उन्नत ऑप्टिकल प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी 1 के विकास और यथास्थिति का विश्लेषण

अब यह पता लगाना मुश्किल नहीं है कि लगभग सभी सैन्य हथियार प्रणालियां विभिन्न फोटोइलेक्ट्रिक सेंसर उपकरणों से सुसज्जित हैं, और इन फोटोइलेक्ट्रिक सेंसर उपकरणों में, कमोबेश विभिन्न शैलियों के ऑप्टिकल घटकों का उपयोग किया जाता है। अमेरिकी सेना द्वारा किए गए एक सर्वेक्षण रिपोर्ट की सामग्री से, हम जानते हैं कि 1980 से 1990 तक, अमेरिकी सैन्य लेजर और अवरक्त थर्मल इमेजिंग उत्पादों को विभिन्न ऑप्टिकल भागों के 1,147,700 टुकड़ों की आवश्यकता थी, जिनमें से 635,900 टुकड़े गोलाकार ऑप्टिकल भागों का उपयोग नहीं किया गया था। इसमें 234,600 गोलाकार ऑप्टिकल पार्ट्स, 181,000 फ्लैट ऑप्टिकल पार्ट्स, और 96,200 पॉलीहेडल स्कैनिंग दर्पण हैं। उदाहरण के तौर पर M1 टैंक को लें। इसमें लगभग 90 लेंस, 30 प्रिज्म और विभिन्न दर्पण, खिड़कियां और लेजर घटक का उपयोग किया गया है। एक अन्य उदाहरण एक छोटा सा एएन / एवीएस -6 पायलट नाइट विज़न गॉगल्स है जो 9 गोलाकार ऑप्टिकल भागों और 2 गोलाकार ऑप्टिकल भागों का उपयोग करता है।

1970 के दशक से, इन्फ्रारेड थर्मल इमेजिंग और उच्च ऊर्जा वाले लेजर द्वारा प्रदर्शित सैन्य ऑप्टिकल तकनीक का तेजी से विकास हुआ है। सैन्य ऑप्टिकल सिस्टम को न केवल अच्छी छवि गुणवत्ता, बल्कि छोटे आकार, हल्के वजन और सरल संरचना की आवश्यकता होती है। यह ऑप्टिकल प्रसंस्करण उद्योग के लिए एक गंभीर परीक्षा है। समय और डिज़ाइन के विकास को बनाए रखने और उच्च-गुणवत्ता वाले ऑप्टिकल इमेजिंग सिस्टम का निर्माण करने के लिए, ऑप्टिकल भागों प्रसंस्करण उद्योग ने 1970 के दशक में बड़े पैमाने पर तकनीकी क्रांति और नवाचार गतिविधियों को अंजाम दिया और कई नए ऑप्टिकल भागों प्रसंस्करण का विकास और विकास किया तरीके, जैसे कि सतही सतह। ऑप्टिकल भागों की प्रसंस्करण विधि। पिछले 10 वर्षों में, नई ऑप्टिकल भागों प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी को और बढ़ावा दिया गया है और लोकप्रिय बनाया गया है। वर्तमान में, आमतौर पर विदेशों में उपयोग की जाने वाली ऑप्टिकल भागों प्रसंस्करण तकनीकों में मुख्य रूप से शामिल हैं:

कंप्यूटर संख्यात्मक नियंत्रण एकल बिंदु हीरा मोड़ प्रौद्योगिकी, ऑप्टिकल ग्लास लेंस मोल्डिंग प्रौद्योगिकी, ऑप्टिकल प्लास्टिक मोल्डिंग प्रौद्योगिकी, कंप्यूटर संख्यात्मक नियंत्रण पीस और चमकाने प्रौद्योगिकी, epoxy राल प्रतिकृति प्रौद्योगिकी, electroforming प्रौद्योगिकी ... और पारंपरिक पीस और चमकाने प्रौद्योगिकी।

