平面衍射光栅刻划机

目前,绝大部分使用的平面衍射光栅,是在光栅刻划机刻出的光栅上复制出来的复制光栅.因此,由光栅刻划机刻出的光栅叫原刻光栅或母光栅.光栅刻划机是制造光栅的最主要设备.由于衍射光栅有精度要求高(一般在0.01微米数量级),刻划周期长(一般约五昼夜)的特点,光栅刻划机以及机器所处的条件必需与之相适应.我们已设计制造成功四台平面衍射光栅刻划机,机器所需恒温、隔振条件也已解决,现正着手设计第五台光栅刻划机,下面谈几点体会.     

高精度衍射光栅刻划机的最新技术进展

采用高精度的衍射光栅刻划机刻划依然是制作高质量母光栅最重要的手段,因此,跟踪世界光栅刻划机的最新技术进展具有重要的现实意义。文中主要对工件台的双重定位技术和分度运动中的间歇式与连续式的技术融合进行了阐述,并指出了衍射光栅刻划机的发展趋势。     

国内衍射光栅刻划机概况

本文介绍了目前国内已制成的衍射光栅刻划机的概况,同时也介绍了它们所刻光栅的质量。国内刻机有机械型、光电型及间歇刻划、连续刻划方式。在正常刻划的刻机共有15台。所刻光栅最大面积到150×180mm²,刻线密度从50到2400线/mm。     

建所以来衍射光栅工作介绍

引言长春光机所衍射光栅的研究工作是1958年开始的。经二十多年的努力建立了一整套光栅刻划机设计、加工、装调技术,制造了4台三种类型的光栅刻划机,并向国内七个光学仪器厂推广,建立了光栅检验设备及六项光栅性能指标的检验方法。掌握了从近紫外、可见到近、中红外光栅刻划的基本技术。建立了光栅复制工艺。已向国家提供原刻光栅及复制光栅近百个品种,一千余块。近年来,又开展了大光栅机、凹面光栅机构、全息光栅及其它光栅的研究和设计工作。下面就几个方面分别介绍。     

凹面衍射光栅刻划机

长春光机所于1979年研制了一台凹面光栅刻划机,可刻划光栅面积为70×90毫米²,每毫米可刻划600、1200、2400条线的凹面光栅。1980年末刻出半径为0.35米的Ⅰ型试用光栅,1981年刻出半径为1米的Ⅰ型试用光栅。     

高精度的光电式衍射光栅刻划机

光栅刻划机被誉为“精密机械之王”，采用高精度的衍射光栅刻划机刻划依然是制作高质量母光栅最重要的手段，因此，对高精度的光电式光栅刻划机进行研究具有重要的现实意义。文中主要阐述了两类光电式刻划机的控制原理，并对其特点进行了比较。     

美国大型光栅刻划机情况简介

从文献报道可知,美国的大光栅刻划机有威尔逊天文台的两台,麻省理工学院的三台,纽约州立大学正在研制中的一台。现将我赴美短期考察,了解到这6台刻划机的情况介绍如下。威尔逊天文台的两台刻划机,放在加利福尼亚州帕萨迪纳市内威尔逊天文台办公楼的地下恒温室内。大的一台叫 A 机,可刻光栅宽到610毫米,每毫米刻线300到900条。纯机械结构,工作台和刻桥均用双 V 形滑动导轨,丝杠长约800毫米,直径约70毫米,螺距2毫米,蜗轮1200齿。驱动部分有两套曲     

基于PLC的光栅刻划机控制系统研究

光栅刻划机作为衍射光栅最重要的制作手段,其控制系统对获得高精度光栅具有重要影响。设计并实现了以PLC为核心的光栅刻划机的控制系统,控制系统以伺服电机编码器的检测信号作为速度反馈,以光栅尺和读数头信号作为位置反馈,以温度传感器信号为温度反馈,可以极大地提高光栅刻划机的控制精度。控制系统主要包括PLC、伺服电机和伺服驱动器等硬件模块,完成PLC选型后对主要的接口电路进行了设计,并基于LabVIEW软件实现了光栅刻划机的远程监控系统,提高了光栅刻划机的效率。     

光电光栅刻划机讯号转换试验

使用衍射光栅控制光栅刻划机分度的方法早已成功^[1].此种刻机的刻程,受限于所用衍射光栅的长度.较长的衍射光栅是很难得到的,能否用较短的衍射光栅来控制刻机走较长的刻程呢?这是一个很吸引人的问题.我们设计了一种较简易的方法,做了“讯号转换”试验.成功地划出了当中经过讯号转换的光栅.     

基于图像清晰度检测的光栅刻划平台调平装置

针对制备衍射光栅时刻划平台倾斜导致的光栅槽型误差,提出了一种基于图像清晰度检测与电动倾斜台调节的光栅刻划平台在线调平装置。建立了图像清晰度与光栅刻划平台倾角间关系的模型,应用该模型,控制光栅刻划平台在一定范围内实现了闭环动态调平。对上述理论研究进行了试验验证。试验结果表明,该调平装置简单可行;对于50mm×50mm的光栅毛胚,调平装置可控制刻划平台的水平倾角在4″以内,满足光栅刻划对平台定位精度的要求。该装置既可用于刻划前的调平准备,也可推广应用于光栅刻划过程中的实时检测。     

