الوضع الحالي والبقع الساخنة لتكنولوجيا المعالجة البصرية في الصين

في الوقت الحاضر ، بعض الشركات التي تقبل أصناف واحدة ولديها عدد كبير من أوامر التجارة الخارجية لديها قدرة ضعيفة على مقاومة تأثير الأزمة المالية الدولية. تحتاج الشركات ذات الصلة على وجه السرعة إلى تعديل الهيكل الصناعي ، والبحث عن أصناف إنتاج جديدة ومتنوعة ، وتشجيع تحول الإنتاج لكسب حيوية جديدة. في مواجهة هذا الوضع ، كيف يمكن للصناعة الالكترونية البصرية الالكترونية تحويل الأزمة إلى فرصة؟ ما هي الأولوية القصوى لهذه الصناعة؟ أعتقد أننا يجب أن نستغل الصناعات الساخنة ، ونستغل الموضوعات الساخنة ، ونلتزم بالصعوبات ونركز على الاختراقات للبحث عن تطورات جديدة في الصناعات الجديدة.

لذا ، ما هي النقاط الساخنة الحالية للمعالجة البصرية في الصين؟ رأيي هو أربع كلمات: صغيرة ، كبيرة ، صلبة ، جيدة.

1 "صغير" - مكونات بصرية مصغرة

وتشمل المكونات الدقيقة البصرية العدسات الصغيرة والعدسات اللاصقة الصغيرة (الزجاج والبلاستيك) والميكروفيمس والصفيحات الصغيرة ومستوي العدسات وألواح صفيف المنشور وما شابه ذلك.

في السنوات الأخيرة ، تطورت صناعة المعلومات البصرية بسرعة ، وظهرت صناعة تكنولوجيا المعلومات بسرعة. ازداد تدريجيا الطلب على الكاميرات الرقمية وأجهزة العرض والماسحات الضوئية الرقمية والمكونات البصرية للاتصال البصري وغيرها من المنتجات ، وشكل تطوير نماذج للتصغير صناعة ضخمة جديدة - صناعة البصريات الدقيقة.

تصميم المنتجات والبرمجيات لصناعة المعلومات البصرية الإلكترونية في الصين ليست بعيدة عن المستوى الدولي. الفجوة أكبر في المواد والعمليات والتصنيع. يجب علينا زيادة الاستثمار في هذه المجالات الثلاثة لإجراء البحوث الرئيسية. فيما بينها ، يجب أن تكون عملية تشكيل حافة العدسة العدسة والتصوير بالحقن اللاصقة البلاستيكية لعملية الصب الأكثر أهمية.

1.1 عملية تشكيل هدب عدسة

تستخدم العدسات الكروية الكبيرة والمتوسطة عادةً مركز التجليخ والتلميع شبه الكروي ، أي تلميع حول المركز التقريبي للكرة. من تحليل الديناميكيات ، فإن هذه التكنولوجيا لديها ظاهرة توزيع الضغط غير المتكافئ وسوء جودة المعالجة. معالجة آلة تنحنح المجال الصغير هي بشكل أساسي معالجة أحادية الشريحة تنهي حركة الطحن والتلميع حول المركز الدقيق للكرة. المعالجة أعلى من الضغط ، سرعة المعالجة سريعة ، والجودة عالية والاستقرار جيد.

يتحرك العمود العلوي للناقل السفلي فقط لأسفل ، ويتقاطع بشكل صارم مع أعمدة العمود السفلي والعمود السفلي ، مما يضمن أن القضيب السفلي يمكن أن يتأرجح بدقة بدقة 0.01 مم ، والتي لا تتغير مع تآكل العدسة سطح - المظهر الخارجي. أثناء المعالجة ، يمكن قراءة سماكة العدسة من مؤشر الاتصال بدقة ± 0.01 ملم. باستخدام آلة تنحنح لطحن وتلميع جانب واحد من العدسة 7 ملم ، وسرعة المعالجة أسرع بكثير من ذلك في الجزء العلوي عندما يستغرق حوالي 2 دقيقة.

