为了减小玻璃模压工艺中硫系玻璃衍射光学元件的面形误差，对衍射结构的填充效果和衍射光学元件的应力进行研究。建立了局部衍射结构有限元仿真分析模型，分析了模压温度、模压速度、摩擦系数等因素对衍射结构填充效果和应力的影响，并在仿真结果的指导下进行实验研究，实验结果表明衍射结构的填充效果和应力对面形均有影响，衍射结构填充得越充分、应力越小，成型透镜的面形精度越高，最终得到的成型透镜面形误差为0.3053 μm，表面粗糙度R_a为2.95 nm。

为实现小口径双非球面硫系玻璃镜片的精密模压成型制造, 通过正交模压成型实验, 研究了相关工艺参数对成型镜片质量的影响规律。首先, 介绍了模压成型过程和用于实验的PFLF7-60A型多工位模压成型机床, 并根据非球面曲线公式设计了目标镜片。然后, 选定了一种环保型硫系玻璃IRG205, 通过VFT方程拟合了玻璃粘度与温度之间的关系, 确定了模压温度, 并对各工位实验参数进行了设置。最后, 利用无镀膜模具及球形预形体进行了正交模压成型实验, 分析了实验条件下模压温度、加压载荷及保持压力等成型工艺参数对镜片成型质量(形状精度PV、表面粗糙度Ra及轮廓偏移量)的影响规律, 并获得了优化的成型工艺参数。结果显示: 在优化的工艺参数下, 成型镜片ASP1和ASP2的PV值分别为129.2 nm和174.8 nm, Ra值分别为19.6 nm和25.6 nm, 轮廓偏移量分别为0.614 μm和2.682 μm, 基本满足镜片高精度应用的要求, 为小口径双非球面硫系玻璃镜片的高精度批量制造提供了参考和依据。

采用有限元方法模拟了玻璃透镜阵列模压的加压过程。采用5个单元的广义Maxwell模型和Tool-Narayanaswamy转移方程分别描述高温下玻璃的粘弹性特性和热流变特性。重点分析了玻璃透镜阵列不同位置的模具型腔充型率以及模压温度和模压速度对透镜阵列型腔编号为4的充型率的影响。结果表明，靠近模具边缘的型腔充型率比靠近模具中间的低，模压温度越高充型率越大，模压速度越大充型率越大。

综述了目前光学玻璃模压成型技术状况, 介绍了用于模压玻璃材料特点、材料参数的温度相关性及其在模压过程中所表现粘弹性力学特性, 探讨了用于玻璃模压仿真中一些理论模型, 包括力学模型、热传递、结构松弛模型及接触模型, 并对模压仿真技术的应用情况进行了简要归纳与总结, 并对未来发展方向进行了展望。

针对玻璃镜片模压成型过程中无法获得精确的内部残余应力数据，本文提出使用有限元方法分析内应力变化历程及预测残余应力分布。该方法根据高温下玻璃性质近似于粘弹性材料，将五单元广义Maxwell 模型的蠕变响应并入有限元计算。采用高级非线性有限元程序MSC.Marc，分别对圆柱玻璃单轴压缩和非球面透镜模压成型进行了仿真，获得了玻璃镜片成型后的残余应力分布情况。在此基础上，文章重点分析了温度和模压速度对合模后镜片内部残余应力分布的影响。实验结果表明，最大应力出现在镜片的边缘区域；较低的温度和较高的模压速度都会增大最大残余应力值。

利用非线性有限元软件MSC.Marc,建立了微小非球面玻璃透镜超精密模压的有限元模型，并进行了微小非球面玻璃透镜模压数值模拟分析.通过对比模拟出的不同加工参量下的成型透镜和模具的残余应力分布结果，得出最优的超精密模压成型的模压速率和模压温度范围，并解释了模压速率和模压温度影响微小非球面玻璃透镜成型质量的原因.模拟可以对实际的大批量生产微小非球面玻璃透镜提供有力的帮助.

针对模压腔内压强分布式测量的需要,研制了等强度梁结构的光纤光栅压强传感器.该传感器的波长改变量与压强之间的线性度达到0.999 92.将六个研制的微型光纤光栅压强传感器镶嵌于模具内部,通过圆柱形刚性金属杆传递压力,实现了模压腔内部多点压强分布式测量,取得了很好的实验结果.实验研究了粉末状材料挤压成型过程中模压腔内压强的分布以及变化规律.