光学制图是光学设计的工程图表达方式,供机械结构设计、光学零件加工和光学系统装配使用。因此,光学制图是面向制造和装配的产品设计中非常重要的一个环节,光学工程师需要将光学设计、公差分析对光学材料、光学零件的要求详尽地传递给光学加工厂。光学制图按照GB13323-91标准,该标准规定了光学制图的一般规定和图样要求。
本文梳理了光学制图的对光学材料、光学零件技术要求的Checklist,光学系统装配的技术要求将在后续文章讨论。
Keywords:光学制图,光学零件,光学材料
◆一图即懂
◆光学材料技术要求
无色光学玻璃国家标准GB/T903-2019,规定了对光学材料的要求。
折射率 nd 和阿贝数 νd 的一般允许公差为:折射率 nd:±30×10-5,阿贝数 νd:±0.5%。
表1:折射率nd与标准值的允许差值
表2:色散系数与标准值的允许差值
光学均匀性以同一块玻璃各部位的折射率微差最大值来表示表
表3:光学均匀性分级
表4:中部应力双折射
表5:边缘应力双折射
表6:条纹度
夹杂物(气泡度):级别根据每100cm“玻璃中所含夹杂物的总截面积的大小来制定
表7:无色光学玻璃毛坯夹杂物分级
光吸收系数:白光通过玻璃每厘米路程的透射比的自然对数的负值。
表8:光吸收系数
对光学材料的每一种技术要求,又是如何确定的呢?下一次咱们再讨论~
◆光学零件技术要求
光学零件的面型偏差执行GB2931-81标准。
光圈数N:表示被检光学表面与参考光学表面允许的最大半径偏差。光圈数也可以直接根据像差变化量来确定,若曲率变化ΔC,则允许的最大半径偏差为:
局部光圈ΔN:相对于平滑干涉条纹的不规则程度。
表9:光学零件表面误差参考值
光学零件的外径:与镜框固定方式、通光孔径有关,对于通光孔径6~18mm的光学零件,使用滚边法固定,外径余量一般留多10%,而对于18~80mm通光孔径的光学零件,外径留1.5~2.5mm余量。若使用压圈固定,相比滚边法,再多留0.5mm外径余量。
透镜中心最小厚度:按GB1025-75标准执行,与通光孔径、正负透镜有关,见下表。
表10:透镜边缘及中心最小厚度经验值
透镜中心误差:按GB7242-87执行,理论上给透镜的几何轴与光轴的偏倾角更合理。有时限于检测设备,给偏心差。
表11:偏心差经验值
光楔角度公差及平行度允差:见下表。
表12:光楔角度公差经验值
表13:平行度允差经验值