一种光学元件的光胶方法及其在角锥阵列中实施的方法

摘要

本发明公开了一种光学元件的光胶方法及其在角锥阵列产品中的实施，属于光学元件的光胶技术领域。本发明的光学元件的光胶方法，通过以下步骤实现：1）加工光学元件A和光学元件B均达到光胶要求；2）将两光学元件贴合，放入到真空设备中密封；3）抽真空，将两光学元件的平面光胶连接;4）两光学元件整体取出。本发明的光学元件的光胶方法，采用真空设备进行抽真空光胶连接，突破了传统技术的偏见，方法简单即达到高质量的光胶连接；且保证面光洁度好，避免散射效应，避免较大的反射角度误差；本发明的光胶方法在角锥阵列中的实施，保证阵列后反射的面形及反射角度误差都要满足高精度的要求；保证阵列角锥的精度的稳定性，适应不同环境使用。

权利要求

1.一种光学元件的光胶方法，其特征在于：它通过以下步骤实现：

1）加工光学元件A和光学元件B，保证光学元件A上用于光胶的平面与光学元件B上用于光胶的平面均达到光胶要求；

2）将两光学元件上用于光胶的平面相互贴合，并整体放入到真空设备中，密封真空设备；

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3）操作真空设备抽真空，保持真空设备内的真空度不小于4.0×10 MPa，并维持时间不低于20分钟，保证两光学元件上用于光胶的平面之间光胶连接;

4）将光胶连接的光学元件A和光学元件B整体取出。

2.如权利要求1所述光学元件的光胶方法，其特征在于：步骤4）中，先将光胶连接的光学元件A和光学元件B整体取出,再在60°C～80°C的温度下持续烘干至少18分钟。

3.如权利要求2所述光学元件的光胶方法，其特征在于：在步骤4）中，光学元件A和光学元件B整体取出并进行烘干后，在光学元件A和光学元件B的贴合处的边缘采用光敏胶密封。

4.如权利要求3所述光学元件的光胶方法，其特征在于：在步骤4）中，在光学元件A和光学元件B的贴合处的边缘通过光敏胶密封后，再在光敏胶的外层涂覆防护漆。

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法在角锥阵列中实施的方法，其特征在于：所述光学元件A为角锥棱镜（1），所述光学元件B为平板（2），在步骤1）中，加工角锥棱镜（1）和平板（2），保证角锥棱镜（1）的底部平面的面形不大于0.5个光圈,平板（2）的第一表面（3）在任意直径为50mm的范围内，其面形不大于1个光圈，平板（2）的透射波前为1/2波长；步骤2）中，将多个角锥棱镜（1）呈阵列地置于平板（2）的第一表面（3）上，且角锥棱镜（1）的底部平面与平板（2）的第一表面（3）贴合，将角锥棱镜（1）和平板（2）整体放入到真空设备中，并密封真空设备；步骤3）中，操作真空设备抽真空，保持真空设备内的真空度不-4小于4.0×10 MPa，维持时间不低于20分钟，保证角锥棱镜（1）底部平面与平板（2）的第一表面（3）之间光胶连接；步骤4）中，将光胶连接的角锥棱镜（1）与平板（2）整体取出后,并固定在金属结构件上。

说明书

一种光学元件的光胶方法及其在角锥阵列中实施的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种光学元件的光胶方法，尤其是一种角锥阵列产品的光胶方法。

背景技术

[0002] 目前，光胶技术广泛地运用到光学元件上，但是现有的光胶技术主要是：1.先将两个光学元件的需要光胶的平面擦拭干净；2.在其中一个光学元件甲的需要光胶的平面的表面涂一薄层凡士林；3.将另外一个光学元件乙放在光学元件甲上，使得光学元件甲的需要光胶的平面与光学元件乙的需要光胶的平面贴合；4.稍微推动光学元件乙，并用手压合将空气排出。这种方法在光胶结合的过程中，压合和推动时会产生微小的划痕，对光学元件造成损伤，面光洁度变差，产生散射效应。

