激光钕玻璃的批量制造流程包括:连续熔炼、精密退火、包边三个工艺环节。
连续熔炼是激光钕玻璃批量制造的核心环节,它包括配料、熔化、除羟基、除气泡和除铂金、均化、成型、隧道窑退火和切割。充分混合的高纯原料不间断投入到熔化区中,经高温熔化后流入除羟基区,采用连续熔炼动态除羟基技术高效消除玻璃熔体中的羟基,除羟基后的玻璃熔体流入澄清区,依据反应动力学原理,消除玻璃中的气泡和铂颗粒。澄清后的玻璃熔体流入均化区,使用流体仿真设计的搅拌器充分搅拌均匀,以达到10-6光学均匀性要求。均化后的玻璃熔体经铂金管流入成型区,通过成型区的温度场精确控制,流料管几何尺寸和模具的精确设计,实现大尺寸、高均匀性、稳定成型。
成型后的玻璃进入特殊设计的退火区,从600摄氏度缓慢冷却至室温,在退火区的末端,切割成长约1米的坯片,参数检验合格的钕玻璃坯片进入精密退火炉,经过一个升温、保温和缓慢降温的工艺过程,消除应力,应力检验合格的钕玻璃片,迸入批量制道的另一个核心环节——包边。
采用自主研发的包边胶,将加工好的钕玻璃和自主研发的包边玻璃进行粘接,这一过程为包边,包边结束后形成最终的钕玻璃原件。设计开发的包边胶,耐强氙灯泵浦光、强激光、交变热应力等破环,并实现了优异的钕玻璃包边所需的各种性能,建立了包边压缩流体运动模型,对包边过程进行仿真模拟,实现了包边工艺参数的优化,以优化的工艺参数,设计、验证、建设的批量包边系统。实现了包边非接触式检测、机械化包边以及包边全流框质量控制,使批量包边生产高效,产品性能稳定可靠。
钕玻璃包面进行光学加工后,进行包边面形检测、匹配和数据传输。之后钕玻璃进入包边预检单元,通过机器视觉系统,进行尺寸、角度、光洁度等指标的检测和筛选。对检测合格的钕玻璃和包边玻璃,进行机械化包边,包边过程中,中央控制子单元,根据已存储的包边面形数据和预检测数据,实时处理检测与反馈子单元采集的包边胶层信息,并向压力控制与传感子单元发送指令,进行胶层厚度与均匀性控制,实现无附加应力的包边。
来源:中国科学院上海光学精密机械研究所((http://kepu.siom.ac.cn/video/201707/t20170727_378956.html)
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