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研究生: 莊賀喬
Ho-Chiao Chuang
論文名稱: 非球面鏡片形狀誤差修正之研究
A Study on the Form Error Compensation for Aspheric Lens
指導教授: 左培倫
Pei-Lum Tso
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年: 2002
畢業學年度: 90
語文別: 中文
論文頁數: 85
中文關鍵詞: 非球面鏡片成型研磨拋光拋光墊
外文關鍵詞: Aspheric Lens, Generation, Lapping, Polishing, Pad
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  • 本論文主要目的是探討光學非球面鏡片在製作的過程中,包括成型與拋光階段的加工參數對鏡片的形狀精度與表面粗糙度之影響。藉由不同加工參數的實驗結果,提出改善鏡片形狀精度誤差與表面粗糙度要求所需較為有效的加工改進方法。
    本文的實驗分為成型(Generation)、研磨(Lapping)與拋光(Polishing)三大部分去探討各階段不同的加工參數對鏡片精度影響的程度。成型部分,主要是探討砂輪傾角與工件轉速對鏡片形狀精度與表面粗糙度的影響。研磨(Lapping)部分,主要是探討壓力分佈均勻與否、磨砂粒徑大小、拋光墊種類對鏡片形狀精度與表面粗糙度的影響。拋光部分,主要是針對鏡片的表面粗糙度做改善。拋光後鏡片的形狀精度(P-V)可達0.6929μm,表面粗糙度(Ra)可達124 nm。


    The purpose of this research is to study about the effect of various parameters on the aspheric lens during the generating and polishing process. By applying the experiment results, an effective method is proposed for improving the form accuracy and the surface roughness.
    The experiment of this research is taken into three stages including the lens generation、lapping and polishing. We researched the effect level of the lens accuracy when applying the different working conditions to each stage. In the first stage of the experiment, we discussed the effect of the lens form accuracy and surface roughness by altering the angle of inclination between the cup wheel and the lens surface, and also the work rotational speed. In the second stage of the experiment, we discussed the effect of the lens form accuracy and surface roughness by applying the different abrasive size and lapping pads. In addition, we also concern the uniformity of the lapping pressure distribution. In the third stage of the experiment, our research is focused on the lens surface roughness. After polishing process, a form accuracy of 0.6929μm P-V and a surface roughness of 124 nm Ra were obtained.

    目 錄 摘要 ................................................... Ⅰ 致謝 ................................................... Ⅲ 目錄 ....................................................Ⅳ 圖表目錄 ............................................... Ⅵ 第一章 簡介 1.1 研究背景 .......................................... 1 1.2 研究動機 .......................................... 2 1.3 問題描述 .......................................... 5 第二章 文獻回顧 ........................................ 7 第三章 光學非球面鏡片 3.1 非球面鏡的定義 ................................... 14 3.2 非球面鏡的設計 ................................... 16 3.3 非球面鏡的製程 ................................... 19 3.4 非球面鏡片的應用 ................................. 24 第四章 實驗設備與實驗規劃 4.1 實驗設備 ......................................... 28 4.2 實驗材料之選定 ................................... 34 4.2.1 鏡片材料 ........................................ 34 4.2.2 磨砂與拋光液 .....................................36 4.2.3 拋光墊 .......................................... 37 4.3 實驗規劃 ......................................... 39 4.3.1 成型實驗規劃 .................................... 39 4.3.2 研磨實驗規劃 .................................... 41 4.3.3 拋光實驗規劃 .................................... 43 4.4 實驗與量測流程 ................................... 44 第五章 鏡片成型與形狀精度之探討 5.1 非球面鏡片成型 ................................... 46 5.2 成型時鏡片中心點凹陷問題成因 ..................... 51 5.2.1 成型時鏡片中心點凹陷問題的解決方法 .............. 52 5.3 鏡片轉速對鏡片形狀精度與表面粗糙度的影響 ......... 59 5.3.1 輻射狀工作速度與螺旋間距的關係 .................. 60 第六章 鏡片拋光與精度之探討 6.1 壓力對鏡片形狀精度之影響 ......................... 66 6.2 研磨(Lapping)對鏡片表面粗糙度之影響............... 70 6.3 拋光墊對鏡片形狀精度與表面粗糙度的影響............ 75 6.4 拋光 ............................................. 77 6.5 非球面光學干涉量測 ............................... 79 第七章 結論與未來展望 7.1 結論 ............................................. 81 7.2 未來展望 ......................................... 83 附錄 參考文獻 ........................................ 84

    附錄 參考文獻
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