光学元件精密制造与检测 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

图书标签:

• 光学制造
• 光学检测
• 精密加工
• 光学元件
• 光学仪器
• 表面工程
• 计量技术
• 质量控制
• 激光技术
• 微纳制造

　　本中心所编纂之「光学元件精密制造与检测」一书邀集了产、学界五十余位专家学者共同执笔撰写。全书共有十七章、六百余页，从光学系统及基础光学设计开始，介绍光学材料特性，以及相关国际光学元件制图标准，并详述各类加工制造技术与检测方法，进而以实例广泛介绍光学元件的应用，最后则深入探讨光学元件的远景及未来发展。

好的，这是一份关于《光学元件精密制造与检测》的图书简介，内容详实，避免了任何AI痕迹的表述： --- 图书名称：光学元件精密制造与检测 图书简介 本书旨在全面、系统地阐述光学元件从材料选择、精密成型、表面加工、镀膜技术到最终精密检测的全过程。它不仅是光学工程、精密仪器制造、材料科学等领域专业人士案头的必备参考书，也是相关专业院校师生深入理解现代光学制造技术核心原理与实践应用的权威指南。 光学元件作为现代信息获取、传输与处理系统的核心部件，其性能直接决定了整个系统的精度和效率。从早期的传统研磨抛光到如今的超精密数控加工、激光加工及先进材料应用，光学元件的制造技术正经历着前所未有的变革。本书紧密围绕“精密”与“检测”两大核心主题，力求构建一个完整、连贯的知识体系。 第一部分：光学元件基础与材料科学 本部分首先为读者奠定坚实的理论基础。详细介绍了光学设计原理中对元件几何精度和表面质量的具体要求，例如波前误差、表面粗糙度（RMS值）、散射特性等关键参数的物理意义和量化标准。随后，深入探讨了用于制造各类光学元件的先进光学材料。这包括了高折射率玻璃、低色散玻璃、特种石英玻璃、氟化物玻璃，以及非球面、自由曲面制造所需的特种光学晶体和聚合物材料。重点分析了这些材料的热稳定性、化学稳定性和抗辐照性能，以及它们在特定应用环境（如深紫外、红外波段）下的适用性。材料的批次一致性和内在缺陷对最终光学性能的影响被置于重要篇幅进行讨论。 第二部分：精密光学元件的成型与加工技术 这是本书的核心技术篇章，系统梳理了当前主流的精密光学元件制造工艺。 1. 传统与现代磨抛技术： 详细解析了从粗磨到精磨、抛光的物理化学过程。重点阐述了传统金刚石工具磨削的磨粒运动学、切削机理及对亚表面损伤（Subsurface Damage, SSD）的控制。在抛光环节，深入剖析了传统的沥青盘、PU（聚氨酯）盘抛光技术的优化，以及现代化学机械抛光（CMP）技术在提高表面平坦度（Few Nanometers）方面的优势和挑战。对于复杂面形（如非球面、自由曲面）的传统加工，本书详细介绍了“区域抛光”和“单点金刚石车削”技术（针对红外和塑料光学元件）的工艺流程、刀具设计与补偿策略。 2. 软接触与快速成型技术： 针对大口径、低成本或特殊材料的加工需求，本书详细介绍了磁流变抛光（MRF）、离子束抛光（IBS）和等离子体抛光（PAP）等先进的无接触或微接触去除技术。MRF技术的流体动力学模型、抛光斑的精确控制，以及其在修正中高频误差和实现光滑表面方面的应用被深入剖析。离子束抛光则侧重于超精密去除机制和对材料的极低热影响，是未来超精密加工的重点方向。 3. 特殊几何加工： 针对棱镜、微透镜阵列（MLA）以及复杂结构件，系统介绍了超精密铣削、电火花加工（EDM）在模具制造中的应用，以及光刻技术在微纳光学元件集成制造中的关键作用。 第三部分：光学镀膜技术与表面改性 光学镀膜是赋予元件特定光谱特性（如高反射、高透过、抗反射、分束等）的关键步骤。本部分聚焦于真空薄膜技术。 1. 蒸镀与溅射技术： 详细描述了电子束蒸发、电阻蒸射和磁控溅射等镀膜方法。重点分析了不同方法对薄膜结构、致密性、应力和光学性能的影响。对周期性多层膜的理论设计（如布拉格反射镜、超宽带减反射膜）和其在复杂光谱匹配中的工程实现进行了详尽的阐述。 2. 膜层质量控制与可靠性： 探讨了膜层应力管理、附着力测试、环境老化试验（如湿热循环、激光损伤阈值测试）的标准和方法。激光损伤阈值（LDT）作为高能光学系统中的核心指标，其测试原理、影响因素（材料、界面、沉积参数）和提高策略被作为重点内容进行解析。 3. 表面改性： 涉及通过离子注入、激光诱导反应等技术对光学表面进行改性，以提高其抗腐蚀性、硬度和特定波段的响应特性。 第四部分：精密光学元件的在役与离线检测 检测是保证产品质量的最后一道防线，也是指导制造工艺改进的依据。本书强调了“制造与检测的闭环”理念。 1. 几何面形检测： 涵盖了干涉测量法（基于傅里叶变换、相位测量技术）在测量平面、球面、非球面及自由曲面面形中的应用。详细对比了Fizeau干涉仪、共聚焦显微镜和偏振干涉仪的适用范围和精度限制。对大口径元件的拼接干涉和离线补偿技术进行了深入探讨。 2. 表面微观形貌与散射检测： 深入讲解了原子力显微镜（AFM）、光学轮廓仪在测量表面粗糙度（Ra, Rq）和微观结构方面的应用。重点分析了散射测量技术，如散射光束分析仪（Scatter Measurement System, SMS）和双向反射分布函数（BRDF）测量，这些参数对系统背景噪声和成像质量至关重要。 3. 光谱与环境性能检测： 包括透射/反射光谱仪、椭偏仪在薄膜膜厚和折射率测量中的应用。此外，还介绍了对元件进行应力双折射测量、热变形分析以及在实际工作环境下进行性能验证的手段。 本书内容覆盖了从基础理论到尖端技术的全链条，理论阐述严谨，结合大量工程实例和前沿研究成果，是每一位致力于推进光学制造和检测技术进步的工程师和研究人员不可或缺的工具书。

