一种微小型透镜的镀膜方法 |
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| 申请号 | CN202110440265.3 | 申请日 | 2021-04-22 | 公开(公告)号 | CN115323338B | 公开(公告)日 | 2024-05-14 |
| 申请人 | 飞秒光电科技(西安)有限公司; | 发明人 | 房艳; 孙博; | ||||
| 摘要 | 本 申请 提供一种微小型透镜的 镀 膜 方法，涉及微小型透镜加工技术领域，包括获取透镜组，透镜组包括多个透镜，多个透镜沿透镜的径向方向并排夹持于工装内，并露出多个透镜的两个端面，以使多个透镜的端面排列形成条形表面；同时对多个透镜的一个端面镀膜；翻转透镜组，同时对多个透镜的另一端面镀膜。对整个透镜组镀膜，不会造成单个透镜的丢失损耗，对透镜的两个端面镀膜时，避免 现有技术 不易区分镀膜面而造成漏镀或重复镀的现象，降低镀膜的出错率。并且，采用将多个透镜形成透镜组整体镀膜的方式，避免了因单个透镜尺寸小，不易夹持和操作的问题，整体夹持透镜组，整体镀膜有效减少了作业时间，提高了镀膜效率，降低了操作难度。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种微小型透镜的镀膜方法，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种微小型透镜的镀膜方法技术领域[0001] 本申请涉及微小型透镜加工技术领域，具体涉及一种微小型透镜的镀膜方法。 背景技术[0002] 现有透镜加工时，采用光学冷加工形成透镜，透镜一般为圆柱体状，再对透镜的两个端面依次镀膜，然后完成后续透镜的加工，以得到最终的透镜成品。现有镀膜时常采用夹持透镜或将透镜贴在膜片镀膜。 [0003] 而对于微小型的透镜来说，因其尺寸较小，夹持透镜的工装夹具在可用材料、制作精度以及镀前清洗工艺上有所限制，使得微小尺寸的透镜无法通过工装夹具夹持的方式镀膜；而将透镜贴在膜片镀膜的方式，微小尺寸的透镜在镀前清洗时易于丢失，并且因透镜尺寸小，透镜的两个端面是否镀膜不易区分，使得镀膜出错率高。可见，微小尺寸的透镜镀膜的操作难度大，效率低。发明内容 [0004] 本申请实施例的目的在于提供一种微小型透镜的镀膜方法，能够提高微小型透镜的镀膜效率，减少透镜的损耗，降低镀膜的出错率。 [0005] 本申请实施例的一方面，提供了一种微小型透镜的镀膜方法，包括获取透镜组，透镜组包括多个透镜，多个透镜沿透镜的径向方向并排夹持于工装内，并露出多个透镜的两个端面，以使多个透镜的端面排列形成条形表面；同时对多个透镜的一个端面镀膜；翻转透镜组，同时对多个透镜的另一端面镀膜。 [0006] 对整个透镜组镀膜，不会造成单个透镜的丢失损耗，对透镜的两个端面镀膜时，先对透镜组的每个透镜的一端面同时镀膜，然后通过翻转透镜组的方向，对透镜组的每个透镜的另一端面同时镀膜，降低镀膜的出错率。采用将多个透镜形成透镜组整体镀膜的方式，避免了因单个透镜尺寸小，不易夹持和操作的问题，整体镀膜有效减少了作业时间，提高了镀膜效率，降低了操作难度。 [0007] 可选地，获取透镜组，透镜组包括多个透镜，多个透镜沿透镜的径向方向并排夹持于工装内，并露出多个透镜的两个端面，以使多个透镜的端面排列形成条形表面之后，方法包括：清洁透镜组；将清洁的透镜组放入真空室内预抽真空；二次清洁透镜组的端面。 [0008] 镀膜前对透镜进行表面处理，通过清洗、和预抽真空，对整个透镜组进行处理，避免了单个透镜因尺寸小而造成的丢失损耗。 [0009] 可选地，将清洁的透镜组预抽真空包括：在60℃～100℃、低真空下对透镜组预抽20min～30min，以抽出透镜条柱面残留的异物。 [0010] 可选地，同时对多个透镜的一个端面镀膜包括：将至少一个透镜组放入夹具内，使夹具夹持透镜组的两端，以露出透镜的端面；将至少一个夹具放在镀膜机的工件盘，至少一个夹具沿工件盘的中心圆周分布，使透镜的一个端面朝向膜料；旋转工件盘，使膜料在工件盘旋转状态下蒸镀在透镜的一个端面上。 [0012] 可选地，同时对多个透镜的另一端面镀膜包括：停止工件盘的旋转；调转夹具，使透镜的另一端面朝向膜料；旋转工件盘，使膜料在工件盘旋转状态下蒸镀在透镜的另一端面上。翻转透镜组，完成透镜另一端面的镀膜。 [0013] 可选地，膜料包括第一膜料和第二膜料，第一膜料和第二膜料为不同材料，第一膜料和第二膜料交替层叠蒸镀在透镜的端面上。 [0014] 可选地，工件盘的转动速率为30/转min～45/转min，蒸镀的时间为35min～50min。 [0015] 可选地，旋转工件盘，使膜料在工件盘旋转状态下蒸镀在透镜的一个端面上，或者，旋转工件盘，使膜料在工件盘旋转状态下蒸镀在透镜的另一端面上还包括：采用离子源照射透镜的一个端面或者另一端面。 [0016] 采用离子源辅助蒸镀，离子源照射透镜的端面，使膜料能更好地附着在透镜端面。 [0019] 本申请实施例提供的微小型透镜的镀膜方法，由透镜光学冷加工完成后得到透镜组，透镜组包括多个透镜，多个透镜沿透镜的径向方向并排夹持于工装内，并露出多个透镜的两个端面。镀膜时，将透镜组整体镀膜，能够同时完成批量透镜的镀膜。并且，镀膜时，对整个透镜组进行清洗、预抽真空等处理，相较于现有对单个透镜的镀膜，本申请对整个透镜组镀膜，清洗时不会造成单个透镜的丢失损耗，对透镜的两个端面镀膜时，先对透镜组的每个透镜的一端面同时镀膜，然后通过翻转透镜组的方向，对透镜组的每个透镜的另一端面同时镀膜，避免现有技术不易区分镀膜面而造成漏镀或重复镀的现象，降低镀膜的出错率。并且，采用将多个透镜形成透镜组整体镀膜的方式，避免了因单个透镜尺寸小，不易夹持和操作的问题，整体夹持透镜组，整体镀膜有效减少了作业时间，提高了镀膜效率，降低了操作难度。 附图说明 [0020] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。 [0021] 图1是本实施例提供的微小型透镜的镀膜方法流程示意图； [0022] 图2是本实施例提供的透镜组结构示意图； [0023] 图3是本实施例提供的夹具结构示意图； [0024] 图4是本实施例提供的工件盘结构示意图； [0025] 图5是本实施例提供的镀膜原理示意图。 [0026] 图标：100‑透镜组；101‑透镜；102‑工装；1021‑基准面；200‑夹具；301‑工件盘；3021‑第一膜料；3022‑第二膜料；303‑离子源。 具体实施方式[0027] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。 [0028] 在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0029] 还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。 [0030] 现有技术中，G‑Lens镀膜目前采用的主要固定方式有两种：一种是直径≥1.0mm、长度＞1mm的常规G‑Lens，使用工装夹具对单个透镜进行夹持后清洗镀膜；这种使用工装夹持方式镀膜时，由于工装夹具在可用材料、制作精度以及镀前清洗工艺上的限制，对G‑Lens尺寸有要求，微小尺寸透镜无法通过工装夹具夹持方式进行镀膜。 [0031] 另一种是直径＜0.5mm、长度＜1mm的微小G‑Lens，将产品清洗后贴于镀膜膜片上进行镀膜。这种将透镜贴于膜片上进行镀膜的方式也存在缺点：1)小尺寸透镜在进行镀前清洗时易丢失损耗；2)镀制S2面时不易区分镀膜面与未镀膜面；3)由于产品微小，不易操作，效率低下。 [0032] 由于G‑Lens的微小化，上述两种方式因各种限制，均无法实现微小G‑Lens的镀膜。 [0033] 为解决上述问题，本申请实施例提供一种微小型透镜的镀膜方法，在光学冷加工完成后，不将工件拆成单个透镜101，而是对整条工件进行擦拭，放入特定的工装102、夹具200上进行镀膜。 [0034] 具体地，请参照图1，本申请实施例提供一种微小型透镜的镀膜方法，适用于光学冷加工过程整条加工的透镜101，并且该方法在冷加工后使用，对于尺寸较小的微小型透镜101进行镀膜，示例地，本申请以透镜101规格为φ0.215mm、L＝0.47mm为例，进行说明。 [0035] 该方法包括： [0036] S100：获取透镜组100，透镜组100包括多个透镜101，多个透镜101沿透镜101的径向方向并排夹持于工装102内，并露出多个透镜101的两个端面，以使多个透镜101的端面排列形成条形表面。 [0037] 在透镜101光学冷加工完成后，即可获取透镜组100。也就是说透镜组100就是透镜101光学冷加工完成后的透镜101状态。 [0038] 透镜组100包括多个透镜101，多个透镜101沿透镜101的径向方向并排夹持于工装102内，多个透镜101的两个端面从工装102露出，这样获取的透镜组100，因多个透镜101的端面排列形成条形表面。 [0039] 要将多个透镜101排列形成透镜组100，在S100之前，也就是在光学冷加工时，可通过光学冷加工的方式直接形成透镜组100，此处对于光学冷加工的过程不再赘述。 [0040] 形成的透镜组100如图2所示，工装102具有夹持区域，夹持区域为四个平面依次连接形成的四边形区域，四边形区域中和透镜101直径匹配的一个端面为基准面1021，第一个透镜101的圆周面贴合该端面(基准面1021)，后续多个透镜101依次并排设置在工装102的夹持区域内，多个透镜101的圆周面依次相互贴合，工装102的夹持区域将多个透镜101夹持，方便后续整体镀膜处理。 [0041] 这样一来，将多个透镜101进行夹持，解决了单个微小型透镜101无法夹持的问题。 [0042] 镀膜前，对透镜101进行表面处理，具体包括： [0043] S101：清洁透镜组100。 [0045] S102：将清洁的透镜组100放入真空室内预抽真空。 [0046] 将清洁过的透镜条放入镀膜机真空室进行预抽。在60～100℃、低真空环境下对透镜条整体预抽20min～30min，抽真空的作用是抽出透镜条柱面残留的异物。 [0047] S103：二次清洁透镜组100的端面。 [0048] 从真空室内取出透镜组100，二次清洁为镀膜前的清洁，是在高倍显微镜下使用棉签蘸酒精将透镜条端面残留异物擦除，以保证镀膜时的效果。 [0049] 上述清洁和预抽真空时，是对整个透镜组100进行处理，因此避免了单个透镜101因尺寸小而造成的丢失损耗。 [0050] S110：同时对多个透镜101的一个端面镀膜。 [0051] S111：将至少一个透镜组100放入夹具200内，使夹具200夹持透镜组100的两端，以露出透镜101的端面。 [0052] 一个工装102可夹持多个透镜101，形成透镜组100(透镜条)；一个夹具200可夹持至少一个透镜组100，夹具200夹持的透镜组100数量越多，批量镀膜的透镜101数量越多。 [0053] 如图3所示，夹具200内夹持多个透镜组100，多个透镜组100排列设置，以露出每个透镜101的两个端面，便于后续向端面镀膜。 [0054] S112：将至少一个夹具200放在镀膜机的工件盘301，至少一个夹具200沿工件盘301的中心圆周分布，使透镜101的一个端面朝向膜料。 [0055] 将夹具200放在镀膜机的工件盘301上镀膜，工件盘301上可放置至少一个夹具200，当工件盘301上放置多个夹具200时，如图4所示，多个夹具200沿工件盘301的中心圆周分布。 [0056] 如图5所示，膜料位于工件盘301的下方，工件盘301上的每个透镜101的一个端面朝向膜料放置，即将透镜101沿透镜101的径向方向竖直放置，这样透镜101的两个端面分别朝上、下两个方向，朝下的端面刚好面对膜料。 [0057] S113：旋转工件盘301，使膜料在工件盘301旋转状态下蒸镀在透镜101的一个端面上。 [0058] 启动镀膜机，使工件盘301旋转，工件盘301的转动速率为30/转min～45/转min。工件盘301旋转时，膜料被电子枪加热蒸发，蒸发的膜料向上运动，蒸镀在透镜101的端面上。 [0060] 工件盘301的转动可保障批量镀膜时每个透镜101上附着膜料的均匀度。 [0061] 同时，为加强膜料附着在透镜101端面的附着力，可采用离子源303辅助蒸镀。离子源303位于工件盘301的下方，采用离子源303照射透镜101的该端面，使膜料能更好地附着在透镜101端面。 [0062] 并且，可使膜料和离子源303靠近工件盘301的中心投影处，膜料和离子源303错位设置，以使膜料蒸镀时能均匀覆盖工件盘301上的每个透镜101，离子源303照射的能量能均匀覆盖工件盘301上的每个透镜101，以提高膜层牢固度及致密性。 [0063] 更进一步地，如图5所示，膜料包括第一膜料3021和第二膜料3022，第一膜料3021和第二膜料3022为不同材料。第一膜料3021蒸镀时，采用离子源303照射，在透镜101的端面形成第一膜层，然后第二膜料3022蒸镀，还采用离子源303照射，在第一膜层上形成第二膜层，如此往复，在透镜101的端面上形成交替的第一膜层和第二膜层。 [0064] 其中，第一膜料3021可为二氧化硅(SiO2)，则第二膜料3022可为五氧化二钽(Ta2O5)，或者，第一膜料3021为五氧化二钽(Ta2O5)，第二膜料3022为二氧化硅(SiO2)，第一膜料3021和第二膜料3022交替层叠蒸镀在透镜101的端面上，第一膜料3021和第二膜料3022分别位于离子源303的两侧设置。 [0065] 当然，第一膜料3021和第二膜料3022并不限于上述材料，具体可根据需要选择。 [0066] 上述蒸镀时，因多个夹具200沿工件盘301的中心圆周分布，每个透镜101的一个端面均朝向膜料，使批量的多个透镜101能同时进行蒸镀，提高蒸镀效率。 [0067] S120：翻转透镜组100，同时对多个透镜101的另一端面镀膜。 [0068] 将透镜101的一个端面蒸镀完成后，暂停镀膜机等设备，工件盘301停止转动，将工件盘301上的夹具200调转方向，使每个透镜101的另一端面朝向膜料。 [0069] 然后启动镀膜机，再次旋转工件盘301，按S113步骤使膜料在工件盘301旋转状态下蒸镀在透镜101的另一端面上，完成对批量透镜101两个端面的镀膜。 [0070] 因镀膜时，是对整个透镜条的端面进行镀膜，一个端面镀膜完成后，整体翻转夹具200，对整个透镜条的另一端面镀膜，因此不会出现批量的单个透镜101镀膜时，不易区分哪些透镜101的端面已镀膜、未镀膜的情况，降低了出错率。 [0071] S131：拆除多个透镜101。 [0072] 采用夹具200将多个透镜101镀膜后，将镀膜好的透镜条从夹具200上拆下，并使用相应溶液浸泡透镜条，以拆除透镜条的多个透镜101，得到单个透镜101。 [0073] S132：超声波清洗透镜101，清洗时间30min～35min。 [0074] 将单个透镜101用超声波清洗机清洗30min～35min，以清洁透镜101的表面，得到干净的单个透镜101。 [0075] 本申请实施例提供的微小型透镜的镀膜方法，由透镜101光学冷加工完成后得到透镜组100，透镜组100包括多个透镜101，多个透镜101沿透镜101的径向方向并排夹持于工装102内，并露出多个透镜101的两个端面。镀膜时，将透镜组100整体镀膜，能够同时完成批量透镜101的镀膜。并且，镀膜时，对整个透镜组100进行清洗、预抽真空等处理，相较于现有对单个透镜101的镀膜，本申请对整个透镜组100镀膜，清洗时不会造成单个透镜101的丢失损耗，对透镜101的两个端面镀膜时，先对透镜组100的每个透镜101的一端面同时镀膜，然后通过翻转透镜组100的方向，对透镜组100的每个透镜101的另一端面同时镀膜，避免现有技术不易区分镀膜面而造成漏镀或重复镀的现象，降低镀膜的出错率。并且，采用将多个透镜101形成透镜组100整体镀膜的方式，避免了因单个透镜101尺寸小，不易夹持和操作的问题，整体夹持透镜组100，整体镀膜有效减少了作业时间，提高了镀膜效率，降低了操作难度。 [0076] 进一步地，本申请实施例的镀膜方法，将现有镀膜整个过程中需要拆条清洗、镀前清洗和镀后清洗共三次超声波清洗整合为只需要在镀制完成后进行一次超声波清洗，减少了作业时间。由于整个镀膜过程是对整条透镜条进行操作，降低了操作难度，因此效率得到了提升；减少了透镜101损耗；易于分辩镀膜面与未镀膜面，降低出错率。 [0077] 以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。 |
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