超精密加工非球面镜片加工自由曲面【沂普光电

  突破传统光学成像系统设计理论和方法,将自由曲面引入光学成像系统中,极大地提高了系统的成像质量和能量的传输效率;采用先进数控超精密制造技术加工自由曲面光学元件,解决了自由曲面光学元件加工的技术瓶颈。开发了自由曲面控制网格的节点矢量的精确计算方法,以及多轴超精密数控加工光学自由曲面的自动编程及其刀具轨迹仿真系统,建立了自由曲面三维拓扑预测模型与优化系统,研发了多个自由曲面测量及评估方法并搭建了自由曲面光学设计、加工、测试一体化的集成平台。上述核心技术有助解决国际上对复杂自由曲面光学元件在超精密加工及纳米级表面测量中的关键技术难题。研究成果推动了超精密加工及纳米测量领域内的技术进步。

  基于自由曲面的多类型、高精度光学系统,其主要应用技术为自由曲面光学技术。自由曲面光学是继球面、非球面光学之后的第三代光学技术,其突破原有光学系统因回转对称结构而存在的大畸变和大结构的束缚,大幅缩小光学系统体积,增强光学成像质量。但同时,自由曲面相比球面和非球面光学系统结构,在设计、制造以及检测端均具有较大的挑战性。团队通过自主算法建立复杂自由曲面模型,引入加工精度的公差分析以获得模型空间与加工空间的相互转换关系;通过超精密加工中心、精密注塑机、精密镀膜机,匹配万级及百级净化车间,利用柱面坐标加工、注塑工艺自动调节、PVD气相沉积等技术,制备高精度光学模仁、镜片及模组;通过光学检测设备结合算法开发验证产品的尺寸精度及光学性能,保证微纳米级精度。

  自由曲面镜在照明端、成像端等现代光学领域应用广泛,目前处于成长期。公司市场定位聚焦在To B制造端,利用自身强大技术优势开发高端光学产品,引领光学领域朝着高精度、高性能、多类型发展。

  在虚拟现实领域,随着5G网络、人工智能、电商模式的推广,终端设备将具有较大发展潜力和商业应用价值。目前,公司开发的多款虚拟现实光学模组已供货华为、影创科技、水晶光电、惠牛科技、耐德佳等企业,占国内该领域终端设备的60%以上,在To B端具有较大市场份额。

  在投影显示领域,利用自由曲面的折反式光学投影系统具备投射比低、成像质量优异等性能,近年来市场逐步扩大。但核心光学模组基本被以理光为主的国外企业垄断。公司成功研发并量产投影尺寸横跨15~100寸、投射比小于0.3的DLP和LCOS光机模组,已供货海信、一数科技、歌尔等企业,市场份额占40%左右。

  另外,在激光打印扫描领域,其核心组件-激光扫描模组(LSU)长期被国外垄断,公司成功研发并量产国内首款全自主LSU,分辨率、光斑大小等参数均在理想指标之内,已供货中船重工707所、天津光电等集团,成为国内第一家可全自主生产LSU的企业。

  因此,公司结合自身优势及国内外形式,战略定位在打破高端光学产品的国外垄断,在市场上形成一系列应用自由曲面的全自主光学产品。

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