非球面光学元件在光学系统中的应用越来越广泛,为了提高光学系统能量收集能力,高陡度非球面光学元件常常被采用.然而,高陡度非球面光学元件的光学加工至今仍是光学制造领域内的难题之一.通过一块F数0.42的大偏离量离轴碳化硅非球面反射镜的制造实例,详细地介绍了一些重要的技术研究进展.首先是离轴非球面直接铣磨技术,与传统的铣磨最接近球面相比残余误差大大减小,估算后续光学研磨的加工周期与原来相比可以缩短2/3左右;通过对非球面方程坐标变换,大大减小了矢高差,使数控加工难度极大降低,而通过磨头沿非球面法线方向数控加工可以保证去除函数的对称性,给出了详细的磨头姿态及坐标补偿求解过程.实例最终面形精度达到均方根值0.039λ(λ为632.8 nm).
光学制造 数控加工 非球面铣磨 坐标变换 去除函数