[发明专利]离轴反射镜及其加工方法

说明书

本发明提供一种离轴反射镜，其包括反射面、背面、前表面、后表面、第一侧面及第二侧面，所述反射面和所述背面相对，所述前表面和所述后表面相对，所述第一侧面和所述第二侧面相对，所述第一侧面和所述第二侧面之间设有第一层轻量化孔，所述前表面和所述后表面之间设有第二层轻量化孔。所述离轴反射镜可获得较高的刚度，可以有效地解决传统反射镜加工周期长、制造成本高、长条形离轴反射镜刚度低的问题。本发明另外提供一种离轴反射镜加工方法，采用改性工艺对反射镜进行改性，在改性层表面进行光学加工，提高了反射镜的面形精度和表面光洁度，能够满足可见光要求。

技术领域

本发明涉及成像光学技术领域，尤其涉及一种离轴反射镜及其加工方法。

背景技术

反射镜是成像光学系统中的一类重要零件，它的性能直接影响着光学系统的成像质量。传统的反射镜材料包括碳化硅、融石英以及微晶玻璃等，这些材料都属于难加工材料，加工周期长，制造成本高。

与同轴光学系统相比，离轴光学系统能够实现更大的视场，离轴光学系统中的反射镜大多为长短边不等的长条形反射镜，这种不对性使得反射镜的整体刚度相比圆形的反射镜相对较差。而在很多应用领域，特别是航天航空等对质量约束严苛的应用领域，反射镜的高刚度设计又显得尤为重要。碳化硅材料比刚度高，其制成的反射镜多采用背部开放式设计。对于比刚度相对较低的金属材料，这种设计则难以满足高精度成像质量的使用要求。

金属基反射镜可以采用单点金刚石车削的方式实现快速的光学加工，但受限于金刚石车床的加工精度，直接车削得到的反射镜只能应用于红外光学系统，无法满足精度要求更高的可见光系统。

发明内容

有鉴于此，为了解决传统反射镜加工周期长、制造成本高、长条形离轴反射镜刚度低的问题以及金属反射镜无法满足高精度可见光系统要求的技术难题，本发明提供一种离轴反射镜及其加工方法。

一种离轴反射镜，其包括反射面、背面、前表面、后表面、第一侧面及第二侧面，所述反射面和所述背面相对，所述前表面和所述后表面相对，所述第一侧面和所述第二侧面相对，所述第一侧面和所述第二侧面之间设有第一层轻量化孔，所述前表面和所述后表面之间设有第二层轻量化孔。

利用所述第一层轻量化孔和所述第二层轻量化孔，所述离轴反射镜可获得较高的刚度，可以有效地解决传统反射镜加工周期长、制造成本高、长条形离轴反射镜刚度低的问题。

本发明一较佳实施方式中，所述第一层轻量化孔和所述第二层轻量化孔在空间上不相交贯通，互相之间形成一个厚度均匀的隔层。

本发明一较佳实施方式中，所述第一层轻量化孔靠近所述反射面，且沿所述离轴反射镜的长边方向延伸、通过所述第一侧面和所述第二侧面。

本发明一较佳实施方式中，所述的第一层轻量化孔包括一组三角形轻量化孔，所述三角形轻量化孔为通孔，通过所述第一侧面和所述第二侧面，贯穿所述离轴反射镜的镜体。

本发明一较佳实施方式中，相邻的所述三角形轻量化孔之间的相邻两边相互平行，且相邻的所述三角形轻量化孔之间形成等厚的隔层。

本发明一较佳实施方式中，所述三角形轻量化孔靠近所述背面的边与所述背面严格平行；所述三角形轻量化孔靠近所述反射面的边与所述反射面近似平行。

本发明一较佳实施方式中，所述三角形轻量化孔中，除靠近所述前表面和所述后表面的两个三角形轻量化孔之外，中间的所述三角形轻量化孔均为等腰三角形。

本发明一较佳实施方式中，所述第二层轻量化孔靠近所述背面，且沿所述离轴反射镜的短边方向延伸、通过所述前表面和所述后表面。

可知，所述离轴反射镜的背部封闭，所述第一层轻量化和所述第二层轻量化分别沿着长条镜的长边和短边，成正交分布状态，与背部开放式的轻量化结构相比，同等轻量化水平下，可使镜体刚度更高。