本發(fā)明涉及光學(xué)元件加工領(lǐng)域，具體指一種在壓差工況下使用的光學(xué)窗口的加工方法；該方法模擬壓差工況，使光學(xué)窗口變形，在此基礎(chǔ)上對光學(xué)窗口進(jìn)行加工。該方法可避免傳統(tǒng)光學(xué)窗口在壓差工況下工作時(shí)，光學(xué)窗口變形引起像質(zhì)變差；該方法可用于多種壓差環(huán)境，如液壓、氣壓、真空等。
背景技術(shù)：
光學(xué)窗口在光學(xué)系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，尤其是在水下探測器、高空高速航空相機(jī)、空間相機(jī)、真空激光等系統(tǒng)中。上述系統(tǒng)往往處于復(fù)雜的壓力環(huán)境中，光學(xué)窗口不但起著保證透光的作用，而且起著減小壓力對光學(xué)系統(tǒng)影響的作用，但由于光學(xué)窗口處于壓差工況，壓差使得光學(xué)窗口變形，最終使像質(zhì)變差。
針對壓差工況，目前多采用增加光學(xué)窗口厚度以提高剛度，減少壓差變形這一技術(shù)路線。但該方法一方面會增加系統(tǒng)重量，增加系統(tǒng)尺寸，另一方面光學(xué)窗口增厚會降低光的透過率；此外，該方法還會加大經(jīng)濟(jì)成本。
經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利號：201310180114，發(fā)明名稱：一種真空高精度窗口的實(shí)現(xiàn)方法及其裝置。該專利公布了一種階梯壓差式真空窗口的實(shí)現(xiàn)方法。該方法通過采用n塊窗口玻璃連續(xù)安裝，并進(jìn)行抽真空再充惰性氣體的方式保證窗口的面形精度。但該高精度窗口組件多、尺寸大、重量大，造成的累積誤差大；且該方法經(jīng)濟(jì)成本高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為：針對傳統(tǒng)方法加工的光學(xué)窗口用于壓差工況時(shí)，壓差導(dǎo)致光學(xué)窗口變形產(chǎn)生像差。本發(fā)明的目的是提供一種在壓差工況下使用的光學(xué)窗口的加工方法；該方法模擬壓差工況，使光學(xué)窗口變形，在此基礎(chǔ)上對光學(xué)窗口進(jìn)行加工。該方法可避免傳統(tǒng)光學(xué)窗口在壓差工況下工作時(shí)，光學(xué)窗口變形引起像質(zhì)變差；該方法可用于多種壓差環(huán)境，如液壓、氣壓、真空等。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：本發(fā)明公開一種壓差環(huán)境光學(xué)窗口的加工方法，該加工方法步驟如下：
步驟s1：光學(xué)窗口分a、b兩面，先將a面按常規(guī)方法加工至所需面形，再將b面進(jìn)行半精加工；
步驟s2：設(shè)計(jì)一帶有法蘭的密封腔，其中抽氣法蘭接抽氣泵；接口法蘭接壓力傳感器；
步驟s3：將光學(xué)窗口安裝于步驟s2中的密封腔上，使步驟s1中加工好的a面朝內(nèi)；
步驟s4：密封腔內(nèi)安裝一高精度標(biāo)準(zhǔn)反射鏡，調(diào)整反射鏡位置，使干涉儀能夠檢測到光學(xué)窗口的透射面形，并鎖定反射鏡位置；
步驟s5：通過安裝于抽氣法蘭的抽氣泵對密封腔抽氣；
步驟s6：通過監(jiān)測壓力傳感器的壓力，保證密封腔內(nèi)外壓差δp與光學(xué)窗口實(shí)際壓差工況一致；
步驟s7：用干涉儀檢測光學(xué)窗口，得到光學(xué)窗口的透射面形；
步驟s8：根據(jù)步驟s7的檢測結(jié)果對b面進(jìn)行加工；
步驟s9：重復(fù)步驟s7和步驟s8，直到光學(xué)窗口透射面形滿足指標(biāo)要求。
其中，步驟s6中所述的密封腔內(nèi)外壓差具體滿足以下要求：外部氣壓p1，腔內(nèi)氣壓p2，密封腔內(nèi)外壓差δp＝|p1-p2|。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明加工光學(xué)窗口時(shí)加工環(huán)境與實(shí)際使用環(huán)境一致，因此該光學(xué)窗口用于壓差工況時(shí)，由壓差引起的光學(xué)窗口變形小，進(jìn)而引起的像差小；本發(fā)明加工的光學(xué)窗口厚度薄、質(zhì)量輕、體積小，結(jié)構(gòu)簡單但面形精度高，可靠性強(qiáng)；本發(fā)明的加工方法減小了光學(xué)窗口對光束質(zhì)量的影響，對光學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)有實(shí)際意義；本發(fā)明的加工方法簡便快捷、成本低、加工誤差小、可操作性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)不同壓差光學(xué)窗口的加工。
附圖說明
圖1是一種壓差環(huán)境光學(xué)窗口的加工方法示意圖。
圖中附圖標(biāo)記含義為：1為密封腔，2為光學(xué)窗口，3為干涉儀，4為接口法蘭，5為抽氣法蘭，6為標(biāo)準(zhǔn)反射鏡。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式進(jìn)一步說明本發(fā)明。
如圖1所示，一種壓差環(huán)境光學(xué)窗口的加工方法，利用的裝置主要由：密封腔1，光學(xué)窗口2，干涉儀3，接口法蘭4，抽氣法蘭5，標(biāo)準(zhǔn)反射鏡6組成。
該方法步驟如下：
步驟s1：光學(xué)窗口材料為熔石英，口徑200mm，厚度15mm，分a、b兩面，先將a面按常規(guī)方法加工至所需面形rms＜λ/10，再將b面進(jìn)行半精加工，面形rms為2.1λ；
步驟s2：設(shè)計(jì)一帶有法蘭的密封腔，其中抽氣法蘭接抽氣泵(工作壓力范圍：101325pa～1×10-2pa)；接口法蘭接壓力傳感器(測量壓力范圍：0～1000pa)；
步驟s3：將光學(xué)窗口安裝于步驟s2中的密封腔上，使步驟s1中加工好的a面朝內(nèi)；
步驟s4：密封腔內(nèi)安裝一高精度標(biāo)準(zhǔn)反射鏡，調(diào)整反射鏡位置，使干涉儀能夠檢測到光學(xué)窗口的透射面形，并鎖定反射鏡位置；
步驟s5：通過安裝于抽氣法蘭的抽氣泵對密封腔抽氣；
步驟s6：通過監(jiān)測壓力傳感器的壓力，保證密封腔內(nèi)外壓差δp與光學(xué)窗口實(shí)際壓差工況一致(其中外部氣壓p1為大氣壓101325pa，腔內(nèi)氣壓p2為300pa，密封腔內(nèi)外壓差δp＝|p1-p2|)；
步驟s7：用干涉儀檢測光學(xué)窗口，得到透射面形rms為4.8λ；
步驟s8：根據(jù)步驟s7的檢測結(jié)果對b面進(jìn)行加工；
步驟s9：重復(fù)步驟s7和步驟s8，直到光學(xué)窗口透射面形滿足rms＜λ/10的指標(biāo)要求。