目前,一些承接品種單一,外貿訂單數量大的企業(yè)抵御國際金融危機影響的能力很差。相關企業(yè)急需調整產業(yè)結構,尋求新的多樣生產品種,促使生產轉型,獲得新的生機。面對這種局勢,我國光電信息產業(yè)如何轉危機為機遇?產業(yè)的當務之急是什么?我認為我們應該抓住熱點產業(yè),抓住熱點課題,從難從嚴,重點突破,尋求新產業(yè)的新發(fā)展。
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&s['H 那么,當前我國
光學加工的熱點又有哪些呢?我的看法是四個字:小、大、硬、精。
]eYd8s+ K[uY+!'1 1“小”—微小型光學元件
4YDT%_h0 -J"qrpZ^ 微小型光學元件包括小
透鏡、小型非球面透鏡(玻璃和塑料材質)、微小棱鏡、微小平面鏡及透鏡陣列板、棱鏡陣列板等。
mPs%ZC \[hn]@@ 近年來,光電信息產業(yè)迅速發(fā)展,IT 行業(yè)迅速崛起,數碼相機、投影儀、數碼掃描儀、光通訊光學元件等產品的需求量逐步增加,機型向微型化發(fā)展,形成了龐大的新興產業(yè)———微光學產業(yè)。
Cs:+93w "H>r-cyh 我國光電信息產業(yè)的產品設計及
軟件和國際水平相差不遠,差距較大的是材料、工藝和制造水平,我們應該在這三個方面加大投入進行重點研究。其中,小透鏡的下擺機加工工藝與成像塑料非球面透鏡的注射成型工藝應該是重中之重。
eC6>yD6D ]6{(Hjt 1.1 小透鏡的下擺機加工工藝
nAo8uWG nTys4R 大中球面透鏡通常采用準球心精磨與拋光,即繞近似球心拋光。從動力學上分析,這種技術存在壓力分布不均勻的現象,加工質量穩(wěn)定性差。而小球面的下擺機加工實質是繞精確球心完成精磨與拋光運動的單片加工,加工比壓高,加工速度快而且質量高,穩(wěn)定性好。
P>*Fj4Z~ rH$eB/#F 下擺機的上軸僅向下運動,與下軸和下軸轉軸嚴格交于一點,從而保證了下軸可以精確擺動,精確度達到0.01 mm,并不會隨透鏡表面的磨耗而變化。加工過程中,透鏡的厚度可從百分表中讀取,精確度達到±0.01 mm。利用下擺機精磨并拋光口徑為7 mm 鏡片的一面,用時2 min 左右,加工速度比上擺機快很多。
j?:`-\w5 nW|'l^& 1.2 成像塑料非球面透鏡的注射成型工藝
q.=^iz&m e9CP802#2 我國用于
照明和聚光的塑料非球面注射成型的生產工藝已經比較成熟,也有不少制作模芯的金剛車床,同時對于塑料非球面的需求量也是越來越大,例如數碼相機
鏡頭、數碼掃描鏡頭等都要用到塑料非球面透鏡。然而目前塑料非球面透鏡質量過關的并不多。只要我們認真研究非球面面形的測量手段,例如英國的Formtalysurf 輪廓儀、美國的子孔徑干涉儀和環(huán)帶干涉儀等,這項工藝是可以得到突破的。
%cH8;5U40 WI1T?.Gc 2“大”—大型玻璃平面、大透鏡和大型非球面鏡
U~uwm/h fav5e'[$ 電視液晶屏幕或等離子屏幕、“神光III”、航攝鏡頭、空間相機、光刻鏡頭、大天區(qū)面積多目標
光纖光譜天文望遠鏡(LAMOST)及將來可能制造的20 m 自適應光學天文望遠鏡中都有很多高要求的大玻璃平面和大鏡面。
SU%mmwES3 6OL41g' 針對這些領域,我國有不少單位引進了大型平面、球面和非球面數控機床。例如,南京天文儀器研制中心引進了美國3.2 m 環(huán)拋機;成都精密光學工程中心引進了俄國500 mm 大平面金剛石飛切銑床及多臺三軸、四軸和五軸數控光學研磨機;籌建中的上,F代先進超精密制造中心正在引進一系列400 mm超精加工與檢測光學平面、球面與非球面設備,這些機床都是制造大型光學元件的必要設備。
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rR V I&L.;~ 除此之外,我國還陸續(xù)開展了對大型平面、球面和非球面數控機床的研制工作。例如,南京利生光學機械有限公司研制成功的4 m 主動式精密數控環(huán)拋機是目前我國最大的拋光機;哈工大研制了600 mm晶體超精金剛石飛切平面銑床和600 mm 非球面超精加工機床;航天303 所研制了Nanosys 300 非球面機;諾斯泰格研制了PPS 100 高精度平面光學數控快速拋光機。值得一提的是,國防科技大學的國內首臺500 mm 離子束加工設備的研制工作也取得很大進展,為超精大型光學件的制造提供了條件。我國大型精密光學元件和光學鏡面或光學鏡頭的研制工作主要是在研究所和大專院校中進行。例如,成都精密光學工程中心、長春光機所、成都光電所、上海光機所、信息產業(yè)部電子第45 所、南京天文儀器研制中心、國防科技大學、蘇州大學和浙江大學等。
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