光栅测量系统的发展趋势及水平

1.光栅数字测量系统发展概况 光栅数字测量系统是数显机床、数控机床和测量机的重要组成部分,是由光栅传感器和光栅倍频器(插补和数字化电子装置)组成。光栅传感器是作为位移测量元件,光栅倍频器是对光栅信号进行电子细分和数字化处理。光栅编码器是利用刻划在各种各样载体(如玻璃、玻璃陶瓷、固态钢或钢带)上的光栅作为测量标准,并通过光电扫描进行分度,编码器的精度和温度特性可以通过刻划和选择载体来优化。光栅编码器又分为直线编码器(光栅尺)和圆编码器,而圆编码器又分为旋转编码器(作为旋转轴的     

用“零位补偿法”提高光电圆刻机的刻划精度

一、光电圆刻机结构简介及刻划原理QGG405光电圆刻机由以下几部分组成:1.机械部分。它由主轴;传动系统(蜗轮、蜗杆、传动齿轮等);粗分度系统(棘轮、棘爪等);刻划系统(刀桥、刀架、光刻头等)构成。2.光学部分。它包括:动、静光栅副;光学照明器;光电信号转换部分等。3.电器部分。由莫尔条纹光电信号加法器;差分运算放大器;间隙刻划用的交流伺服电机控制电路;连续刻划用的始、终位置控制电路;刻划圈数的控制电路和电源等组成。     

高精度径向光栅刻划机

利用照像法生产径向光栅的一种刻划机已按照Butch叙述的原理创造出来了。这种刻划机利用从一对已有的径向光栅获得的莫尔条纹信号来控制制造有相同刻度的,但精度被提高了的光栅。反复使用这种方法已生产出刻线误差小于0.2秒的第二代光栅。     

面向光栅刻划机基座的主被动复合隔振方法研究

针对大面积光栅刻划机实验室存在的复杂振动因素,可能对光栅刻划机运行的刻划精度造成不良影响,为光栅刻划机基座设计一个隔振系统,隔振系统采用被动隔振与主动隔振相结合的隔振方式。为了模拟隔振器隔振性能,建立隔振系统的动力学模型和动力学方程,在Matlab/simulink仿真软件中搭建仿真框图,并施加模拟的振动干扰信号进行光栅刻划机基座隔振仿真,根据仿真结果对比分析被动隔振和主被动复合隔振方法的隔振效果。仿真结果表明,采用空气弹簧的被动隔振系统对频率较高的振动干扰具有良好的隔离作用,然而对低频振动干扰几乎没有隔离效果,而采用PID主动控制隔振后的主被动复合隔振系统对低频振动干扰具有良好的隔离效果,大大提高了隔振系统的低频隔振性能。     

刻划计量光栅累积误差的修正

光栅刻划机在精密调整后,并在20℃±0.02的严格恒温控制下,经过五十八小时工作,刻制了每毫米100槽线纹长20毫米全长500毫米的铬线长度计量光栅。由于刻划机本身的精度和温度误差的影响,光栅尺存在着累积误差。根据上海计量局激光光波比长仪的检定,得到了误差数据。我们按照误差数据所描绘的曲线修正刻划机械,使长度刻划计量光栅的精度大大提高。一、长度计量光栅累积误差的检定方法与误差产生的原因     

机械刻划长焦距凹面金属光栅的研制

对大曲率半径(即长焦距)金属基底凹面光栅的机械刻划技术做了研究。为了刻制长焦距凹面光栅,设计和研制了弹性顶针式光栅刻划刀刀架,它具有适用于刻划平面光栅和长焦距凹面光栅的双重功能。给出了描述光栅刻划刀圆弧形刀刃曲率半径与凹面光栅曲率半径、光栅口径、金刚石刀头横向尺寸之间关系的数学表达式,理论分析了光栅刻划刀圆弧形刀刃曲率半径的取值范围,研制了10.6 μm激光系统用曲率半径为30 m的凹面金属光栅。检验结果表明,光栅的槽形质量较好,光栅的衍射效率可达96.8%以上。     

主副双刀机械刻划装置的开发与试验研究

超精密机械刻划加工领域中,在金属薄膜表面进行重复刻划(如衍射光栅)是一种罕见的加工方式,而工件材料(如铝膜)的回弹现象直接制约加工精度的进一步提高。本文根据衍射光栅机械刻划原理设计了一种主副双刀机械刻划装置的结构方案,并通过软硬件开发应用到衍射光栅机械刻划工艺的试验过程中,获得了更为精准的理想槽型的衍射光栅。通过扫描电子显微镜检测衍射光栅的槽型,分析得出主副双刀比单刀机械刻划出衍射光栅槽型的闪耀角精度提高了0.05°,进而验证了该装置的可行性,为后续工艺研究和工程应用研究提供了软硬件平台基础。     

国外衍射光栅动态

本文叙述国外衍射光栅的简史,光栅工业概况,光栅刻机的研究与改进,干涉控制机床情况,光栅刻划中的一些问题,光栅检定,全息光栅,平面衍射光栅的选择和国外部分光栅供应情况。     

红外宽波段光栅调频激光器光栅和刻划机

本文介绍了自制红外光栅刻机的主要结构,恒温防震等环境要求的解决,刻划刀的设计与安装,并介绍了用该刻机刻制的光栅经检验达到日本同类光栅的技术水平。     

QGK405B型圆刻线机中获取基准讯号的设想

一、前言由于科学技术的发展,圆光栅作为精密测角元件也愈广泛。为了较快地得到高精度的圆光栅,人们采取措施,利用两片圆光栅形成的莫尔条纹作为圆分度的基准讯号,设计高精度和多功能的圆刻机,改进圆光栅的制造工艺。目前我国在高精度的圆光栅刻划上有刀刻和光刻两种方式。刀刻是一种间歇的刻划方