本实用新型涉及非球面镜技术领域，特别是涉及一种用于制作非球面镜的设备。
背景技术：
在光学系统中，非球面可以简化仪器的结构组织，帮助修正球差，提高图像质地等优点。但之所以目前为止非球面透镜并没有得到大面积的采用，也是因为非球面零件加工技术没有达到成熟的阶段。
非球面加工的复杂是有原因有很多，比较显著的原因就是非球面大多只有一个对称轴，同时，非球面曲面各点曲率也有所不同；另外，在现有的制作过程复杂，经常出现精确度不够以及制作过程中透镜出现裂缝气泡等问题。因此，在受此诸多方面的限制，很难实现任一表面形貌的非球面镜的制作以及批量生产。
前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种用于制作非球面镜的设备，实现高精度任一表面形貌的非球面镜的制作。
本实用新型提供一种用于制作非球面镜的设备，包括本体、用于容纳固化胶的容纳容器、用于使倒入所述容纳容器内的所述固化胶发生相应的形变薄膜和用于控制所述薄膜发生所需形貌的形变压力控制器，所述本体内部设有第一空腔，所述本体表面设有连通所述第一空腔与外部的通孔，所述薄膜覆盖所述通孔，所述容纳容器设置在所述本体表面，所述容纳容器底部涵盖所述薄膜覆盖所述通孔的部分，所述压力控制器调节所述第一空腔与所述外部的压力差使所述薄膜发生形变。
在其中一实施例中，所述第一空腔内装设有液体，所述压力控制器控制所述第一空腔内液体的量。
在其中一实施例中，所述容纳容器包括活动地围设在所述通孔周围的挡板，所述容纳容器顶部设有开口。
在其中一实施例中，所述薄膜的材质为光敏或热敏弹性材料。
在其中一实施例中，所述薄膜为均匀微结构薄膜或非均匀微结构薄膜。
在其中一实施例中，所述均匀微结构薄膜的半径为3mm，厚度为0.1mm。
在其中一实施例中，所述非均匀微结构薄膜为：半径为3mm、中心厚度为0.2mm、边缘厚度为0.1mm的平凸薄膜，或者，所述非均匀微结构薄膜为：半径为3mm、中心厚度为0.1mm、边缘厚度为0.2mm的平凹薄膜。
在其中一实施例中，所述本体内设有与所述第一空腔连通的第二空腔，所述第一空腔和所述第二空腔内均装设有液体，所述压力控制器控制所述第一空腔内液体的量；在调节所述第一空腔内部压力的过程中，将所述第一空腔内的压力调节到所需压力，使所述第一空腔内的液体流入所述第二空腔或所述第二空腔内的液体进入所述第一空腔。
本实用新型提供的用于制作非球面镜的设备，通过容纳容器底部涵盖薄膜覆盖通孔的部分，利用压力控制器调节第一空腔内与外部的压力差，以控制薄膜发生所需形貌的形变，使倒入容纳容器内的固化胶发生相应的形变，实现固化后获得高精度任一表面形貌的非球面镜。
附图说明
图1为本实用新型实施例用于制作非球面镜的设备的结构图；
图2为本实用新型实施例非球面镜的制作方法的步骤流程图；
图3为本实用新型实施例非球面镜的制作方法的工艺流程图；
图4为本实用新型实施例双面非球面镜的制作方法的步骤流程图；
图5为本实用新型实施例非球面反射镜的制作方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
请参考图1，本实用新型实施例提供一种用于制作非球面镜的设备，包括本体1、用于容纳固化胶的容纳容器7、用于使倒入容纳容器7内的固化胶发生相应形变的薄膜3和用于控制薄膜3发生所需形貌的形变压力控制器5。本体1内部设有第一空腔13，本体1表面设有连通第一空腔13与外部的通孔11。薄膜3覆盖通孔11，容纳容器7设置在本体1表面，容纳容器7底部涵盖薄膜3覆盖通孔11的部分。压力控制器5调节第一空腔13与外部的压力差使薄膜3发生形变，实现固化后获得所需表面形貌的非球面镜。
第一空腔13、内装设有液体，压力控制器5控制第一空腔13内液体的量。
本体1内部还设有与第一空腔13连通的第二空腔15，第一空腔13与第二空腔1并排设置在本体1内部。第二空腔15内装设有与第一空腔13内相同的液体。
压力控制器5设置在第二空腔15内，用以控制第一空腔内13的液体流入第二空腔15或第二空腔15内的液体进入第一空腔13，以实现压力控制器5控制第一空腔13与外部的压力差。
薄膜3的材质为光敏或热敏弹性材料，薄膜3为均匀微结构薄膜或非均匀微结构薄膜，薄膜3的平均厚度在1um-1mm之间。具体地，薄膜3为均匀微结构薄膜，薄膜3的半径为3mm，厚度为0.1mm。
在其它实施例中，薄膜3为非均匀微结构薄膜，薄膜3采用半径为3mm、中心厚度为0.2mm、边缘厚度为0.1mm的平凸薄膜，或者，薄膜3采用半径为3mm、中心厚度为0.1mm、边缘厚度为0.2mm的平凹薄膜。
容纳容器7包括活动地围设在通孔周围的挡板71，容纳容器7顶部设有开口。
在本实施例中，本体1、薄膜3和压力控制器5形成液体透镜。
请参图1至图3，本实用新型实施例中提供的非球面镜的制作方法，该方法包括：
s1：提供一用于制作非球面镜的设备，该用于制作球面镜的设备为上述用于制作球面镜的设备；
s2：根据非球面镜的表面形貌的参数获得所需的压力；