1.2 عملية صب حقن للتصوير العدسات اللاصقة البلاستيكية

عملية إنتاج البلاستيك حقن صب aspherical المستخدمة للإضاءة وتسليط الضوء في الصين ناضجة نسبيا. هناك أيضا العديد من مخارط الماس المستخدمة في صنع النوى. في الوقت نفسه ، يزداد الطلب على الأسطح البلاستيكية غير كروية أيضًا ، مثل عدسات الكاميرات الرقمية والكاميرات الرقمية. تستخدم العدسات اللاصقة البلاستيكية لمسح العدسات. ومع ذلك ، في الوقت الحاضر ، لا تمر نوعية العدسات اللاصقة البلاستيكية من خلال الكثير. وطالما أننا ندرس بعناية قياسات السطح غير الآسنة ، مثل أداة التعريف البريطانية Formtalysurf ، ومقياس التداخل تحت سطح البحر الأمريكي ومقياس التداخل في المنطقة ، فإن هذه العملية يمكن أن تكون اختراقاً.

2 "كبيرة" - طائرات زجاجية كبيرة وعدسات كبيرة ومرايا كبيرة غير كروية

شاشة تلفزيون LCD أو شاشة بلازما ، "Shenguang III" ، وكاميرا جوية ، وكاميرا فضائية ، وعدسة تصوير ضوئية ، وتلسكوب فلكي متعدد الأوجه متعدد الأوجه في مجال واسع النطاق (LAMOST) ، وتليسكوب فلكي بصري ذاتي التكيف يبلغ 20 مترًا يمكن تصنيعه في المستقبل هناك العديد من الطائرات الزجاجية الكبيرة والمرايا الكبيرة.

بالنسبة لهذه المناطق ، قامت العديد من الوحدات في الصين بإدخال أدوات آلة CNC على مستوى واسع ، كروية وآسنية. على سبيل المثال ، قدم مركز أبحاث الصك الفلكي نانجينغ الولايات المتحدة 3.2 م عصابة قاذف ؛ قدم مركز تشنغدو لدراسات الهندسة الضوئية آلات الطحن والتقطيع الضخمة للماس المخروطية الروسية بحجم 500 مم ، وآلات متعددة لتلميع الصفيحة الضوئية CNC ذات ثلاث محاور ، وأربع محاور ، وخمس محاور. يقدم مركز شنغهاي الحديث المتقدم المتطور للتصنيع الدقيق سلسلة من الأجهزة البصرية والتفتيش البصرية فائقة الدقة بحجم 400 مم ومعدات كروية وغير كروية ، وكلها معدات ضرورية لتصنيع مكونات بصرية كبيرة.

بالإضافة إلى ذلك ، تم تطوير أدوات آلة CNC على نطاق واسع ، كروية و كروية بشكل تدريجي في الصين. على سبيل المثال ، الملمع الدائري النشط CNC ذو الدقة العالية والذي يبلغ 4 أمتار والذي طورته شركة Nanjing Lisheng Optomechanics Co.، Ltd. هو حاليًا أكبر آلة تلميع في الصين. لقد طورت HIT ماكينة طحن مستديرة للقطر الملمعة فائقة الدقة بقطر 600 مم وأداة تشطيب سوبر لكر 600 ملم. طورت Aerospace 303 آلة Nanosys 300 غير كروية. وقد وضعت Northelg PPS 100 عالية الدقة مستو عد البصري التحكم الآلي آلة تلميع السرعة. ومن الجدير بالذكر أن معدات المعالجة الشعاعية الأيونية الحالية للمعهد الوطني للعلوم الدفاعية والتكنولوجيا قد حققت تقدمًا كبيرًا في تطوير ظروف تصنيع الأجزاء البصرية فائقة الدقة. يتم تطوير مكونات بصرية دقيقة على نطاق واسع ومرايا بصرية أو عدسات بصرية في الصين بشكل رئيسي في المعاهد والجامعات. على سبيل المثال ، مركز تشنغدو لدراسات البصريات الهندسية ، ومعهد تشانغتشون للبصريات ، ومعهد تشنغدو للإلكترونيات الضوئية ، ومعهد شنغهاي للبصريات والإلكترونيات ، والمعهد ال 45 للصناعة الإلكترونية ، ومركز نانجينغ لتطوير الأدوات الفلكية ، والجامعة الوطنية لتكنولوجيا الدفاع ، وجامعة سوتشو ، وجامعة تشجيانغ.

ومع ذلك ، فإن المكونات الضوئية الدقيقة الحالية في الصين والمرايا والعدسات البصرية لا تستطيع تلبية الاحتياجات. على سبيل المثال ، كاميرا الفضاء المستخدمة في القمر الصناعي "God Five" تستخدم مرآة كربيد السيليكون الروسية. بالإضافة إلى ذلك ، لم تصل عدسة الطباعة الحجرية في الصين إلى المستوى الدولي ، ولا تزال بحاجة إلى استثمار كبير.

