在畫(huà)法幾何原理中[1鮑平動(dòng)畫(huà)，2006]，點(diǎn)可以構(gòu)成線，線可以構(gòu)成面，面可以構(gòu)成體。如果按照這個(gè)點(diǎn)線面體的構(gòu)成原理，把所有的幾何要素用圖1表示的動(dòng)畫(huà)構(gòu)成體，就需要處理好點(diǎn)或稱(chēng)為顆粒的大小、幾何形狀(如分子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造圖中的點(diǎn)為球、長(zhǎng)方體、正方體或其它形狀)和晶粒在激光等離子體形成的連接狀況。假設(shè)忽略點(diǎn)的尺寸、形狀和結(jié)合度，可以按照機(jī)械制圖原理[2清華大學(xué)，2002]，用激光快速點(diǎn)成形技術(shù)將具有配合性質(zhì)的幾何形體，包括曲面，按照快速成形工藝一次加工成形。 >k)}R|tJ  
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快速點(diǎn)成形包含快速點(diǎn)制造，最關(guān)心的是，到底點(diǎn)或顆粒在成形時(shí)的通常尺寸、形狀和相互之間的結(jié)合度。這還涉及到點(diǎn)的粒度大小與激光掃描的速度關(guān)系，也就是快速點(diǎn)制造的生產(chǎn)率問(wèn)題，它有些類(lèi)似層快速制造的點(diǎn)快速制造，可以通過(guò)改變激光的種類(lèi)和脈沖頻率與被加工材料的工藝參數(shù)選優(yōu)來(lái)保證。據(jù)有關(guān)資料顯示[3鄭連營(yíng)，趙劍霞，2006;4鄭琿，1998;5林于一，2002;6付卓勇，2000]，生產(chǎn)納米粉末在現(xiàn)有的技術(shù)中是可行的。皮秒激光器已經(jīng)商品化，三維掃描器在承載能力方面有欠缺，但是廈門(mén)大學(xué)正在試制較大承載能力的納米級(jí)精度的直線掃描器[7鄭煒，8葛文勛]，它可以滿足眼鏡片的凸凹模的快速點(diǎn)成形。 KAVe~j"  
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解決了激光等離子體和固體表面上的氣體相互作用，沉積在固體表面的粒子的尺寸、幾何形狀、粒子間的連接情況、三維掃描器、皮秒激光器、沉積情況的光譜測(cè)量、凸凹模的三坐標(biāo)光電測(cè)量和樹(shù)脂鏡片的澆注成形精度模型，是亟待深入研究的內(nèi)容。 ca%s$' d  
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1 激光等離子體汽相化學(xué)沉積(LPVCD)的原理 Y3KKskhLx  
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利用光子的能量躍遷原理，使用毫瓦級(jí)的激光器可以使氣——固表面的物質(zhì)發(fā)生激光光化學(xué)反應(yīng)，采用光化學(xué)計(jì)量學(xué)設(shè)計(jì)激光等離子體(光子)的汽相化學(xué)沉積反應(yīng)的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)LPVCD[5鄭煒，林于一，2002年]。如果把快速成形技術(shù)應(yīng)用在納米級(jí)加工中，可以是由大到小的加工(Top-Down)，也可以是由小到大(Bottom-Up)的沉積加工。由大到小的加工和普通的機(jī)械加工是基本一樣的，就是把大尺寸的工件逐步去除多余部分，最后得到設(shè)計(jì)要求的零件或部件，因?yàn)榭焖俪尚渭庸た梢约庸こＲ?guī)的和部分特種加工不能加工的零件，所以說(shuō)由大到小的加工和機(jī)械加工基本相同。同理，由小到大的沉積加工和快速成形也是基本相同，注意不是全部相同。 p_pI=_:  
