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第一章 现代先进光学制造概论 杨力1

1.1绪论1

1.1.1光学1

1.1.2光学的应用与展望1

1.1.3光学制造技术4

1.2先进制造技术发展概况5

1.2.1近代世界经济特征与相关制造技术特点5

1.2.2先进制造技术特征与国外发展状况6

1.3先进制造技术7

1.3.1计算机辅助技术8

1.3.2综合自动化技术12

1.3.3 21世纪的制造系统14

1.4先进光学制造技术16

1.4.1特点、内涵16

1.4.2发展背景16

1.4.3加速光学制造现代化的发展进程19

1.5先进光学制造技术的学科交叉23

1.5.1信息技术、微电子技术与光刻技术23

1.5.2光学制造与机械制造24

参考文献25

2.1.1世界有代表性的天文台与望远镜27

第二章 现代大型反射镜制造 杨力 郑耀27

2.1大型反射望远镜及其主反射镜27

2.1.2望远镜光学的进展31

2.1.3在技术创新基础上的现代大型望远镜革命性进展35

2.1.4现代大型望远镜革命性发展的启迪43

2.2大镜研、抛技术(lapping techniques)概述45

2.3计算机控制小工具抛光技术46

2.3.1概述46

2.3.2计算机控制抛光技术的几个基础理论48

2.3.3抛光设备56

2.3.4计算机控制小工具抛光中的几个问题62

2.4应力盘抛光技术67

2.4.1概述67

2.4.2应力盘技术的基础理论68

2.4.3应力盘的结构75

2.4.4应力盘抛光机床78

2.4.5采用应力盘的大镜加工工艺与面形检视79

2.5大型非球面主镜制造技术的不同流派80

2.5.1自主产权与技术流派80

2.5.2美国大型非球面主镜制造体系81

2.5.3欧洲大型非球面主镜制造体系84

2.6大型光学镜在加工中的支承设计86

2.6.1概述86

2.6.2单列支承和多列支承88

2.6.3多点支承92

参考文献99

附录一 主要天文望远镜的历史年表102

附录二 若干大型天文望远镜104

3.2.1压电陶瓷的基本概述107

3.2能动光学器件的驱动方式107

3.1概述107

第三章 能动光学器件 凌宁 官春林 曾志革107

3.2.2压电陶瓷的特性及其测试108

3.2.3叠片式压电驱动器的研制109

3.2.4压电驱动器的性能110

3.3光学精密平移器110

3.3.1基本结构及工作原理110

3.3.2国内外发展状况111

3.3.3光学精密平移器的主要性能及检测111

3.4两维高速倾斜反射镜115

3.4.1概述115

3.4.2倾斜镜特性116

3.4.3倾斜镜的性能检测117

3.4.4国内外发展情况119

3.5变形反射镜120

3.5.1变形反射镜的分类120

3.5.2变形镜的国内外发展动态121

3.5.3变形镜的制造流程122

3.5.4变形镜的性能及其检测124

3.6能动薄主镜技术127

3.6.1简介127

3.6.2能动薄主镜技术工作原理128

3.6.3能动薄主镜技术的特点及现有的应用129

3.6.4能动薄主镜技术的国内技术基础132

参考文献137

第四章 微光学制作技术 杜春雷139

4.1微光学方法139

4.1.1衍射微光学元件139

4.1.2连续浮雕折射微光学元件150

4.1.3掩模图形数据处理154

4.2微光学技术与工艺156

4.2.1关键工艺技术156

4.2.2微光学元件质量评价163

4.3微光学应用166

4.3.1微透镜阵列用于波前传感166

4.3.2微透镜阵列光聚能器168

参考文献173

第五章 反射镜轻量化技术 方敬忠175

5.1引言175

5.2反射镜稳定性分析175

5.2.1自重引起的变形175

5.2.2环境温度引起的变形181

5.3反射镜轻量化的意义182

5.4反射镜轻量化的力学基础183

5.4.1采用四边简支板模型分析反射板的刚性184

5.4.2采用加强筋增强模型进行分析184

5.5轻型反射镜结构形式与性能比较186

5.6轻型反射镜结构设计191

5.6.1轻型反射镜蜂窝单元形状影响作用191

5.6.2轻型反射镜高度对结构刚性的影响193

5.6.3镜体结构设计的其他问题194

5.7轻型反射镜材料选择195

5.7.1轻型反射镜材料性能要求195

5.7.2备选镜坯材料及其性能196

5.8玻璃质轻型反射镜制备技术198

5.8.1浇铸成型法198

5.8.2高温熔接法200

5.8.3熔接物封接法204

5.8.4机械钻削减重法207

5.9轻型反射镜技术展望208

参考文献209

第六章 超高精度光学元件制造技术 伍凡 陈强211

6.1亚微米投影光刻物镜光学制造技术211

6.1.1高精度样板制造213

6.1.2计算机控制精密抛光技术215

6.1.3厚度测量216

6.1.4透镜的高精度定心无变形胶合217

6.1.5光刻物镜的装校222

6.2超光滑表面加工技术225

6.2.1超光滑表面加工概述225

6.2.2几种超光滑加工技术介绍226

参考文献233

第七章 惯性约束聚变工程光学元部件制造 许乔 杨力235

7.1惯性约束聚变工程235

7.2.1 ICF激光驱动器的基本结构237

7.2 ICF固体激光驱动器对光学元部件的需求237

7.2.2激光驱动器光学元件239

7.3强光光学元件光学质量评价要求241

7.3.1强光光学元件评价研究进展242

7.3.2强光光学元件关键评价指标245

7.4 ICF光学元部件制造方法257

7.4.1平面光学元件加工技术258

7.4.2小工具数控抛光技术263

7.4.3晶体光学元件的SPDT加工技术272

7.4.4高阈值激光薄膜制造技术279

参考文献285

第八章 现代光学检测技术 许乔287

8.1波面相位检测技术287

8.1.1概述287

8.1.2相移波面相位检测技术290

8.1.3波面的绝对相位检测297

8.2波前功率谱密度(PSD)检测技术303

8.2.1波前PSD的定义303

8.222波前PSD的检测方法306

8.2.3空间频率传递函数校准308

8.2.4典型光学元件检测结果314

8.3子孔径拼接318

8.4表面粗糙度测量321

参考文献324

第九章 光学非球面检验 伍凡326

9.1轴对称非球面的曲面方程表达式及其关系326

9.1.1曲面方程326

9.1.2系数关系327

9.2光学非球面检验方法328

9.2.1检验二次曲面的无像差点法328

9.3检验二次曲面的补偿法336

9.3.1光学补偿法337

9.3.2凸二次曲面的透镜式自准检验341

9.4法线像差补偿法343

9.4.1 Dall补偿器设计344

9.4.2 Offner补偿器设计347

9.4.3镜式补偿器设计352

9.4.4干涉仪零检验补偿器设计357

9.4.5大口径透镜凸面零检验的补偿器设计361

9.4.6补偿器的加工及安装精度363

参考文献365