ipproċessar ta 'kull mera parabolika hija ta' 50,000 dollaru Amerikan.

Bl-użu tal-metodu tat-tidwir tad-djamanti, jista 'jitlesta fi 3 ġimgħat, l-ispiża tal-ipproċessar hija biss 4 elf dollaru Amerikan, u l-eżattezza tal-wiċċ tista' tilħaq 0.6μm (1λ). Honeywell ta 'l-Istati Uniti użat din it-teknoloġija biex tipproċessa l-mera ta' skannjar tetraedrika ta 'l-apparat ta' għarfien infrared AN / AAD-5. Id-daqs ta 'kull naħa tal-mera li ddur huwa 88.9 "203.2mm, il-pjanura ta' kull naħa hija meħtieġa li tkun 1/2, u l-preċiżjoni angolari hija 90 ° ± 42. Bi torn, 124 mirja li jduru li jiskannjaw ġew ipproċessati fi 15-il xahar, u l-kwalità ssodisfat ir-rekwiżiti tekniċi tad-disinn. Kull mera li ddur tiffranka US $ 2,770 meta mqabbla mal-ipproċessar b'metodi ta 'pproċessar tradizzjonali. Honeywell uża dan il-proċess biex jipproduċi 200 mirja rotatorja tetraedrika, u ffranka total ta 'kważi 900,000 dollaru Amerikan. Barra minn hekk, 100,000 mirja tal-pjan ġew ipproċessati għall-apparat ta 'rikonoxximent infrared AN / AAD-5, u ffrankaw aktar minn 10 miljun dollaru Amerikan. Matul l-10 snin mill-1980 sal-1990, l-ispiża tal-ipproċessar ta '4 tipi ta' partijiet ottiċi militari, inklużi pjan (50 \'' 50mm), poliedru (dijametru 90mm), wiċċ sferiku (dijametru 100mm), u wiċċ asferiku (dijametru 125mm), kien ibbażat fuq ekonomija konservattiva. Skond ir-riżultati tal-kalkolu, id-Dipartiment tad-Difiża ta 'l-Istati Uniti ffranka total ta' madwar 400 miljun dollaru Amerikan.