為什麼這樣複雜的冷加工是必要的？
最後更新 10.05
為什麼需要如此複雜的冷加工？
1. 因為高品質的光學鏡頭對於要求極為苛刻，主要體現在以下幾個方面，這就要求進行多步精密冷加工：
1.1 精確的表面精度：透鏡表面的曲率半徑必須與設計值緊密匹配，偏差通常要求控制在納米到微米級別。
1.2 極低的表面粗糙度：表面必須超光滑，因為任何微小的刮痕或凹坑都可能導致光散射，從而引起眩光、重影和對比度降低。理想的表面粗糙度應在納米級別。
1.3 嚴格的尺寸公差：中心厚度和外徑等參數必須精確控制。
1.4 無次表面損傷：該過程必須避免在表面下留下微裂紋或應力層，這可能會影響機械強度和長期穩定性。
2. 核心流程 (经典步骤)
現代光學鏡頭的冷加工主要涉及以下相互關聯的步驟：
1. 切割/銑削
目的：將大型玻璃毛坯切割成較小的近似鏡頭形狀的片段並進行初步成型。
方法：金剛石鋸片用於切割或金剛石磨輪用於銑削。這是一個粗加工階段，材料去除量顯著。
結果：一個粗糙、半透明的「空白」，具有大致的形狀。
2. 磨削/精密磨削
目的：進一步細化鏡頭的曲率半徑和中心厚度，並為拋光做準備。方法：使用更細的鑽石磨料（漿料或磨輪），通常分為粗磨和細磨。
結果：表面變得細緻磨碎，當光線穿過時呈現乳白色，尺寸和形狀非常接近最終規格。這個過程產生了一個「次表面損傷層」。
3. 打磨
目的：最關鍵的步驟，旨在去除表面下的損傷層，實現光滑、透明、無瑕疵的光學表面。
方法：傳統拋光：使用含有氧化鈰或二氧化矽的拋光漿料的瀝青或聚氨酯拋光墊。這是一個化學機械過程，涉及輕微的機械磨損和化學反應（水合）以產生超光滑的表面。
計算機控制光學表面加工 (CCOS)：主流的現代高精度技術。小型拋光工具的停留時間和路徑由計算機控制，以針對材料去除，將表面誤差修正至 λ/10 或更高精度 (λ = 632.8 nm)。
4. 中心化與邊緣化
目的：將鏡頭的光學軸（光學中心）與外邊緣的機械軸對齊。
方法：鏡片安裝在精確的旋轉主軸上，光學中心對準，然後用鑽石輪進行邊緣處理。這對於避免鏡片組裝中的錯位至關重要。
5. 塗層
目的：在拋光鏡片表面應用一層或多層光學薄膜，增強透過率（抗反射塗層）、反射率（鏡面塗層），或實現其他光學功能（過濾、分束等）。
方法：主要使用真空蒸发或离子溅射技术。