Меню
Публикации
2024
2023
2022
2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
Главный редактор
НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор
Партнеры
doi: 10.17586/2226-1494-2020-20-6-773-779
УДК 681.7.023.7
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАВЕДЕННЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ФОРМООБРАЗОВАНИИ СФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПОДЛОЖЕК ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ ЗЕРКАЛ
Читать статью полностью
Язык статьи - русский
Ссылка для цитирования:
Аннотация
Ссылка для цитирования:
Лобанов П.Ю., Мануйлович И.С., Сидорюк О.Е., Семенов В.Г. Использование наведенных механических напряжений при формообразовании сферических поверхностей подложек интерференционных зеркал // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2020. Т. 20. № 6. С. 773-779. doi: 10.17586/2226-1494-2020-20-6-773-779
Аннотация
Предмет исследования. Предложена методика формообразования поверхностей полированных подложек для интерференционных зеркал газовых лазеров, в частности, датчиков лазерных гироскопов. Основное внимание уделено изготовлению деталей из оптического ситалла марки СО-115М с заданной кривизной центральной области и плоской поверхностью периферийного кольца, предназначенной для установки на моноблочный корпус лазерного резонатора посредством оптического контакта. Метод. Требуемый результат формообразования достигался посредством шлифовки и полировки изделий в присутствии дозированных локальных механических напряжений, прикладываемых к мембране в центральной зоне подложки. При этом параметры профиля кон- тролировались с применением методик интерферометрии управляемого фазового сдвига. Экспериментальные результаты сопоставлялись с данными математического моделирования с использованием инженерной программы конечно-элементного анализа. Основные результаты. Установлены характерные зависимости радиусов кривизны сферических поверхностей, получаемых в рассматриваемой технологии, при различных значениях механических нагрузок и геометрических параметров мембран. Особое внимание уделено рассмотрению величин максимального напряжения в образцах и их сопоставлению с предельными прочностными характеристиками материала. Показано, что рассмотренный технологический подход может оказаться эффективным при изготовлении подложек с параметрами, характерными для интерференционных зеркал резонаторов газовых лазеров, в том числе датчиков лазерных гироскопов. Кроме того, описанная технология может использоваться при изготовлении асферических поверхностей подложек. Практическая значимость. Рассмотренный в работе метод позволяет повысить производительность обработки оптических деталей в условиях массового производства.
Ключевые слова: полировка, сферическая поверхность, механические напряжения, ситалл, лазерная фазосдвигающая интерферометрия
Список литературы
Список литературы
1. Каширин В.И. Основы формообразования оптических поверхностей: курс лекций. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ – УПИ, 2006. 254 с.
2. Jacobs S.D. International innovations in optical finishing // Proceedings of SPIE. 2004. V. 5523. P. 264–272. doi: 10.1117/12.557274
3. Худолей А., Городкин Г., Глеб Л., Александронец А., Высокоточная обработка поверхностей материалов магнитореологическими жидкостями // Наука и инновации. 2015. № 6(148). С. 20–23.
4. Sugawara J., Maloney Ch. Manufacturing aspheric mirrors made of zero thermal expansion cordierite ceramics using magnetorheological finishing (MRF) // Proceedings of SPIE. 2016. V. 9912. P. 99120L. doi: 10.1117/12.2231165
5. Peng X., Yang C., Hu H., Dai Y. Measurement and algorithm for localization of aspheric lens in magnetorheological finishing // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2017. V. 88. N 9-12. P. 2889–2897. doi: 10.1007/s00170-016-9001-x
6. Черезова Л.А. Ионно-лучевые методы в оптической технологии: учебное пособие. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2007. 151 с.
7. Cherezova L.A., Mikhaǐlov A.V., Zhevlakov A.P. Shaping the surface of multiphase optical materials by ion etching // Journal of Optical Technology. 2006. V. 73. N 11. P. 812–814. doi: 10.1364/JOT.73.000812
8. Lee Ch.-Ch., Wan D.-Sh., Jaing Ch.-Ch., Chu Ch.-W. Making aspherical mirrors by thin-film deposition // Applied Optics. 1993. V. 32. N 28. P. 5535–5540. doi: 10.1364/AO.32.005535
9. Потелов В.В., Сеник Б.Н. Асферизация высокоточных оптических элементов методом вакуумного напыления // Оптический журнал. 2004. Т. 71. № 12. С. 14–19.
