高精度光学元件控时磨削方法研究

高精度、大口径光学元件的需求量与日俱增,传统铣磨-研抛-修形工艺路线因其较低的加工效率面临挑战.为提高光学元件制造效率,使其能快速达到最终修形工序的入口条件,本文将柔性砂带磨削工具引入光学确定性加工.通过研究光学元件控时磨削材料去除机理,提出一种新的材料去除方法,通过控制关键加工参数,成功获得了高效可控的去除函数.根据理论分析搭建了光学元件控时磨削样机,在一块200 mm×200 mm的平面微晶玻璃上进行控时磨削实验.结果表明面形误差由2.31μm PV、0.38μm RMS收敛至1.76μm PV、0.27μm RMS,过程用时仅53 min,效率为同尺寸磁流变抛光轮的10倍以上.控时磨削在修形同时可将微晶玻璃的毛面迅速抛亮,满足波面干涉测量要求.结果验证了光学元件高效控时磨削方法误差收敛的可行性,有望大幅缩短最终修形工艺前的研磨抛光加工周期.     

基于熵增原理抑制磁流变抛光中高频误差

采用信息熵作为去除函数驻留点随机分布的测度，基于熵增理论设计了局部随机加工路径，有效抑制磁流变抛光的中高频误差．在自研的KDMRF-1000F磁流变抛光机床上进行实验研究，局部随机路径加工区域的中高频误差明显小于光栅扫描路径加工区域．直径为98mm的平面镜，一次迭代修形（7．46min），面形误差峰谷值提高到0．0622（2=632．8nm），均方根误差提高到0.010λ,且未见明显的尖峰状中高频误差．实验结果表明，基于熵增原理设计的局部随机路径能有效地抑制磁流变加工的中高频误差．     

缺血性大鼠腹膜粘连模型的建立

目的研究建立稳定、可靠的缺血性大鼠腹膜粘连模型的方法。方法40只SD大鼠随机分成五组:A组-手术对照组、B组-创伤致粘连组、C组-结扎蚓突动脉致粘连组。其中C组又分成C1组(轻度结扎)、C2组(中度结扎)、C3组(重度结扎组)。B组用手术刀片轻刮大鼠蚓突浆膜面、C组通过结扎蚓突动脉主干来造腹膜粘连。手术后2周再次打开腹腔评定粘连程度,并取局部蚓突组织行病理学检查。结果①粘连程度:A组除1例发生Ⅰ级粘连外,其余7例均未发生粘连;B、C1、C2组间的粘连程度无显著性差异(P>0.05),而C3组的粘连程度显著高于前三组(P<0.05)。②病理学检查:A组蚓突组织未见明显的病理反应;B组蚓突浆膜层有明显的浆液性炎症,并伴有大量的炎性肉芽组织和纤维组织形成;C组病理改变类型同B组相仿,但范围遍及浆膜层至粘膜下层,且C3组的病理改变程度明显重于C1、C2组。结论通过结扎大鼠的蚓突动脉可制得稳定、可靠的缺血性腹膜粘连模型,这为进一步对缺血性腹膜粘连的防治研究提供了实验基础。     

计算机控制光学表面成形中的频域分析

计算机控制光学表面成形（CCOS）工艺容易在光学零件表面产生中高频误差,从而影响光学系统的性能.为了对中高频误差进行有效控制,以卷积积分模型为基础,主要考虑加工过程的材料去除有效性,提出了修形能力值、材料去除有效率等概念,定量分析了CCOS工艺过程对不同频率成份误差的修正能力.分析得出CCOS工艺过程的材料去除有效率取决于工艺过程的去除函数,正好等于去除函数傅里叶变换的归一化幅值谱.最后,利用离子束成形工艺进行了3个正弦函数面形的刻蚀试验,对理论进行了验证.本文所采用的方法和得出的结论为分析和优化CCOS工艺提供了强有力的数学支持.     

光学外差干涉法检测激光超声振动

激光超声振动是在纳米级别的微弱振动,受环境噪声的影响比较大,且使用传统方法所得到的探测信号强度太低,不利于检测,系统信噪比也比较低。针对这个问题,使用组合透镜对激光进行聚焦,提高探测信号强度,并设计具有较高灵敏度的双光路差分干涉系统,将参考信号与探测信号的强度差控制在理想范围内。实验结果表面,探测信号的强度可达到648m V,与传统方法相比有10倍左右的提升,解调出的振动信号失真度较小,信噪比可达115。该系统对位移的分辨率可达0.03 nm。