单点金刚石车削技术广泛应用于红外脆性晶体材料光学表面的加工。然而, 受车削参数、材料特性、刀具参数等多因素的影响, 将会导致车削表面质量的不均匀。为了获得更为均匀优质的表面质量, 在分析单点金刚石车削影响因素的基础上, 提出了等距恒速的车削方法。详细介绍了等距恒速车削的原理, 分析了车削参数的确定过程, 得到了等距恒速车削的工件转速和进给速度曲线。最后应用一CVD ZnS 材料进行了车削试验, 获得了该材料车削最佳的线速度, 应用此参数进行车削, 得到了均匀优质的车削表面, 整体表面粗糙度由Ra=6.4 nm降低到了Ra=4.1 nm。

提出了一种基于单1/4波片法的测量方法以实现红外波段光学晶体双折射光程差的精确测量。采用厚度差小于一个周期厚度的两个样品进行比对, 有效克服了单1/4波片法测量厚度的限制。依照此原理研制了测试波长为3.39 μm的晶体双折射测试设备。应用琼斯矩阵理论, 推导了存在主要误差因素时的信号光强解析表达式, 并由此分析了起偏器方位角误差、1/4波片定位精度、样品方位角偏差、检偏器旋转定位精度对测量结果的影响, 综合评价了本测量方法的精度。实验结果表明, 应用研制的设备实测标准1/4波片的双折射光程差误差为0.003 76 μm, 相对误差为0.44%, 满足系统要求。得到的结果表明, 采用基于单1/4波片法的新测量方法能够有效、精确测得红外晶体的双折射光程差。

针对我国红外热像仪、探测仪及惯性约束核聚变工程对红外晶体类光学元件的需求, 开展了单点金刚石精密数控车削加工技术的研究, 分析了单点金刚石精密数控车削加工技术的特点及应用范围、机床整体布局及主体结构型式。介绍了该项技术在国内外的发展现状和趋势, 对该项技术的应用发展前景进行了分析和预测。在消化和引进国外先进制造技术和最新研究成果的基础上, 突破单点金刚石精密数控车削加工的关键制造技术, 解决了我国光学非球面精密数控车削加工技术和设备依赖引进的问题, 实现了单点金刚石精密数控车削加工技术及设备的国产化, 提高了我国红外光学元件的精密加工技术水平和设备制造能力。