[0003] 特别是指针对角锥棱镜的阵列技术，该技术在国内尚属空白，没有任何厂家或企业涉及和制作，而国外的角锥棱镜的阵列技术，普遍采用的是完全金属焊接封装技术，而且由于国内进口比较少，加上技术保密性强，所以完全金属焊接封装技术的工艺也一直未公布状态。因此对于角锥棱镜的阵列技术一直是个难解决的问题，特别是超过一定数量的角锥棱镜阵列，由于其数量多，要保证阵列后反射的面形以及反射角度误差都满足高精度，且同时保证阵列角锥的精度的稳定性，并需要适应不同的环境，加工起来难度比较大。

发明内容

[0004] 本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种光学元件的光胶方法，通过该方法能够方便快捷地将两个光学元件进行光胶连接，保证光胶过后的光学元件不受损伤，保证面光洁度较好，避免产生散射效应，避免较大的反射角度误差；本发明还提供一种角锥阵列产品的光胶方法，能够把超过一定数量（特别是超过50只）的角锥棱镜阵列，并保证阵列后反射的面形以及反射角度误差都满足高精度的要求，同时保证阵列角锥的精度的稳定性，适应不同的环境使用，最终形成高质量的角锥棱镜阵列，特别是提出的利用抽真空的方法进行光胶，避免了传统光胶对光胶表面的损伤，同时效率也得到很大提高。

[0005] 本发明采用的技术方案如下：

[0006] 本发明的光学元件的光胶方法，通过以下步骤实现：

[0007] 1） 加工光学元件A和光学元件B，保证光学元件A上用于光胶的平面与光学元件B上用于光胶的平面均达到光胶要求；

[0008] 2） 将两光学元件上用于光胶的平面相互贴合，并整体放入到真空设备中，密封真空设备；

[0009] 3） 操作真空设备抽真空，保持真空设备内的真空度不小于4.0×10-4MPa，并维持时间不低于20分钟，保证两光学元件上用于光胶的平面之间光胶连接;

[0010] 4） 将光胶连接的光学元件A和光学元件B整体取出。

[0011] 由于采用了上述方法，采用光胶连接方式，将光学元件A和光学元件B相结合，且通过抽真空的方法，解决传统光胶技术容易产生表面划痕，造成面光洁度变差，从而产生散射效应等问题，而本方法中，将光学元件A的用于光胶的平面和光学元件B的用于光胶的平面加工到光胶要求，根据光胶的基本原理的要求，光胶接触的2个面必须为低光圈，同时为了保证光胶效果光学元件光洁度也应该比较好。真空设备中保持真空度大于或者等于-44.0×10 MPa，使得两光学元件之间的空气能够被全部抽走，从而保证光线元件之间能够光胶连接。本发明的光学元件的光胶方法，工艺简单，操作简便，能够有效地将两光学元件进行光胶，保证光胶过后的光学元件不受损伤，保证面光洁度较好，避免产生散射效应，避免较大的反射角度误差。

[0012] 本发明的光学元件的光胶方法，步骤4）中，先将光胶连接的光学元件A和光学元件B整体取出,再在60°C～80°C的温度下持续烘干至少18分钟。

[0013] 由于采用了上述方法，将先将光胶连接的两个光胶元件整体取出,再在60°C～80°C的温度下持续烘干至少18分钟，从而保证两个光胶元件之间光胶连接的光胶强度达到要求，使得两个光胶元件之间的光胶连接更加的牢固。

[0014] 本发明的光学元件的光胶方法，在步骤4）中，光学元件A和光学元件B整体取出并进行烘干后，在光学元件A和光学元件B的贴合处的边缘采用光敏胶密封。

[0015] 由于采用了上述方法，光胶连接的两个光学元件，在环境温度变化时，贴合处的面形会发生微小的变化，会影响光胶的效果。通过光敏胶进行密封，阻止光学元件A和光学元件B之间的光胶连接，因环境的变化而进入空气，从而影响光胶效果，使得两光学元件之间的光胶连接长期保持良好的效果，使得光学元件A和光学元件B之间的光胶连接更加的牢固。