s3：根据所需的压力调节第一空腔13内部压力，以控制薄膜3发生所需形貌的形变；
s4：将固化胶倒入容纳容器；
s5：固化后取出，获得具有所需表面形貌的非球面镜。
在本实施例中，用于制作非球面镜的设备中的薄膜为均匀薄膜。
在实际操作时，s3与s4的顺序可以调换，即可以先将固化胶倒入容纳容器7，再调节液体透镜内部压力，控制薄膜3形成与所需非球面镜的表面形貌相反的形貌。
在步骤s2中，压力根据非球面镜表面形貌的参数与第一空腔13内部的压力的对应关系表/图获得。其中，参数包括圆锥顶点处的曲率、顶点到透镜中心的距离和圆锥常数三者中的其中一个或几个。
具体地，对应关系表/图根据第一空腔13内液体的特性和薄膜3的特性，按照参数进行计算获得。其中，液体特性包括液体材料的特性；薄膜3特性包括材料特性和结构特性，材料特性包括杨氏模量、密度和非线性形变参数。
在本实施例中，非球面镜的表面形貌采用圆锥曲线方程表示，圆锥曲线方程为：
参数通过计算获得，具体计算方法为：提供非球面镜的光学特性和制备非球面镜的材料的特性；根据前述两个特征进行计算，获得参数。具体地，非球面镜的光学特性包括焦距，材料的特性包括折射率。其中，焦距与折射率呈正比，焦距可以预设，折射率可以通过光线追击方法获得。
在其它实施例中，当薄膜为非均匀薄膜时，仅控制压力不能得到所需透镜表面形貌。还需要获得薄膜厚度的变化，或者薄膜上微结构的排列变化，或者薄膜的杨氏模量变化。从而使薄膜中心和边缘受压力时产生的形变是可控可调的。再通过施加压力，获得所需形貌。
在步骤s3中，控制薄膜3发生所需形貌的形变的具体过程为：将第一空腔13内的压力调节到所需压力，使第一空腔13内的液体流入第二空腔15或第二空腔15内的液体进入第一空腔13。以此控制第一空腔13内液体的量来实现薄膜3的形变。
在步骤s5中，固化胶为光敏或热敏胶。
请参考图2至图4，本实用新型还提供一种双面非球面镜的制作方法，该方法包括：
s6：依次制备第一、第二非球面镜，第一、第二非球面镜均采用上述非球面镜的制作方法制备；
s7：在第二非球面镜未固化前，将第一非球面镜放置在第二非球面镜上，固化后形成双面非球面镜。其中，第一非球面镜的平坦面与第二非球面镜的平坦面贴合在一起。
请参考图2、图3和图5，本实用新型还提供一种非球面反射镜的制作方法，该方法包括：
s8：提供一非球面镜，非球面镜采用上述非球面镜的制作方法制作；
s9：在非球面镜平坦的表面制备一金属薄膜，固化后获得非球面反射镜。
金属薄膜采用真空蒸镀或化学气相沉积或互溶胶—凝胶镀膜的方式制得。具体地，金属薄膜采用互溶胶—凝胶镀膜的方式制得。
在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”、“设置在”或“位于”另一元件上时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。
在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本文中，用于描述元件的序列形容词“第一”、“第二”等仅仅是为了区别属性类似的元件，并不意味着这样描述的元件必须依照给定的顺序，或者时间、空间、等级或其它的限制。
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
1.一种用于制作非球面镜的设备，其特征在于，包括本体、用于容纳固化胶的容纳容器、用于使倒入所述容纳容器内的所述固化胶发生相应的形变薄膜和用于控制所述薄膜发生所需形貌的形变压力控制器，所述本体内部设有第一空腔，所述本体表面设有连通所述第一空腔与外部的通孔，所述薄膜覆盖所述通孔，所述容纳容器设置在所述本体表面，所述容纳容器底部涵盖所述薄膜覆盖所述通孔的部分，所述压力控制器调节所述第一空腔与所述外部的压力差使所述薄膜发生形变。
2.如权利要求1所述的用于制作非球面镜的设备，其特征在于，所述第一空腔内装设有液体，所述压力控制器控制所述第一空腔内液体的量。
3.如权利要求1所述的用于制作非球面镜的设备，其特征在于，所述容纳容器包括活动地围设在所述通孔周围的挡板，所述容纳容器顶部设有开口。
4.如权利要求1所述的用于制作非球面镜的设备，其特征在于，所述薄膜的材质为光敏或热敏弹性材料。
5.如权利要求1所述的用于制作非球面镜的设备，其特征在于，所述薄膜为均匀微结构薄膜或非均匀微结构薄膜。
6.如权利要求5所述的用于制作非球面镜的设备，其特征在于，所述均匀微结构薄膜的半径为3mm，厚度为0.1mm。
7.如权利要求5所述的用于制作非球面镜的设备，其特征在于，所述非均匀微结构薄膜为：半径为3mm、中心厚度为0.2mm、边缘厚度为0.1mm的平凸薄膜，或者，所述非均匀微结构薄膜为：半径为3mm、中心厚度为0.1mm、边缘厚度为0.2mm的平凹薄膜。
8.如权利要求1所述的用于制作非球面镜的设备，其特征在于，所述本体内设有与所述第一空腔连通的第二空腔。
技术总结