[实用新型]非球面元件表面波纹平滑抛光工具

说明书

技术领域

本实用新型涉及加工制造技术领域，具体而言，涉及一种非球面元件表面波纹平滑抛光工具。

背景技术

先进军事光学系统、大型天文望远镜工程、极紫外光刻机工程、强激光工程等光学系统对光学元件的中频段位相误差、表面粗糙度和亚表面粗糙度等均提出了远远超越古典光学系统的要求，它们对光学元件的精度指标要求基本接近加工的极限。因此，基于计算机控制光学表面成形(Computer Controlled Optical Surfacing，CCOS)原理的各种子口径抛光技术应运而生。

其中，基于CCOS原理的子口径抛光技术与传统的手工抛光工艺相比，其确定性高、面形收敛快，并且对工艺师的技术水平和经验基本没有依赖性。然而，子口径抛光技术在快速去除被加工表面低频面形误差的同时，往往也将误差的空间尺度变得更小，从而造成较多的小尺度位相误差。

经研究发现，任意叠加到激光束中的“波纹”或周期性结构，无论是对光束振幅还是相位的扰动，都将破坏高功率光学系统的性能。特别地，由光学元件制造过程引入的小尺度的相位扰动，在强光非线性效应的影响下将获得很大的增益，经过长的传输距离后，转化为大的强度调制，恶化系统输出的光束质量，严重时甚至会导致光学元件的激光破坏。

目前，研究表明大口径非球面元件加工中抛光工具与元件不吻合是引入中频误差的原因之一，抛光工具的优化设计是能够解决这一问题的有效办法。另外，在保证抛光工具与元件吻合的情况下，调控工具刚度可以获得更好的波纹去除效果。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种非球面元件表面波纹平滑抛光工具，既可与待加工非球面元件的表面相吻合，又可对非球面表面波纹进行去除。

为了达到上述目的，本实用新型较佳实施例提供一种非球面元件表面波纹平滑抛光工具，所述非球面元件表面波纹平滑抛光工具包括转接部件、工具底座、粘弹性柔性介质、柔性介质厚度调节螺钉、橡胶囊以及设置于所述橡胶囊表面的抛光模层；

所述非球面元件表面波纹平滑抛光工具通过所述转接部件连接于抛光机床；所述工具底座可拆卸连接于所述转接部件，所述工具底座为圆环状；所述柔性介质厚度调节螺钉可活动地内嵌于所述工具底座，所述橡胶囊盖合于所述工具底座，使所述工具底座、柔性介质调节螺钉与橡胶囊之间形成密封腔；所述密封腔内填充满所述粘弹性柔性介质。

优选地，在上述非球面元件表面波纹平滑抛光工具中，所述柔性介质厚度调节螺钉的中央设置有内六角孔，所述柔性介质厚度调节螺钉的外沿设置有第一外螺纹，所述工具底座的内周面设置有与所述第一外螺纹契合的第一内螺纹，使所述柔性介质厚度调节螺钉可相对所述工具底座旋入或旋出，改变所述密封腔的大小；所述密封腔的高度变化范围为0～18mm。

优选地，在上述非球面元件表面波纹平滑抛光工具中，所述工具底座内缘的上端面设置有阶梯状限位件，所述橡胶囊盖合于所述阶梯状限位件。

优选地，在上述非球面元件表面波纹平滑抛光工具中，所述非球面元件表面波纹平滑抛光工具还包括橡胶囊锁紧螺母，所述橡胶囊锁紧螺母套设于所述橡胶囊，并将所述橡胶囊固定于所述工具底座。

优选地，在上述非球面元件表面波纹平滑抛光工具中，所述工具底座的外周面设置第二外螺纹，所述橡胶囊锁紧螺母的内侧壁设置有与所述第二外螺纹相契合的第二内螺纹，所述橡胶囊锁紧螺母套设于所述橡胶囊并与所述工具底座的外周面旋合。

优选地，在上述非球面元件表面波纹平滑抛光工具中，所述橡胶囊锁紧螺母的外沿设置有多个卡槽。

优选地，在上述非球面元件表面波纹平滑抛光工具中，所述转接部件、工具底座、柔性介质厚度调节螺钉及橡胶囊锁紧螺母由铝制作而成，所述转接部件、工具底座及柔性介质厚度调节螺钉经减重处理制成。

优选地，在上述非球面元件表面波纹平滑抛光工具中，所述抛光模层由表面具有特氟龙涂层的成型模具制成，所述成型模具为间隔设置有多个方形孔的圆盘。

优选地，在上述非球面元件表面波纹平滑抛光工具中，所述抛光模层由沥青制成，包括多个矩形凸起。

优选地，在上述非球面元件表面波纹平滑抛光工具中，所述转接部件与所述工具底座通过螺钉连接。