[发明专利]一种硫系玻璃微透镜的热压成型制备方法

说明书

本发明公开了一种硫系玻璃微透镜的热压成型制备方法，以熔融淬冷法制备的硫系玻璃块体作为预形体，利用特定的热压成型装置，通过特定的模具和工艺，制备得到硫系玻璃微透镜。本发明公开的硫系玻璃微透镜的热压成型制备方法，单次可以模压制备多片小口径硫系玻璃微透镜，能够大批量生产小口径硫系玻璃非球面微透镜镜片，生产效率高，且生产的微透镜镜片的形状、大小和质量的一致性和均匀性高，此外，本发明制备方法以预形体作为模压对象，操作简单且可充分利用原料，从而大幅降低微透镜的生产成本。本发明制备方法制备的硫系玻璃微透镜可广泛应用于车载夜视、手持工业监控、红外手机等所需的各种小口径红外成像镜头。

技术领域

本发明涉及硫系玻璃微透镜的制备技术领域，具体是一种能够大幅提高硫系玻璃微透镜的制备效率的硫系玻璃微透镜的热压成型制备方法。

背景技术

传统的红外热像仪普遍采用锗单晶作为镜头材料，原料成本极高，且锗单晶的非球面镜头必须通过金刚石车削工艺加工，加工效率低，原料浪费严重。近年来，随着红外探测器制备技术的提升和成本的下降，红外热像仪逐渐从军用走向民用市场。成像质量好且价格低廉的红外热成像镜头的市场需求越来越大。

硫系玻璃是以硫化物、硒化物和锑化物为主要成分的无机玻璃，在中远红外波段具有优良的透过特性，是一种优良的红外镜头材料，由于其具有较低的原料成本，并且可以通过精密模压制备非球面透镜，因此加工效率高，成本低，成为有望取代锗单晶镜头的新一代红外热像仪镜头材料。

传统的模压镜片技术常采用表面抛光的硫系玻璃预形体在高温下精密压型，直接压型出非球面透镜，但是每次只能加工一个镜片，虽然比起单点金刚石车削技术，效率得到了提升。但是近年来，以手机镜头为代表的小口径热像仪镜头越来越引起重视，市场份额逐年提高。对于小口径的镜片，采用传统的金刚石车削工艺或者单片模压方式进行加工，其加工效率极低，原料浪费严重，成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种硫系玻璃微透镜的热压成型制备方法，该制备方法能够大批量生产小口径硫系玻璃非球面微透镜镜片，生产效率高，生产成本低，且生产的微透镜镜片的形状、大小和质量的一致性和均匀性高。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种硫系玻璃微透镜的热压成型制备方法，包括以下步骤：

(1)准备一套热压成型装置，所述的热压成型装置包括真空腔、上推进装置、下推进装置、加热炉、上模仁和下模仁，所述的真空腔的侧壁上分别设置有出气口和用于引入惰性气体的进气口，所述的出气口处连接有真空泵，所述的加热炉设置在所述的真空腔内，所述的加热炉由一温度控制平台控温，所述的上推进装置和所述的下推进装置的推进速度可调，所述的上推进装置包括上推进电机，所述的上推进电机的输出端连接有上推进杆，所述的上推进杆的底端自上而下伸入所述的加热炉内，所述的下推进装置包括下推进电机，所述的下推进电机的输出端连接有下推进杆，所述的下推进杆的顶端自下而上伸入所述的加热炉内，所述的加热炉的内腔与所述的真空腔的内腔相通，所述的上模仁和所述的下模仁上下设置在所述的加热炉内，所述的上模仁固定在所述的上推进杆的底端，所述的下模仁固定在所述的下推进杆的顶端，所述的上模仁的底部开设有下部开口的上模腔，所述的上模腔包括以阵列形式排布的多个上子腔，所述的下模仁的顶部开设有上部开口的下模腔，所述的下模腔包括以阵列形式排布的多个下子腔，多个所述的上子腔与多个所述的下子腔上下一一对应，所述的上模仁和所述的下模仁上分别设置有导气孔，所述的上模仁与所述的下模仁合模后，所述的上模腔和所述的下模腔即围成多穴的模腔，所述的模腔与所述的导气孔相连通；

(2)采用熔融淬冷法制备得到硫系玻璃块体，通过机械冷加工制备成预形体，利用无水酒精清洁预形体表面并烘干；

(3)在上模仁与下模仁分离状态下，将预形体放置于下模仁的顶部并使其正对下模腔的中部；