[0016] 本发明的光学元件的光胶方法，在步骤4）中，在光学元件A和光学元件B的贴合处的边缘通过光敏胶密封后，再在光敏胶的外层涂覆防护漆。

[0017] 由于采用了上述方法，在光敏胶的外层涂覆防护漆，使得密封效果更好，结构更加的牢固。

[0018] 本发明的光学元件的光胶方法在角锥阵列中实施的方法，所述光学元件A为角锥棱镜，所述光学元件B为平板，在步骤1）中，加工角锥棱镜和平板，保证角锥棱镜的底部平面的面形不大于0.5个光圈,平板的第一表面在任意直径为50mm的范围内，其面形不大于1个光圈，平板的透射波前为1/2波长；步骤2）中，将多个角锥棱镜呈阵列地置于平板的第一表面上，且角锥棱镜的底部平面与平板的第一表面贴合，将角锥棱镜和平板整体放入到真空设备中，并密封真空设备；步骤3）中，操作真空设备抽真空，保持真空设备内的真空度-4
不小于4.0×10 MPa，维持时间不低于20分钟，保证角锥棱镜底部平面与平板的第一表面之间光胶连接；步骤4）中，将光胶连接的角锥棱镜与平板整体取出后,并固定在金属结构件上。

[0019] 由于采用了上述方法，采用光胶连接方式，将角锥棱镜与平面相结合，且通过抽真空的方法，解决传统光胶技术容易产生表面划痕，造成面光洁度变差，从而产生散射效应等问题，而本方法中，将角锥棱镜的底部平面加工到面形小于或者等于0.5个光圈,平板的第一表面加工到在任意直径50mm范围内的面形小于或者等于1个光圈，根据光胶的基本原理的要求，光胶接触的2个面必须为低光圈，同时为了保证光胶效果光学件（角锥棱镜与平板）光洁度也应该比较好。加工中控制平板的透射波前畸变为1/2波长，用于限定平板两表面的形状，保证产品最终精度，在没有特别说明的情况下，面形和透射波前检验光波采用黄光的光波，其波长为550纳米。所以本方法能够在不影响加工后面形和角度精度的情况下，形-4成高质量的角锥棱镜阵列。真空设备中保持真空度大于或者等于4.0×10 MPa，使得角锥棱镜底部平面与平板的第一表面之间的空气能够被全部抽走，从而保证角锥棱镜与平板之间能够光胶连接。本发明的角锥棱镜阵列的加工方法，工艺简单，操作简便，能够将多只角锥棱镜进行阵列，并保证阵列后反射的面形以及反射角度误差都要满足高精度的要求，同时保证阵列角锥的精度的稳定性，且适应不同的环境使用。

[0020] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

[0021] 1.本发明的光学元件的光胶方法，工艺简单，操作便捷，大大降低了劳动量，从而降低了成本；

[0022] 2.本发明的光学元件的光胶方法，采用光胶连接，且用真空设备进行抽真空，突破了传统技术的偏见，采用简单的方法，达到高质量的光胶连接；

[0023] 3.本发明的光学元件的光胶方法，能够快捷地将两个光学元件进行光胶连接，保证面光洁度较好，避免产生散射效应，避免较大的反射角度误差；

[0024] 4.本发明的光胶方法在角锥阵列中实施的方法，采用光胶连接，能够将多只角锥棱镜进行阵列，并且保证阵列后反射的面形以及反射角度误差都要满足高精度的要求；