3 "صلبة" - بلورات بصرية صلبة

كربيد السيليكون (SiC) له صلابة Mohs من 9.5 ، كثافة منخفضة ، وانخفاض معامل التمدد. وهو عبارة عن بلورة سداسية متناحية وهو عبارة عن مادة بصرية فضائية ناشئة. الياقوت / روبي (Al2O3) لديه صلابة Mohs من 9 ، وهو بلورة سداسية متباينة وهو مادة بصرية قيمة. روبي هو مادة ليزر مضيئة ، الياقوت والياقوت هي مواد نافذة الأشعة تحت الحمراء ، والياقوت هو أيضا مادة ركيزة جيدة. ارتفاع مؤشر الانكسار الياقوتي ، وصلابة عالية ، ملونة ، ولكن أيضا زخارف قيمة و "لا ترتقي" المواد السطحية عالية الجودة. العقيق من معدن الإيتريوم المغلف بالإيتريوم (YAG) له صلابة موس من 8 إلى 8.5 وهو عبارة عن مادة ليزر صلبة بالقرب من الأشعة تحت الحمراء. تحتوي بلورة الكوارتز (SiO2) على صلابة موه من 7 ، وهي عبارة عن بلورة سداسية متباينة وهي عبارة عن مادة بصرية عالية الجودة في مجالات الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. حاليا الأكثر شعبية هي المعالجة البصرية من كربيد السيليكون والأحمر والياقوت.

لا يزال الصهر وتعديل السطح والمعالجة البصرية لمواد SiO2 في مرحلة التطوير والبحث في الصين. حققت الأبحاث الخاصة بأبحاث معهد شنغهاي للبحوث سيليكات ، ومعهد شيان للبصريات ، ومعهد شانغهاي للتكنولوجيا ، ومعهد نانجينغ الفلكي للتكنولوجيا البصرية ، تقدمًا مُرضًا. في الوقت الحاضر ، طورت الصين مرآة شبه كروية SiO2 للتصوير بقطر خروج يبلغ 520 مم ، بقطر أمامي يبلغ 800 ملم.

الياقوت لديه صلابة عالية ، وطريقة معالجة خاصة ، والكثير من الابتكارات في هذه العملية ، مع التركيز على الطحن الناعم. يمكن استخدام المواد الكاشطة ومواد التلميع مع مساحيق الماس أو الماس ، مع أحجام الجسيمات من w1 ، w0.5 ، w0.25 ، وأكثر من ذلك ؛ الماس يمكن أن تستخدم أيضا لتلميع الجلد. قد يكون قالب تلميع القالب عبارة عن قالب صلب ، أو قالب من الماس ، أو قالب من النحاس أو قالب من الأحجار الكريمة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لسائل التلميع الكيميائي SiO2 أيضا تحقيق نتائج جيدة.

4 "غرامة" - فائقة البصرية عدسة بصرية أو عنصر بصري

4.1 تجهيز سطح بصري فائق النعومة

أصبحت متطلبات دقة الشكل السطحي وخشونة السطح على الأسطح البصرية أعلى وأعلى ، كما تحتاج العدسات البصرية (عدسات الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية ، إلخ) إلى جودة تصوير محدودة الانعراج ، كل ذلك أدى إلى ظهور عدد جديد من تقنيات المعالجة في superfinishing. وتشمل الأساليب: تكنولوجيا التحكم العددي بالحاسوب الرقمي (CCOS) ، تكنولوجيا التلميع المغنطيسي (MRF) ، وتكنولوجيا IBF (تلميع شعاع الأيونات). في 1980s ، بدأت الصين لدراسة CCOS ، والآن قد نضجت التكنولوجيا الخاصة به ؛ في التسعينيات ، بدأت الصين في دراسة تقنية MRF ، وقد حققت تقدمًا كبيرًا. في السنوات الأخيرة ، بدأت QED Technologies of the United States في توفير تكنولوجيا MRF ومعداتها. وفي الوقت نفسه ، تستخدم تكنولوجيا جامعة National Defense تكنولوجيا IBF لتعديل الأسطح البصرية بحدة 1 nm.

مقياس التداخل السطحي الموجي الرقمي هو الأداة الرئيسية للكشف عن دقة المظهر الجانبي للسطح. في عام 1985 ، أكملت الصين تطوير النموذج الأولي الأول. في السنوات الأخيرة ، طورت جامعة نانجينغ للعلوم والتكنولوجيا مقياس تداخل كروي صغير ، منخفض التكلفة ، سهل الاستخدام ، وحصة سوقية عالية. وقد طوروا مؤخرًا مقياس تداخل بالأشعة تحت الحمراء بقطر خروج يبلغ 600 مم من أجل Shenguang III. في قياس أشكال السطح غير الكهربية ، تم اقتراح طريقة قياس التداخل تحت الأرض وطريقة تقسيم المناطق في الخارج ، ويمكن قياس السطوح المستوية أو الكروية أو شبه اللاصقة مباشرة باستخدام مقياس تداخل.

