主动抛光盘技术 主动抛光盘技术

最小化 最大化

传统的非球面研磨抛光方法所采用的工具直径比镜面尺寸小很多,采用数控小工具抛光时,可按照抛光工具特定的材料磨削能力,规划小工具在镜面上的运动路径,并控制其在镜面特定位置停留时间长短,从而实现预定的材料去除量,达到抛光整个镜面的目的。

由于数控小工具尺度小,用于磨制大口径快焦比的天文镜面时将耗费大量时间。采用口径较大、表面形状智能可变的主动抛光盘则可明显提高大口径非球面的研磨抛光效率。主动抛光盘是一个采用弯矩力促动器的薄板主动变形机构,其表面粘贴有研磨抛光材料,抛光盘有效直径尺寸一般可以做到被加工镜子的三分之一。与常规用来磨制非球面镜的小工具相比,主动抛光盘作用面积大很多,所以可以大大提高非球面镜的磨制效率。抛光过程中,设置在抛光盘上的主动变形机构,可实时地使大口径抛光盘变形成抛光盘所在相应镜面上的局部偏轴非球面,可使非球面的磨制像球面一样。从而避免了高频切带,同时提高了磨镜效率。因此这种技术特别适合于磨制大口径快焦比的天文光学非球面。

南京天光所早在1997年就开展了主动抛光盘技术的研究,为国内首先开展此项技术研究并获得成功的研究机构,曾获2004年江苏省科技进步一等奖和2005年国家科技进步二等奖。早期研究中,利用主动抛光盘技术为国家重大科学工程"大天区面积多目标光纤光谱望远镜"光学镜面的实验室检测设备磨制了一块大口径快焦比抛物面镜。目前,这种技术已经装备到2.5米数控磨镜设备上,见图1。目前,研究室仍继续开展相关研究,以适应更大口径、更快焦比非球面镜的研制。

 

图1