2. कंप्यूटर संख्यात्मक नियंत्रण एकल बिंदु हीरा मोड़ प्रौद्योगिकी

कंप्यूटर न्यूमेरिकल कंट्रोल सिंगल पॉइंट डायमंड टर्निंग टेक्नोलॉजी एक एस्फेरिक ऑप्टिकल पार्ट प्रोसेसिंग टेक्नोलॉजी है जिसे पहली बार 1960 में यूएस नेशनल डिफेंस रिसर्च इंस्टीट्यूट द्वारा विकसित किया गया था और 1980 के दशक में इसे बढ़ावा और लागू किया गया था। यह अल्ट्रा-सटीक सीएनसी लेथ पर प्राकृतिक सिंगल क्रिस्टल डायमंड टूल्स का उपयोग करता है। मशीन टूल और प्रोसेसिंग पर्यावरण के सटीक नियंत्रण के तहत, यह सीधे ऑप्टिकल गुणवत्ता आवश्यकताओं को पूरा करने वाले एस्फेरिक ऑप्टिकल भागों को संसाधित करने के लिए सिंगल-पॉइंट टर्निंग के लिए डायमंड टूल्स का उपयोग करता है। यह तकनीक मुख्य रूप से छोटे और मध्यम आकार के अवरक्त क्रिस्टल और धातु सामग्री के ऑप्टिकल भागों को संसाधित करने के लिए उपयोग की जाती है। इसकी विशेषताएं उच्च उत्पादन क्षमता, उच्च प्रसंस्करण सटीकता, अच्छा दोहराव, बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त हैं, और प्रसंस्करण लागत पारंपरिक प्रसंस्करण प्रौद्योगिकियों की तुलना में काफी कम है। इस हीरे की टर्निंग तकनीक द्वारा संसाधित 120 मिमी से कम व्यास वाले ऑप्टिकल भागों की सतह सटीकता 1/2 l 1l है, और सतह खुरदरापन का मूल माध्य वर्ग मान 0.02 6 0.06 मिमी है।

वर्तमान में, हीरे को मोड़ने की तकनीक द्वारा संसाधित की जा सकने वाली सामग्री हैं: अलौह धातुएँ, जर्मेनियम, प्लास्टिक, अवरक्त ऑप्टिकल क्रिस्टल (पारा कैडमियम टेल्यूराइड, कैडमियम एंटीमोनिड, पॉलीसिलिकॉन, जिंक सल्फाइड, जिंक सल्फाइड, सोडियम क्लोराइड, पोटेशियम क्लोराइड, क्लोराइड। स्ट्रोंटियम, मैग्नीशियम फ्लोराइड, कैल्शियम फ्लोराइड, लिथियम नाइओबेट, केडीके क्रिस्टल) इलेक्ट्रोलस निकल, बेरिलियम कॉपर, जर्मेनियम-आधारित चॉकोजेन ग्लास इत्यादि उपरोक्त सामग्री सीधे ऑप्टिकल सतह गुणवत्ता की आवश्यकताओं को पूरा कर सकती हैं। यह तकनीक ग्लास, टाइटेनियम, टंगस्टन और अन्य सामग्रियों को भी संसाधित कर सकती है, लेकिन वर्तमान में यह सीधे ऑप्टिकल सतह गुणवत्ता की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती है और आगे पीसने और चमकाने की आवश्यकता होती है।

