Способ получения плоской линзы из лейкосапфира с минимальным двулучепреломлением
METHOD OF PRODUCING SHALLOW LEUCOSAPPHIRE LENS WITH MINIMAL BIREFRINGENCE

Изобретение относится к области технологии линз для оптических систем современных оптических, оптоэлектронных и лазерных приборов, работающих в ультрафиолетовой, видимой и ИК областях спектров, в частности, при изготовлении плоских линз из лейкосапфира для необыкновенных лучей.
2
3
Известна технология оптических линз, включающая получение выпукло-вогнутых заготовок пластической деформацией изгиба плоскопараллельных пластинок из Z-среза кристаллов AlO полусферическим пуансоном или пуансоном в виде сферического сегмента и ориентации оси симметрии заготовки по оптической оси линзы при последующих технологических операциях (см. патент РФ 2285757, опубликованный 20.10.2006 по индексу МПК С30В 33/00). Указанная технология линз не позволяет получать собирательную линзу из лейкосапфира для необыкновенных лучей.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ получения плоской линзы из лейкосапфира, включающий изготовление вогнуто-выпуклой заготовки путем пластической деформации изгиба плоскопараллельной пластинки из Z-среза кристалла и удаление с заготовки избыточного слоя материала как плоскопараллельной пластинки, перпендикулярной оси симметрии заготовки, совмещенной с осью конуса оптических осей, заданной толщины, при этом входящая поверхность плоской линзы расположена на расстоянии менее толщины заготовки (см. патент РФ 2482522, опубликованный 27.12.2012 г. по индексу МКП G02B 1/02).
-1
Данным способом можно получить плоскую линзу для необыкновенных лучей, прозрачную в области 25000-2000 см. Однако указанный способ не позволяет получить собирательную плоскую линзу с минимальным значением двулучепреломления.
-1
Задачей предлагаемой технологии плоских линз является получение плоской линзы из лейкосапфира с минимальным двулучепреломлением в области 25000-2000 см для параллельного пучка света, направленного перпендикулярно входящей поверхности линзы.
1
2
Задача решается в новом способе получения плоской линзы из лейкосапфира с минимальным двулучепреломлением, включающем изготовление вогнуто-выпуклой заготовки путем пластической деформации изгиба плоскопараллельной пластинки из Z-среза кристалла, в котором, в отличие от прототипа, используют исходную плоскопараллельную пластину диаметром D, который составляет более 1,5 d диаметра линзы, и толщиной H=2h, где h - толщина линзы, деформируют исходную плоскопараллельную пластину пуансоном радиуса R=((d/2)/0,3)-H, далее формируют линзу с помощью методов удаления с заготовки избыточного слоя материала как плоскопараллельную пластинку, причем входящую поверхность линзы формируют с выпуклой стороны заготовки, удаляя / ее толщины Η по оси симметрии перпендикулярно последней, при этом с вогнутой стороны заготовки центральная точка на второй плоской поверхности линзы должна находится на оси симметрии заготовки, затем деталь округляют до диаметра линзы d, совмещая ось симметрии заготовки и оптическую ось линзы.
Технический результат достигается с помощью оптимизации процесса высокотемпературной деформации и технологических приемов обработки заготовки линзы для обеспечения заданного угла оптической оси кристалла относительно оси симметрии детали, что обуславливает минимальное двойное лучепреломление на границе рабочего окна плоской линзы.
-3
Получение новой плоской линзы из лейкосапфира с минимальным двулучепеломлением указанным способом позволяет реализовать уникальные свойства оптической линзы, в которой при падении параллельного пучка лучей, направленных перпендикулярно поверхности линзы, двулучепреломление в центре отсутствует, а в рабочей области детали на границе не превышает величины 1⋅10, что обусловлено конусом оптических осей кристалла в плоской линзе.
На чертеже представлена схема получения плоской линзы из лейкосапфира, где 1 - заготовка линзы после высокотемпературной пластической деформации диска диаметром D=π(R+H) и толщиной Η. Ζ - оптическая ось кристалла, образующая конус оптических осей; 2 - плоская линза диаметра d толщиной h; 3 - входящая поверхности линзы.
1
2
Конкретный пример получения плоской линзы из лейкосапфира: Из диска Z-среза лейкосапфира ∅80,0×5,0 мм изготавливают вогнуто-выпуклую заготовку 1 путем пластической деформации полусферическим пуансоном радиуса 60,0 мм. Заготовку линзы 1 обрабатывают путем удаления избыточного материала методом шлифовки и полировки / ее толщины Η по оси симметрии перпендикулярно последней, формируя входящую поверхность 3 линзы с выпуклой стороны заготовки линзы 2. С вогнутой стороны заготовки центральная точка на второй плоской поверхности линзы должна находится на оси симметрии заготовки, и далее формируют выходящую поверхность линзы 2. На последней стадии изготовления плоской линзы 2 деталь округляют до диаметра линзы 40,0 мм, совмещая ось симметрии заготовки 1 и оптическую ось линзы 2.
-3
Полученная плоская линза является собирательной линзой для необыкновенных лучей с двулучепреломлением в рабочем окне (диаметром 40,0 мм) менее 1⋅10.