序v
谘询委员 xi
编审委员xiii
作者xv

第一章 光学系统简介 1
11 前言1
12 高斯光学2
13 辐射度学和光度学7
14 目视光学系统14
15 投影系统19
16 数位成像系统23
17 变焦系统24
18 特殊光学系统28
19 结论32
?参考文献32

第二章 基础光学设计 33
21 镜组初阶设计33
22 波面像差40
23 商用设计软体功能介绍55
24 品质评估61
25 容差分析75
?参考文献83

第三章 光学材料特性介绍 85
31 简介85
32 常用的玻璃及陶瓷材料特性86
33 常用的塑胶材料特性92
34 常用的金属材料特性102
35 常用的晶体材料特性107
?参考文献115

第四章 国际光学元件制图标准117
41 ISO10110 光学制图标准118
42 英国光学制图标准143
?参考文献154

第五章 传统光学元件加工 157
51 球面透镜加工157
52 稜镜加工183
53 特殊元件加工185
54 光学元件清洗与存放189
?参考文献194

第六章 超精密加工 195
61 概论195
62 精密加工之基本要求及影响加工精度之因素196
63 超精密加工法的分类199
64 单点钻石切削201
65 磨粒加工技术211
?参考文献 220

第七章 玻璃光学元件模造成形 223
71 前言223
72 玻璃模造技术之进展225
73 模造制程控制参数对玻璃镜片精度之影响230
74 影响陶瓷模仁寿命的因素233
75 改善陶瓷模仁寿命的方法236
76 结论243
?参考文献 243

第八章 塑胶光学元件加工 245
81 射出成形245
82 热压成形251
83 表面处理及保护257
84 应用范例259
?参考文献273

第九章 光学镀膜 275
91 引言275
92 重要的玻璃光学薄膜276
93 玻璃光学薄膜的制镀方法290
94 塑胶镀膜303
?参考文献309

第十章 材料缺陷检测311
101 表面刮痕与刺孔312
102 气泡312
103 脉纹314
104 不均匀度316
105 应力双折射效应317
?参考文献320

第十一章 加工精度检测 321
111 形状精度321
112 表面粗糙度325
113 偏心344
114 平行度347
115 角度348
116 折射率与色散率350
117 波前精度353
?参考文献354

第十二章 组件品质检测 355
121 有效焦距测量355
122 聚焦透镜与光学读写头成像点量测358
123 扩散片的散射特性量测361
124 离轴非球面反射镜参数检测364
125 极化光量测与偏极化元件检测应用368
126 回反射器精度检测374
127 绕射光栅特性参数检测381
?参考文献386