[0025] 5.本发明的光胶方法在角锥阵列中实施的方法，采用光胶连接，且通过真空设备抽真空，能够保证阵列角锥的精度的稳定性，且适应不同的环境使用。

附图说明

[0026] 本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

[0027] 图1是本发明中所采用的角锥棱镜的结构示意图；

[0028] 图2是本发明中所采用的角锥棱镜的结构示意图。

[0029] 图中标记：1-角锥棱镜、2-平板、3-第一表面。

具体实施方式

[0030] 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

[0031] 本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

[0032] 本发明中的角锥棱镜1如图1所示，角锥棱镜1为圆柱型结构，其底部为底部平面，其顶部为三个直角面，任意两相互接的直角面之间均为90°的夹角，可以根据实际的需要进行加工。在本发明中，所述面形是光学领域内对平面度的限定，在光学领域内，用面形来限定平面度时，采用干涉条纹数量（即光圈数量）来表示；当用光圈来限定平板的面形时，为了避免光波传输畸变，加入控制透射波前畸变指标的控制，一般采用黄光的波长（λ为550nm）作为衡量的单位，在这里我们控制的透射波前畸变不大于1/2波长（0.5λ）。由于测试平板2的面形时，需选定区域内进行测试，因此需要在平板2的第一表面3的任意直径为50mm的范围内进行测定，即将平板2的面形不大于1个光圈，且为低光圈，以符合光胶的需要。如果平板2的需要光胶的面都是高光圈的话，透射波前误差就大，如果一个高光圈，另一面低光圈，这样透射波前误差就小很多，光胶的2个面必须都是低光圈，光胶两面的中间有空隙，当中间空气排出时，2个光胶元件就胶起来了。透射波前指标是系统光学精度的一个指标，透射波前畸变精度高，整个系统的精度就高，就像照相机，单面精度可能很高，但不一定清晰，但透射波前畸变精度高的话，照片就很清晰，平板2只有一个面是光胶面，所以光胶的该面为低光圈，但为了保证平板2整体透射波前误差，另外一个面的面形必须的控制，由于影响透射波前畸变的还有材料的均匀性和应力，所以合成的透射波前畸变不是2个面光圈的合成数值，当光胶的面是－2个圈，平板另外一个面是+2个圈，最终的透射波前不会是0，因为还有材料的影响，因此需要在加工过程通过面形去抵消一些材料的影响。

[0033] 本发明的光学元件的光胶方法，通过以下步骤实现：

[0034] 1）加工光学元件A和光学元件B，保证光学元件A上用于光胶的平面与光学元件B上用于光胶的平面均达到光胶要求；

[0035] 2）将两光学元件上用于光胶的平面相互贴合，并整体放入到真空设备中，密封真空设备；

[0036] 3）操作真空设备抽真空，保持真空设备内的真空度不小于4.0×10-4MPa，并维持时间不低于20分钟，保证两光学元件上用于光胶的平面之间光胶连接;

[0037] 4）先将光胶连接的光学元件A和光学元件B整体取出,再在60°C～80°C的温度下持续烘干至少18分钟，在光学元件A和光学元件B的贴合处的边缘采用光敏胶密封，再在光敏胶的外层涂覆防护漆。

[0038] 采用光胶连接方式，将光学元件A和光学元件B相结合，且通过抽真空的方法，解决传统光胶技术容易产生表面划痕，造成面光洁度变差，从而产生散射效应等问题，而本方法中，将光学元件A的用于光胶的平面和光学元件B的用于光胶的平面加工到光胶要求，根据光胶的基本原理的要求，光胶接触的2个面必须为低光圈，同时为了保证光胶效果光学-4元件光洁度也应该比较好。真空设备中保持真空度大于或者等于4.0×10 MPa，使得两光学元件之间的空气能够被全部抽走，从而保证光线元件之间能够光胶连接。本发明的光学元件的光胶方法，工艺简单，操作简便，能够有效地将两光学元件进行光胶，保证光胶过后的光学元件不受损伤，保证面光洁度较好，避免产生散射效应，避免较大的反射角度误差。

[0039] 如图1和图2所示，本发明的光胶方法在角锥阵列中实施的方法，通过以下步骤实现：

[0040] 1）加工角锥棱镜1和平板2，保证角锥棱镜1的底部平面的面形不大于0.5个光圈,平板2的第一表面3在任意直径为50mm的范围内，其面形不大于1个光圈，平板2的透射波前为1/2个波长，平板2的第一表面3加工一般很难达到要求，因此需要特殊的器械进行加工才能到达面形的要求，使得加工过后的平板2的第一表面3在任意直径为50mm的范围内，其面形不大于1个光圈，并且2个需要光胶的平面必须为低圈，以符合光胶的需要；

[0041] 2）将多个角锥棱镜1呈阵列地置于平板2面上，且角锥棱镜1的底部平面与平板2的第一表面3贴合，将角锥棱镜1和平板2整体放入到真空设备中，并密封真空设备；也可以先将平板2放入到真空设备中，然后再将多个角锥棱镜1呈阵列地置于平板2面上，且角锥棱镜1的底部平面与平板2的第一表面3贴合，再密闭真空设备。该步骤主要是为了将角锥棱镜1与平板2位置关系布置好，且置于真空设备中密封，便于后续的操作，其关键之处在于将角锥棱镜1的底部平面与平板2的第一表面3贴合，且整体置于真空设备中，其操作的顺序不影响其结果；

