随着红外技术的不断发展，空间大口径红外光学元件的需求日益增长，其各项制造指标也逐渐接近可见光级光学元件的制造要求，由此对新型空间红外光学元件的加工和检测技术均提出了更高的挑战。针对大口径的高陡度超薄硅基红外透镜，提出了以超声铣磨-机器人研抛-离子束精抛为工艺链路的加工方案，改善了传统红外工艺路线存在的低效率、表面高频误差等问题。针对凸非球面轮廓检测中支撑引起的测试误差，在粗抛和精抛阶段分别采用了柔性缓冲支撑与三点强迫位移支撑方法，有效解决了大口径高陡度超薄透镜测试中的支撑变形问题。经过理论仿真与实验验证，证明该测试方法具有较好的一致性。通过改进的轮廓检测方法，实现了轮廓测试中支撑误差的准确分离，有效提升了加工的极限精度。最终大口径红外透镜凸非球面加工精度达RMS λ/50 （λ=632.8 nm），满足设计指标要求。
光学加工 空间红外透镜 轮廓检测 支撑误差 optical manufacturing space infrared lens contour test supporting error 红外与激光工程
2022, 51(9): 20220427
1 江苏师范大学物理与电子工程学院,江苏省先进激光材料与器件重点实验室,徐州 221116
2 杭州光学精密机械研究所，杭州 311421
3 宁波大学高等技术研究院，红外材料及器件实验室，宁波 315211
本研究尝试将As2Se3红外硫系透镜生产过程中产生的块体玻璃废料进行回收利用，首先将清洗后的块体玻璃废料球磨成粉体，然后采用粉体热压技术实现高光学质量As2Se3玻璃片的制备。研究了粉体粒度、热压参数对制备的As2Se3玻璃光学性能的影响，对比了粉体热压法和熔融淬冷法制备的As2Se3玻璃的性能，评估了通过粉体热压途径制备红外硫系玻璃的可行性。结果表明：随着球磨时间的延长，As2Se3玻璃粉体的平均颗粒尺寸逐渐减小，且颗粒尺寸的分布趋于更加均匀；使用平均颗粒尺寸为9.7 μm的粉体(球磨10 min)，在压力为40 MPa、热压温度为250 ℃、热压时间为10 min的条件下获得的热压玻璃的致密度达到99.8%，其折射率与熔融淬冷法制备的玻璃的折射率接近(在10 μm波长的折射率差仅为0.003)，在10 μm波长的透过率达61%(理论透过率为63.7%)。通过进一步提高玻璃粉体的纯度和尺寸均匀性，有望制备出与熔融淬冷法制备的玻璃性能相当的热压玻璃。
硫系玻璃 球磨 热压 红外透镜 热成像 红外技术 chalcogenide glass ball milling hot pressing infrared lens thermal imaging infrared technology
1 同济大学，上海 200092
2 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
红外透镜组的中心偏差是影响光学系统成像质量的重要因素之一。当红外探测器组件在低温环境中工作时，预先常温装配和测试的红外透镜组将产生装配精度失准现象。提出了一种在低温环境中测试红外透镜组中心偏差的方法。通过设计的低温测试系统解决了透镜组低温位置精度测量困难的问题。测试结果表明，该方法可以有效实现红外透镜组中心偏差的低温测试且测试误差优于2 m。此研究对于高性能红外探测器组件研制具有一定的实际意义。
红外透镜组 中心偏差 低温测试 infrared multi-lens centering error cryogenic testing
1 总装备部武汉军代局驻常德地区军代室，湖南常德 415007
2 湖南华南光电（集团）有限责任公司，湖南常德 415007
偏心差是红外透镜设计、制造的重要参数，直接测量难度大、成本高。从 GB/T 7242中相关定义出发，推导了透镜偏心差与两个球面的球心差之间的关系，并与 Zemax仿真结果和已有关系式的计算结果进行了对比，验证了其在用可见光下反射成像方式中心偏差测量仪测量计算红外透镜偏心差的有效性。
红外透镜 偏心差 球心差 中心偏差 infrared lens prejudicial aberration spherical center aberration centering error of lenses Zemax Zemax