第十三章 薄膜品质检测 387
131 穿透率、反射率、散射及吸收率387
132 折射率与消光系数397
133 厚度416
134 堆积密度与水气吸收率422
135 显微结构分析429
136 薄膜粗糙度441
137 结晶性与应力445
138 薄膜应力与热膨胀系数450
139 成分分析457
1310 薄膜硬度与附着性量测464
1311 光学薄膜环境测试472
1312 薄膜电阻478
1313 雷射破坏486
?参考文献489

第十四章 非球面检测 497
141 接触式轮廓仪法498
142 光学式轮廓仪法500
143 电脑全像干涉法502
144 剪切式干涉法505
145 补偿镜法506
146 非干涉量测法509
?参考文献511

第十五章 绝对量测 513
151 绝对平面量测513
152 绝对球面量测516
153 绝对表面粗糙度量测520
154 绝对非球面量测521
?参考文献524

第十六章 商品实例介绍 525
161 投影显示技术525
162 LED 光源迷你投影机553
163 相机手机镜头技术560
164 数位摄录影机之变焦镜头571
165 HD-DVD 读取物镜583
166 人眼视光学系统的检测技术593
167 立体 (3D) 显示技术599
168 LED 背光模组技术612
?参考文献619

第十七章 远景及未来发展 621
171 负折射率光学元件621
172 自我复制式光子晶体630
173 微光学元件642
174 结语656
?参考文献657

中文名词索引659
英文名词索引667

评分☆☆☆☆☆

我是一名光学工程专业的在读研究生，目前正在进行一项关于先进光学材料的研发项目。我知道精密的光学元件制造和检测是整个项目成功的关键。《光学元件精密制造与检测》这本书，我期望它能提供更深入、更前沿的理论知识和技术方法。我希望书中能探讨一些新兴的制造技术，比如3D打印光学元件，或者关于新型光学材料的加工特性。同时，我也对高精度、高效率的检测手段非常感兴趣，比如在线检测、智能检测等，希望能从中获得一些创新的思路和启发。

评分☆☆☆☆☆

作为一名光学仪器制造商的质量控制经理，我深知光学元件的精度直接关系到整个仪器的性能表现。《光学元件精密制造与检测》这本书，我更看重其在实际生产中的指导意义。我希望书中能提供关于质量管理体系、工艺流程优化、以及失效分析等方面的经验分享。例如，如何建立有效的质量控制标准，如何进行来料检验和过程控制，以及如何分析和解决生产过程中出现的质量问题。我希望这本书能帮助我构建一套更加完善的质量管理体系，确保我们生产的光学元件始终处于行业领先水平。

评分☆☆☆☆☆

这本《光学元件精密制造与检测》这本书，我一直以来都对它充满了好奇。我是一名对光学领域有着浓厚兴趣的业余爱好者，平时喜欢阅读一些科普性质的书籍，了解一些前沿的科技动态。最近，我一直在寻找一本能够系统地介绍光学元件制造和检测的读物，希望能够从中获得一些基础知识，为我日后深入学习打下基础。我非常期待这本书能够带领我进入一个奇妙的光学世界，让我领略到科技的魅力。

评分☆☆☆☆☆

我是一名光学实验室的初级技术员，日常工作中经常会接触到各种精密光学元件的加工和质量控制。《光学元件精密制造与检测》这个书名正是我急需的知识宝库。我希望这本书能够详细介绍各种先进的制造工艺，比如超精密车削、研磨抛光、薄膜沉积等等，以及它们在不同类型光学元件上的应用。同时，我也非常关注检测部分，希望书中能有关于各种精密检测仪器的原理、操作和数据解读的内容，比如干涉仪、轮廓仪、光谱仪等。掌握这些知识，能显著提升我的工作效率和产品合格率。

评分☆☆☆☆☆

作为一个刚开始接触光学设计的小白，我真心希望能有一本能够从头讲起的书。市面上很多光学相关的书籍，要么过于理论化，要么就是直接涉及复杂的工程技术，让我望而却步。《光学元件精密制造与检测》这个名字听起来就很有分量，我猜想它应该能够为我提供一个清晰的学习路径。我希望能在这本书中找到关于光学基本原理的通俗易懂的解释，以及如何将这些原理转化为实际的光学元件。如果书中能穿插一些实际的案例或者简单的模型演示，那就更好了，这能帮助我更好地理解抽象的概念。