[发明专利]一种压差环境光学窗口的加工方法

说明书

本发明公开了一种压差环境光学窗口的加工方法，将光学窗口的A、B两面分别置于不同的压力环境进行加工。其中，A面在常压下加工；而后设计一密封腔，将光学窗口安装于此密封腔上，A面朝内；调节密封腔内外压差为实际使用时光学窗口所处压差ΔP，然后对B面进行加工；同时采用仪器检测光学窗口透射面形，如透射面形精度不足，则继续加工B面直到透射面形满足指标要求。本发明采用在实际压差工况下对光学窗口进行加工的方法，可弥补常规方法加工的光学窗口用于压差环境时，光学窗口由于压力变形所带来的光学像差。

技术领域

本发明涉及光学元件加工领域，具体指一种在压差工况下使用的光学窗口的加工方法；该方法模拟压差工况，使光学窗口变形，在此基础上对光学窗口进行加工。该方法可避免传统光学窗口在压差工况下工作时，光学窗口变形引起像质变差；该方法可用于多种压差环境，如液压、气压、真空等。

背景技术

光学窗口在光学系统中有着广泛的应用，尤其是在水下探测器、高空高速航空相机、空间相机、真空激光等系统中。上述系统往往处于复杂的压力环境中，光学窗口不但起着保证透光的作用，而且起着减小压力对光学系统影响的作用，但由于光学窗口处于压差工况，压差使得光学窗口变形，最终使像质变差。

针对压差工况，目前多采用增加光学窗口厚度以提高刚度，减少压差变形这一技术路线。但该方法一方面会增加系统重量，增加系统尺寸，另一方面光学窗口增厚会降低光的透过率；此外，该方法还会加大经济成本。

经过对现有技术的文献检索发现，中国专利号：201310180114，发明名称：一种真空高精度窗口的实现方法及其装置。该专利公布了一种阶梯压差式真空窗口的实现方法。该方法通过采用n块窗口玻璃连续安装，并进行抽真空再充惰性气体的方式保证窗口的面形精度。但该高精度窗口组件多、尺寸大、重量大，造成的累积误差大；且该方法经济成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：针对传统方法加工的光学窗口用于压差工况时，压差导致光学窗口变形产生像差。本发明的目的是提供一种在压差工况下使用的光学窗口的加工方法；该方法模拟压差工况，使光学窗口变形，在此基础上对光学窗口进行加工。该方法可避免传统光学窗口在压差工况下工作时，光学窗口变形引起像质变差；该方法可用于多种压差环境，如液压、气压、真空等。

本发明采用的技术方案为：本发明公开一种压差环境光学窗口的加工方法，该加工方法步骤如下：

步骤S1：光学窗口分A、B两面，先将A面按常规方法加工至所需面形，再将B面进行半精加工；

步骤S2：设计一带有法兰的密封腔，其中抽气法兰接抽气泵；接口法兰接压力传感器；

步骤S3：将光学窗口安装于步骤S2中的密封腔上，使步骤S1中加工好的A面朝内；

步骤S4：密封腔内安装一高精度标准反射镜，调整反射镜位置，使干涉仪能够检测到光学窗口的透射面形，并锁定反射镜位置；

步骤S5：通过安装于抽气法兰的抽气泵对密封腔抽气；

步骤S6：通过监测压力传感器的压力，保证密封腔内外压差ΔP与光学窗口实际压差工况一致；

步骤S7：用干涉仪检测光学窗口，得到光学窗口的透射面形；

步骤S8：根据步骤S7的检测结果对B面进行加工；

步骤S9：重复步骤S7和步骤S8，直到光学窗口透射面形满足指标要求。

其中，步骤S6中所述的密封腔内外压差具体满足以下要求：外部气压P1，腔内气压P2，密封腔内外压差ΔP＝|P1-P2|。