[发明专利]一种高精度屋脊棱镜的加工方法

说明书

本发明提供一种高精度屋脊棱镜的加工方法，主要是根据屋脊棱镜的左屋脊面、右屋脊面与后斜面空间中相互垂直的几何关系，将其转换为长方体同一顶点所确定的三个面之间的关系，再设计翻转工装，使屋脊棱镜用一个基准面、一次定位在工装上，再通过把翻转工装的三个基准面分次翻转光胶在光胶垫板上，组成镜盘加工，便可完成对屋脊棱镜角度加工精度的有效控制。本发明的高精度屋脊棱镜的加工方法有效地保证了高精度屋脊棱镜的加工精度，避免了传统方法多次光胶、传递误差大、精度低的缺陷。

技术领域

本发明属于光学器材加工技术领域，具体涉及一种高精度屋脊棱镜的加工方法。

背景技术

如图 1 和图 2 所示，屋脊棱镜是屋脊棱镜的一种，是把直角棱镜的一个直角面加工成一个屋脊面组成的四面体，屋脊棱与另一个直角面仍然保持 90°夹角，当入射光从底面入射时，经直角面和两个屋脊面三次反射后，把物镜所成的倒像变成正像，并使光线方向转折 180°，平行于入射光再从底面出射。由于屋脊棱镜具有上述的定向反射特性，可以倒像和提高测距精度。为了提高屋脊棱镜的倒像质量和提高测距精度，对屋脊棱镜的技术要求很高，即入射光线与出射光线的平行误差要求为θⅠ=θⅡ≥2″，屋脊角误差≥1″；屋脊棱上不许有破点，四个工作面的平面度要求为 N=0.5、ΔN=0.2，其中，角度误差是屋脊棱镜在加工中控制的最大难点。

屋脊棱镜在光学加工中的角度精度控制方法一般有以下两种：方法一，在抛光机上用长方体、60°方体和光胶垫板等工装来组成镜盘，通过控制平行的方法来进行研磨、抛光。这种方法对于屋脊棱镜在加工中的技术要求（屋脊棱角角度≥1″，屋脊棱与3面的90°≥2″，以及第二光学平行差≥2″）均无法精准控制。方法二：用加工立方体的方法，先将毛坯加工成立方体光坯，待检测合格后，再将立方体光坯用精密切割机切割成屋脊棱镜形状，最后再继续加工屋脊棱镜1面。切割中容易造成已合格的工作面产生缺陷，影响零件质量，并且对于第二光学平行差≥2″的精度也无法精准控制。这种两种加工方法均存在光胶次数多，传递误差大的特点，不适合高精度校准棱镜的加工。

发明内容

本发明提供了一种高精度屋脊棱镜的加工方法，用于克服上述问题或者至少部分地解决或缓解上述问题。

为此，本发明提供一种高精度屋脊棱镜的加工方法，所述屋脊棱镜具有相互平行的下表面和上表面，以及相互平行的左侧面和右侧面，所述屋脊棱镜的后端为后斜面，前端为相垂直的左屋脊面和右屋脊面，左屋脊面和右屋脊面之间形成屋脊棱，屋脊棱与后斜面呈 90°角，与下表面呈 45°角，所述高精度屋脊棱镜的加工方法包括以下步骤： S001：制作翻转工装，所述翻转工装是一个玻璃正四方体，该正方体具有底面、顶面、左前侧面、右前侧面、左后侧面、右后侧面和正斜面，左前侧面和右前侧面之间的侧棱线与正斜面呈 45°角；

S002：精磨和抛光屋脊棱镜的下表面；

S003：精磨和抛光屋脊棱镜的左侧面和右侧面；

S004：将屋脊棱镜的下表面光胶在翻转工装的正斜面上，使屋脊棱镜的屋脊棱位于翻转工装的侧棱线的延长线上；

S005：将翻转工装上盘后喷涂保护漆；

S006：将翻转工装的底面光胶至垫板上，精磨和抛光屋脊棱镜的后斜面，控制平行度，至面形检测合格；

S007：将翻转工装的左后侧面光胶至垫板上，精磨和抛光屋脊棱镜的右屋脊面，控制平行度，至面形检测合格；

S008：将翻转工装的右后侧面光胶至垫板上，精磨和抛光屋脊棱镜的左屋脊面，控制平行度，至面形检测合格；

S009：修正屋脊棱镜的左屋脊面和右屋脊面的角度精度，以及屋脊棱与上表面的空间角度精度至合格。