自由曲面

作者：发布时间：2022-04-28 11:14:27点击：308

自由曲面光学（Free Form Optics）是根据现代光电系统对于信号的接收、转换、存储、传送等的要求，构造任意形状的光学表面的设计方法。任意形状的光学元件称为自由曲面光学元件。自由曲面是非球面发展的高级阶段。

从20世纪50年代开始，非球面在光学系统中的应用日益广泛。科技进一步发展要求光学系统超薄、超简等特殊结构，向着难以预计的多元化、集成化、立体化方向发展，比如光轴折叠、折/反/衍射混合等。相应的光学元件由立体发展为复杂形状的自由曲面。

与此同时。超精密加工与测量技术也进一步发展。超精密金刚石切削技术可以实现光学镜面的机械加工。超精密五轴加工机床为非球面乃至自由曲面的加工提供了稳定可靠的技术。

同时，光学塑料的研究取得了很大进展。光学塑料的种类不断增多，最常见的有PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）、PC（聚碳酸酯）等。它们的光学性能不断提高，折射率范围不断扩大。光学塑料为自由曲面光学元件的大批量注塑提供了优质材料。采用单点金刚石切削制造超精密的注塑模型，通过精密注塑工艺可以大批量生产自由曲面元件，降低了制造成本。

综上所述，自由曲面光学随着光学技术发展的需求应运而生，在设计手段、加工技术、检测技术、光学塑料的发展支持之下，有着广阔的产业化前景。