10. Dorofeeva E.V., Lobanov P.Yu., Manuilovich I.S., Meshkov M.N., Sidoryuk O.E. Surface relief forming on optical ceramic articles by laser pyrolysis of organosilicon materials // Glass and Ceramics. 2017. V. 73. N 11–12. P. 400–405. doi: 10.1007/s10717-017-9898-z
11. Lubliner J., Nelson J.E. Stressed mirror polishing. 1: A technique for producing nonaxisymmetric mirrors // Applied Optics. 1980. V. 19. N 14. P. 2332–2340. doi: 10.1364/AO.19.002332
12. Nelson J.E., Gabor G., Hunt L.K., Lubliner J., Mast T.S. Stressed mirror polishing. 2: Fabrication of an off-axis section of a paraboloid // Applied Optics. 1980. V. 19. N 14. P. 2341–2352. doi: 10.1364/AO.19.002341
13. Jedamzik R., Kunisch C., Westerhoff Th. ZERODUR® for stress mirror polishing // Proceedings of SPIE. 2011. V. 8126. P. 812606. doi: 10.1117/12.894421
14. Everhart E. Making corrector plates by schmidt's vacuum method // Applied Optics. 1966. V. 5. N 5. P. 713–715. doi: 10.1364/AO.5.000713
15. Li Ch., Lei B., Han Y. The advancement of the high precision stress polishing // Proceedings of SPIE. 2016. V. 9683. P. 96831F. doi: 10.1117/12.2243234
16. Hugot E., Ferrari M., Hadi K., Vola P., Gimenez J.L., Lemaitre G.R., Rabou P., Dohlen K., Puget P., Beuzit J.L., Hubin N. Active optics: stress polishing of toric mirrors for the VLT SPHERE adaptive optics system // Applied Optics. 2009. V. 48. N 15. P. 2932–2941. doi: 10.1364/AO.48.002932
17. Lemaitre G. New procedure for making Schmidt corrector plates // Applied Optics. 1972. V. 11. N 7. P. 1630–1636. doi: 10.1364/AO.11.001630
18. Азарова В.В., Голяев Ю.Д., Савельев И.И. Зеемановские лазерные гироскопы // Квантовая электроника. 2015. Т. 45. № 2. С. 171–179.
19. Тихменев Н.В., Закурнаев С.А., Озаренко А.В., Быстрицкий В.С., Мягков С.А., Столяров Р.А., Чечетов К.Е., Коршунов С.Е. Влияние методов обработки и очистки поверхности ситалла СО-115М на прочность оптического контакта // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. Т. 16. № 4. С. 613–619. doi: 10.17586/2226-1494-2016-16-4-613-619
20. Schreiber H., Bruning J.H. Phase Shifting Interferometry // Optical Shop Testing / ed. by D. Malacara. John Wiley & Sons, Inc., 2007. P. 547–655.
21. Lee H.-H. Finite Element Simulations with ANSYS Workbench 2019. SDC Publications, 2019. 614 p.
22. Hartmann P., Leys A., Carré A., Kerz F., Westerhoff Th. ZERODUR® - Bending strength data for etched surfaces // Proceedings of SPIE. 2014. V. 9151. P. 91512Q. doi: 10.1117/12.2055801
23. Döhring Th., Thomas A., Jedamzik R., Kohlmann H., Hartmann P. Manufacturing of lightweighted ZERODUR® components at SCHOTT // Proceedings of SPIE. 2007. V. 6666. P. 666602. doi: 10.1117/12.733770
24. Ефремов А.А., Законников П.Н., Быков Б.З. Технология обработки оптических деталей / под ред. М.Н. Семибратова. М.: Машиностроение, 1975. 208 с.
25. Collins S.A. Analysis of optical resonators involving focusing elements // Applied Optics. 1964. V. 3. N 11. P. 1263–1275. doi: 10.1364/AO.3.001263