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快速成形與快速模具制造[4鄭煒，鄭琿，1998]可以將上述的原理結(jié)合起來(lái)，根據(jù)初步估算粒度在10納米以?xún)?nèi)，根據(jù)眼鏡片的屈光度計(jì)算，求出制造眼鏡片的模具在精確計(jì)算凸凹模的曲率后，可以用納米級(jí)精度直線電動(dòng)機(jī)[7廈門(mén)大學(xué)，鄭煒，1999]，控制放有模坯的工作臺(tái)的進(jìn)給，并采用CCD平衡法和激光干涉法雙控沉積顆粒在1.22e-12~2.33e-12微克[9周軍現(xiàn)，2006]，滿足鏡片模具工作表面的粗糙度要求，達(dá)到光滑的鏡面即可。要使用皮秒激光器[10中國(guó)科協(xié)，2007]，已經(jīng)可以做到國(guó)產(chǎn)化，而且成本不高�；旌蠚怏w的溶度采用單色儀光譜測(cè)量和控制[11香港，2003]，激光激發(fā)的混合氣體光子形成的低溫等離子體，采用光子沉積在基片上，與光刻正好相反，沉積溫度最高50℃，是目前芯片加工的最低溫度。 JR>#PJ,N-  
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激光光化學(xué)反應(yīng)中的等離子體光子沉積是LPVCD的核心，只要激光加工的三維掃描器位移精度和沉積效率能夠滿足加工要求;經(jīng)過(guò)掃描路徑的自適應(yīng)規(guī)劃，沉積的欠沉和過(guò)沉可以控制在允許范圍之內(nèi)[12劉偉軍，2006];小型的零件，例如眼鏡片的凸凹模制作，就可以用快速點(diǎn)成形技術(shù)生產(chǎn)，以適應(yīng)眼鏡片加工的多樣性和客戶要求的快速性。在進(jìn)行眼鏡片的凸凹模加工之前，需要進(jìn)行眼鏡片屈光度和凸凹模曲面的精度計(jì)算，眼鏡片和凸凹模曲面匹配，使得眼鏡片滿足使用要求。 -T3 z@k  
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2 眼鏡片屈光度和凸凹模曲面鏡面精度計(jì)算 COvcR.*0F  
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大學(xué)物理講解眼球的屈光度與眼鏡片曲面的關(guān)系[13陳昌勝，2001]，可以通過(guò)幾何光學(xué)的原理來(lái)計(jì)算眼鏡片屈光度和凸凹模曲面的關(guān)系，并考慮模具坯料的收縮率大小，可以參考塑料模具的收縮率計(jì)算，這些是設(shè)計(jì)必須考慮的因素，還包括工藝參數(shù)。根據(jù)初步計(jì)算[14鄭煒，王爾祺，宋德慧，2002][8鄭煒，鄭琿，王爾祺，宋德慧，廖銳，葛文勛，2004]，用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球面和非球面比較幾何擬合精度，并進(jìn)行插補(bǔ)位移精度計(jì)算，幾何擬合精度和插補(bǔ)精度可以達(dá)到10納米以下。還可以用Pro/E軟件來(lái)計(jì)算復(fù)雜曲面幾何擬合精度。下面簡(jiǎn)要說(shuō)明凸凹模曲面的曲率計(jì)算，以便進(jìn)行快速點(diǎn)成形加工。 xXkP(^ Y  
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單透鏡的厚度為d，曲率半徑為r，物方的折射率和物距分別為n，l;像方的折射率和像距分別為n’, l’,可以分為兩種情況來(lái)分析[1陳安健，2006]： +ExXhT  
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(1) d=0，對(duì)于像方焦距f’影響很小，便于光路計(jì)算 {/d<Jm:  
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(2) d≠0，作為考慮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求、外形尺寸計(jì)算和像差校正參數(shù)。 {8`V5:  
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以第一種情況為例，如圖2所示折射面的高斯成像圖，已知折射面的高斯成像公式： 6%?bl{pN
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單透鏡的兩面推導(dǎo)出下面公式： mNhVLB