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1、第21卷第1期光學(xué)精密工程Vo1．21No．12013年1月OpticsandPrecisionEngineeringJan．2O13文章編號(hào)1004—924X(2013)O1—0101—07超精密車削表面微觀形貌對(duì)光學(xué)特性的影響黃昆濤，房豐洲，宮虎(天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院精密測(cè)試技術(shù)及儀器國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300072)摘要：研究了超精密車削表面微觀拓?fù)湫蚊才c光散射特性之間的關(guān)系，用于評(píng)價(jià)車削加工表面的光學(xué)性能并優(yōu)化加工過程。采用閾值分析和粗糙表面散射理論分析兩種方法研究了僅有理想刀痕的表面
2、所產(chǎn)生的重影現(xiàn)象。閾值分析是指先計(jì)算單段圓弧刀痕的散射特性，再根據(jù)周期性結(jié)構(gòu)對(duì)光的調(diào)制性來求得被加工表面為鏡面對(duì)刀尖圓弧半徑和進(jìn)給率(主軸每轉(zhuǎn)的進(jìn)給距離)選擇的大約臨界值要求。在入射光波長(zhǎng)500nm的情況下，當(dāng)?shù)都鈭A弧半徑選擇500g．m時(shí)，可以計(jì)算得出閾值進(jìn)給率為19g．m。粗糙度散射理論分析則是通過電場(chǎng)積分公式——strattor卜chu公式進(jìn)行更精確的計(jì)算。實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于超精密車削加工得到的表面，當(dāng)從入射光的非鏡面方向，尤其是一極大散射方向觀察不到光強(qiáng)時(shí)，即可以認(rèn)為加工出了鏡面效果。關(guān)鍵詞：超精密車
3、削，散射特性，Stratton—Chu積分，微觀形貌中圖分類號(hào)：TG51：TH162文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10．3788／OPE．2O132101．0101Effectofsurfacemicroscopictopologygeneratedbyultra。precisionturningonopticalcharacteristicsHUANGKun—tao，F(xiàn)ANGFeng—zhou，GONGHu(StateKeyLaboratoryofPrecisionMeasuringTechnology&Ins
4、truments。CollegeofPrecisionInstrument&Opto—ElectronicsEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)*C0rr0gauthor，E-mail：-廠ng@gmail．comAbstract：TherelationshipbetweenthemicroscopictopologyandtheopticalperformanceofSinglePointDiamondTurning(SPDT)surfac
5、eswasdiscussedtooptimizeSPDTmachiningparametersandtoevaluatetheopticalcharacteristicsofdiamondturnedsurfaces．Forsurfacemicroscopictopologygeneratedbyanidealtool，thephenomenaofmultipleimagereflectionwasanalyzedbyboththresholdanalysisandsurfacescatteringthe
6、oryanalysis．Withthethresholdanalysis，thescatteringofsinglearctoolmarkwascalculatedfirstly，andthenthemodulationcharacteristicsofperiodictoolmarkstructuretothelightwasusedtocalculatetheapproximatethresholdsoftoolnoseradiusandfeedrate(feedingdistanceperspind
7、lerotation)．Inthesituationofwavelengthofincidentlightat500nm。thethresholdfeedrateiscalculatedtobe19mwhenthetoolnoseradiusis500m．Withtheroughnessscatteringtheoryanalysis，thecalculationcouldbemoreprecisebyusingelectricintegra1——Stratton一收稿日期：2012—08—12；修訂日期
8、：2012—09—29．基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No．90923038)；國(guó)家973重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目(No2O11CB706700)104光學(xué)精密工程第21卷期性結(jié)構(gòu)時(shí)，由于非主極大值的強(qiáng)度極低，可以忽3閾值分析略，因此只有在主極大方向才能看到入射光。調(diào)制因子3．1一段圓弧的散射特性主極10由于表面周期性對(duì)反射光具有調(diào)制作用¨，因此可以分析單段圓弧的反射特性，再結(jié)合調(diào)制次極大公式得到圓弧周期沿拓結(jié)構(gòu)的散
