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精密機(jī)械加工在微光學(xué)元件加工中的應(yīng)用和加工方法：
微光學(xué)元件的應(yīng)用
微光學(xué)元件是制造小型光電子系統(tǒng)的關(guān)鍵元件，它具有體積小、質(zhì)量輕、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)普通光學(xué)元件難以實(shí)現(xiàn)的微小、陣列、集成、成像和波面轉(zhuǎn)換等新功能。隨著系統(tǒng)小型化不斷的成為一種趨勢(shì)，幾乎在所有的工程應(yīng)用領(lǐng)域中，無論是現(xiàn)代國(guó)防科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，還是普通的工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景。軍用方面，西方在70年代以后研制和生產(chǎn)的軍用光電系統(tǒng)，如軍用激光裝置、熱成像裝置、微光夜視頭盔、紅外掃描裝置、導(dǎo)彈引導(dǎo)頭和各種變焦鏡頭，均已在不同程度上采用了非球面光學(xué)零件。在一般民用光電系統(tǒng)方面，自由非球面零件可以大量地應(yīng)用到各種光電成像系統(tǒng)中。如飛機(jī)中提供飛行信息的顯示系{HotTag}統(tǒng)；攝像機(jī)的取景器、變焦鏡頭；紅外廣角地平儀中的鍺透鏡；錄像、錄音用顯微物鏡讀出頭；醫(yī)療診斷用的間接眼底鏡，內(nèi)窺鏡，漸進(jìn)鏡片等。微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件應(yīng)用更是廣泛，如光纖連接器中的微槽結(jié)構(gòu)，液晶顯示屏的微透鏡陣列，及用于激光掃描的F-theta鏡片，激光頭的分光器等，這些微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件在很多我們?nèi)粘Ｊ褂玫漠a(chǎn)品中都有應(yīng)用，比如手機(jī)、掌上電腦、CD和DVD等。
微光學(xué)元件加工方法
由于受應(yīng)用需求的驅(qū)動(dòng)，對(duì)微光學(xué)元件加工技術(shù)的研究也在不斷深入，出現(xiàn)了多種現(xiàn)代加工技術(shù)，如電子束寫技術(shù)、激光束寫技術(shù)、光刻技術(shù)、蝕刻技術(shù)、LIGA技術(shù)，復(fù)制技術(shù)和鍍膜技術(shù)等，其中最為成熟的技術(shù)是蝕刻技術(shù)和LIGA技術(shù)。這些技術(shù)基本都是從微電子元器件的微細(xì)加工技術(shù)發(fā)展而來，但與電子原件不同，三維成型精度和裝配精度對(duì)光學(xué)元件來說是至關(guān)重要的，將會(huì)直接影響其性能，因此這些方法各自都有它自身的缺陷和使用的局限性。如由于視場(chǎng)深度的限制，光刻技術(shù)于二微結(jié)構(gòu)和小深寬比三維結(jié)構(gòu)的加工；采用犧牲層蝕刻技術(shù)，雖然可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)三維加工，但易使材料產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，影響最終的機(jī)械性能，且設(shè)備造價(jià)非常昂貴；LIGA技術(shù)利用的高準(zhǔn)直度的X射線光源，一般要通過同步輻射加速器得到，造價(jià)比光刻設(shè)備還要高許多，一般實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)都很難負(fù)擔(dān)得起；電子束寫技術(shù)能夠加工納米級(jí)的精密結(jié)構(gòu)，但效率低，難以進(jìn)行批量生產(chǎn)。復(fù)制技術(shù)，包括熱壓成型法、模壓成型法和注射成型法等，是一種適于批量生產(chǎn)的低成本技術(shù)，但要求其模具具有較高精度和耐用性。
