为什么如此复杂的冷加工是必要的？
更新于10.05
为什么需要如此复杂的冷加工？
1. 因为高质量的光学镜头对要求极为苛刻，主要体现在以下几个方面，这决定了需要多步骤的精密冷加工：
1.1 精确的表面精度：透镜表面的曲率半径必须与设计值紧密匹配，偏差通常要求控制在纳米到微米级别。
1.2 极低的表面粗糙度：表面必须超光滑，因为任何微小的划痕或凹坑都可能导致光散射，从而引起眩光、重影和对比度降低。理想的表面粗糙度应处于纳米级别。
1.3 严格的尺寸公差：中心厚度和外径等参数必须精确控制。
1.4 无次表面损伤：该过程必须避免在表面下留下微裂纹或应力层，这可能会影响机械强度和长期稳定性。
2. 核心流程（经典步骤）
现代光学镜头的冷加工主要涉及以下相互关联的步骤：
1. 切割/铣削
目的：将大型玻璃毛坯切割成接近镜头形状的小块，并进行初步成型。
方法：用于切割的金刚石锯片或用于铣削的金刚石磨轮。这是一个粗加工阶段，材料去除量显著。
结果：一个粗糙、半透明的“空白”，具有大致的形状。
2. 磨削/精密磨削
目的：进一步细化镜头的曲率半径和中心厚度，为抛光做准备。方法：使用更细的金刚石磨料（浆料或磨轮），通常分为粗磨和细磨。
结果：表面被细磨，透光时呈现乳白色，尺寸和形状非常接近最终规格。这个过程形成了一个“次表面损伤层”。
3. 打磨
目的：最关键的一步，旨在去除表面下的损伤层，达到光滑、透明、无瑕疵的光学表面。
方法：传统抛光：使用含有铈氧化物或二氧化硅抛光浆的沥青或聚氨酯抛光垫。这是一个化学机械过程，涉及轻微的机械磨损和化学反应（水合）以产生超光滑的表面。
计算机控制光学抛光（CCOS）：主流的现代高精度技术。小型抛光工具的停留时间和路径由计算机控制，以实现材料去除，修正表面误差至λ/10或更高精度（λ = 632.8 nm）。
4. 居中和边缘
目的：将镜头的光轴（光学中心）与外边缘的机械轴对齐。
方法：镜片安装在一个精确的旋转主轴上，光学中心对准，然后用金刚石轮进行边缘处理。这对于避免镜片组装中的错位至关重要。
5. 涂层
目的：在抛光镜头表面涂覆一个或多个光学薄膜层，提高透过率（抗反射涂层）、反射率（镜面涂层），或实现其他光学功能（过滤、分束等）。
方法：主要使用真空蒸发或离子溅射技术。