4.2 فائقة الدقة البصرية عدسة فائقة الدقة التكنولوجيا

التركيب البصري الفائق الدقة هو ضمان هام آخر لإنتاج العدسات البصرية القريبة من الانعراج. إن المخرطة الرأسية فائقة الدقة هي مفتاح التركيب البصري الدقيق للغاية.

إن أول أداة في الصين هي أداة تمركز دقيقة بقطر 500 مم تنتجها Chengdu Optoelectronics. المغزل للأداة عبارة عن هيكل محمل فائق الدقة مع نقطة انطلاق نصف قطرية وجريان محوري يبلغ 1 ميكرومتر. الآن ، وصل معدل الدوران الشعاعي للمحامل الهيدروستاتيكية في أدوات الآلات المركزية في الخارج إلى 0.1μm ، ووصل معدل الدوران الشعاعي لمحامل الهواء إلى 0.05μm.

يعتمد التركيب البصري فائق الدقة على مغزل أداة الماكينة. ينتقل مركز ثقل العدسة على مغزل أداة الماكينة ، وذلك لتحقيق مدرسة فائقة الدقة تعتمد على المحور البصري. ويمكن أيضًا ضبطه وفقًا لمتطلبات تصوير العدسات أثناء عملية التثبيت. العدسات فائقة الدقة هي أعلى متطلبات العدسات البصرية. ومن الأمثلة النموذجية على عدسات الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية وعدسات قياس التداخل وعدسات المعايرة بالتلسكوب وكاميرات الفضاء.

أحدثت عدسة التصوير الفوق بنفسجية فائقة الأشعة فوق البنفسجية 193 نانومتر في بلدنا تحديات كبيرة للتصميم البصري والمعالجة البصرية والتركيب البصري. وفقًا للتقديرات الأولية ، إذا كان مطلوبًا أكثر من 30 عدسة لاستكمال معايير التصميم المحددة للعدسة ، فإن المواد البصرية المستخدمة هي بشكل أساسي زجاج الكوارتز الصلب وبلورات CaF2 الناعمة. من الواضح أن سطح هذه المادة يجب أن يكون سطحيًا للغاية ، ومستوى سطح فائق الدقة ، ومعالجته صعب جدًا ، كما أن التركيب البصري واضح أيضًا. نجح المختبر الرئيسي للأدوات البصرية الحديثة في جامعة Zhejiang في تطوير عدسة الهدف الحجرية ذات الإسقاط الواسع النطاق منذ بضع سنوات. مواصفاتها الفنية هي كما يلي: قطر الفتحة 280 مم ، الفتحة العددية NA 0.08 ، طول موجة التعرض 365 نانومتر ، عمق الحقل 0.25 ميكرومتر ، خط البصر هو 203.2 ملم مع دقة 2.5 ميكرومتر أو أقل (الحد النظري). هذا النوع من تكنولوجيا تصنيع العدسات موضوعية عالية الدقة هي أيضا قضية ساخنة في صناعة الكتروضوئي.

5 ملاحظات ختامية

استجابة للأزمة المالية الدولية ، ينبغي لصناعة المعلومات البصرية الإلكترونية في الصين تعديل هيكلها الصناعي ، والتركيز على القضايا الساخنة للتكنولوجيا البصرية ، والجمع بين الوضع الفعلي للشركة ، واختيار نقاط اختراق من الأبعاد الأربعة "الصغيرة والكبيرة والصعبة ، وصقل "وزراعة الناتج المحلي الإجمالي الجديد. تحد نقطة النمو من التأثير السلبي للأزمة المالية الدولية.

نبذة عن الكاتب: تساو تيان نينغ ، أستاذ قسم الإلكترونيات الضوئية في جامعة تشجيانغ ، حرر أول كتاب لتكنولوجيا الضوئية في الصين. وكان أول من حصل على نتائج أبحاث المعالجة السطحية البصرية لقاذفة الحلقة ، ومقياس التداخل السطحي الموجي الرقمي ، وأدوات التحكم الرقمي في الكمبيوتر في الصين. إنها تقنية و فحص بصري مشهور في الصين. خبير.