[0042] 3）操作真空设备抽真空，保持真空设备内的真空度不小于40×10-4MPa，保证角锥棱镜1底部平面与平板2的第一表面3之间光胶连接; 使得角锥棱镜1底部平面与平板2的第一表面3之间的空气能够被全部抽走，从而保证角锥棱镜1与平板2之间能够光胶连接；

[0043] 4）将光胶连接的角锥棱镜1与平板2整体取出, 在60°C～80°C的温度下持续烘干至少18分钟；保证角锥棱镜1与平板2之间光胶连接的光胶强度达到要求，使得角锥棱镜1与平板2之间的光胶连接更加的牢固；

[0044] 5）在角锥棱镜1与平板2的贴合处的边缘采用光敏胶密封，再在光敏胶的外层涂覆防护漆，再将光胶连接的角锥棱镜1与平板2固定在金属结构件上。

[0045] 本发明中的金属结构件为一般的结构，其根据设计的需要，以角锥棱镜1结构为参照，设计出很多的小凹坑，将角锥棱镜1与平板2固定在金属结构件上时，需保证每个角锥棱镜1均在小凹坑内，且角锥棱镜1与金属结构件之间不能有任何的接触，避免将角锥棱镜1刮伤，影响其反射精度。

[0046] 本发明的本发明的光胶方法在角锥阵列中实施的方法，采用光胶连接，能够将多只角锥棱镜1进行阵列，并且保证阵列后反射的面形以及反射角度误差都要满足高精度的要求；能够保证阵列角锥的精度的稳定性，且适应不同的环境使用；采用光胶连接，突破了传统技术的偏见，采用简单的抽真空方式方法，达到高质量的角锥棱镜1阵列。

[0047] 本发明的本发明的光胶方法在角锥阵列中实施的方法，采用光胶连接方式，将角锥棱镜1与平面相结合，且通过抽真空的方法，解决传统光胶技术容易产生表面划痕，造成面光洁度变差，从而产生散射效应等问题，而本方法中，将角锥棱镜1的底部平面加工到面形小于或者等于0.5个光圈,平板2的第一表面3加工到在任意直径50mm范围内的面形小于或者等于1个光圈，且两个光胶接触面为低光圈，同时保证光学件（角锥棱镜1与平板2）光洁度较好，由于平板2的透射波前为1/2个波长，用于限定平板2两表面的形状，既保证了光胶效果，也保证了组件的精度。在没有特别说明的情况下，检验使用的激光光源采用黄光的光波，其波长为550纳米。所以本方法能够在不影响加工后面形和角度精度的情况-4
下，形成高质量的角锥棱镜阵列。真空设备中保持真空度大于或者等于4.0×10 MPa，使得角锥棱镜1底部平面与平板2的第一表面3之间的空气能够被全部抽走，从而保证角锥棱镜1与平板2之间能够光胶连接。本发明的角锥棱镜阵列的加工方法，工艺简单，操作简便，能够将多只角锥棱镜1进行阵列，并保证阵列后反射的面形以及反射角度误差都要满足高精度的要求，同时保证阵列角锥的精度的稳定性，且适应不同的环境使用。将先将光胶连接的角锥棱镜1与平板2整体取出,再在60°C～80°C的温度下持续烘干至少18分钟，从而保证角锥棱镜1与平板2之间光胶连接的光胶强度达到要求，使得角锥棱镜1与平板
2之间的光胶连接更加的牢固。光胶连接的角锥棱镜1与平板2，在环境温度变化时，贴合处的面形会发生微小的变化，会影响光胶的效果。通过光敏胶进行密封，阻止角锥棱镜1与平板2因环境的变化而进入空气，从而影响光胶效果，使得角锥棱镜1阵列长期保持良好的效果，使得角锥棱镜1与平板2之间的光胶连接更加的牢固。在光敏胶的外层涂覆防护漆，使得密封效果更好，结构更加的牢固。

[0048] 本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。