सीधे गोलाकार और एस्फेरिक ऑप्टिकल पार्ट्स को प्रोसेस करने के अलावा, कंप्यूटर न्यूमेरिकल कंट्रोल सिंगल-पॉइंट डायमंड टर्निंग टेक्नोलॉजी का इस्तेमाल विभिन्न ऑप्टिकल पार्ट्स बनाने के लिए मोल्ड्स और ऑप्टिकल पार्ट्स बॉडीज को प्रोसेस करने के लिए भी किया जा सकता है, जैसे ग्लास मोल्डिंग मोल्ड्स, कॉपी मोल्ड्स और ऑप्टिकल प्लास्टिक। इंजेक्शन मोल्डिंग मोल्ड और प्रसंस्करण के लिए मशीन बॉडी और एपॉक्सी ऑप्टिकल भागों की प्रतिकृति, आदि। इस तकनीक को आयन-बीम पॉलिशिंग तकनीक के साथ जोड़ा जाता है ताकि उच्च-सटीक एस्फेरिक ऑप्टिकल भागों को संसाधित किया जा सके; हार्ड कार्बन कोटिंग प्रक्रिया और एपॉक्सी राल प्रतिकृति तकनीक के साथ संयुक्त, यह अपेक्षाकृत सस्ती परिशुद्धता एस्फेरिक दर्पण और लेंस का उत्पादन कर सकता है। यदि पीसने के सामान को हीरे के खराद में जोड़ा जाता है या सिरेमिक टूल्स का उपयोग किया जाता है, तो सटीक जुड़नार स्थापित किए जाते हैं, और हीरे की कटाई -100 डिग्री सेल्सियस के कम तापमान पर की जाती है, इस तकनीक के अनुप्रयोग रेंज को और विस्तारित किया जाएगा। वर्तमान में, एरिज़ोना विश्वविद्यालय के ऑप्टिकल केंद्र ने पारंपरिक मैनुअल प्रोसेसिंग तकनीक को बदलने के लिए इस तकनीक का उपयोग किया है, लेकिन जब कांच के ऑप्टिकल भागों को संसाधित किया जाता है, तो यह सीधे एक ऑप्टिकल दर्पण में नहीं डाला जा सकता है जो गुणवत्ता की आवश्यकताओं को पूरा करता है, और लचीला चमकाने अभी भी है की आवश्यकता है।

ऑप्टिकल भागों के सिंगल-पॉइंट डायमंड मोड़ के तकनीकी और आर्थिक प्रभाव बहुत स्पष्ट हैं। उदाहरण के लिए, जब पारंपरिक पीस और चमकाने की प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है, तो 100 मिमी के व्यास के साथ 90 डिग्री के अक्ष-अक्ष परवलयिक दर्पण को संसाधित करते समय, सतह की सटीकता 3 मिमी (5 एल) तक पहुंच सकती है, और प्रसंस्करण समय में 12 महीने लगते हैं, प्रत्येक परवलयिक दर्पण की प्रसंस्करण लागत 50,000 अमेरिकी डॉलर है।

डायमंड टर्निंग विधि का उपयोग करते हुए, इसे 3 सप्ताह में पूरा किया जा सकता है, प्रसंस्करण लागत केवल 4 हजार अमेरिकी डॉलर है, और सतह की सटीकता 0.6μm (1λ) तक पहुंच सकती है। संयुक्त राज्य अमेरिका के हनीवेल ने इस तकनीक का उपयोग AN / AAD-5 अवरक्त टोही उपकरण के टेट्राहेड्रल स्कैनिंग दर्पण को संसाधित करने के लिए किया। घूर्णन दर्पण के प्रत्येक पक्ष का आकार 88.9 \ '' 203.2 मिमी है, प्रत्येक पक्ष की समतलता 1/2 होना आवश्यक है, और कोणीय सटीकता 90 ° of 42 है। एक खराद के साथ, 124 स्कैनिंग घूर्णन दर्पण 15 महीनों में संसाधित किए गए थे, और गुणवत्ता डिजाइन तकनीकी आवश्यकताओं को पूरा करती थी। प्रत्येक घूर्णन दर्पण पारंपरिक प्रसंस्करण विधियों के साथ प्रसंस्करण की तुलना में यूएस $ 2,770 बचाता है। हनीवेल ने इस प्रक्रिया का उपयोग करके 200 टेट्राहेड्रल रोटेटिंग मिरर का उत्पादन किया, जिससे कुल लगभग 900,000 अमेरिकी डॉलर की बचत हुई। इसके अलावा, AN / AAD-5 अवरक्त टोही उपकरण के लिए 100,000 विमान दर्पण संसाधित किए गए, जिससे 10 मिलियन अमरीकी डॉलर से अधिक की बचत हुई। 1980 से 1990 तक 10 वर्षों के दौरान, विमान (50 \'' 50 मिमी), पॉलीहेड्रॉन (व्यास 90 मिमी), गोलाकार सतह (व्यास 100 मिमी), सहित 4 प्रकार के सैन्य ऑप्टिकल भागों की प्रसंस्करण लागत; aspherical सतह (व्यास 125 मिमी), एक रूढ़िवादी अर्थव्यवस्था पर आधारित था। गणना परिणामों के अनुसार, अमेरिकी रक्षा विभाग ने कुल 400 मिलियन अमेरिकी डॉलर की बचत की है।