楊宏智Young, Hong-Tsu臺灣大學:機械工程學研究所張哲源Chang, Je-YuanJe-YuanChang2010-06-302018-06-282010-06-302018-06-282008U0001-2507200810395000http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/187341近年來，對於光學元件的要求越來越高，針對不同的元件選擇合適的加工方法，已成為掌握規格及品質之關鍵。以反射鏡的製作方式為例，製程上需根據規格條件進行基材選擇、成型、精密加工、拋光、鍍膜等流程規劃，才能製作符合要求的成品。論文針對適用在高速轉動下光學反射鏡的製作方式和測試結果，進行研究與討論。首先針對高速轉動希望在三萬轉以上的特性，進行反射鏡的設計，選擇使用鋁合金6061作為基材，並制訂其加工規格，其中表面精度P-V要求條件為 。透過各種精密加工法的比較，本研究選擇使用一般機械化學拋光和鑽石切削兩種加工方法，並根據精密加工方法規劃製程。而為了提高反射率，選擇鋁金屬膜，提高針對特定波長的光之反射率，本研究並選擇無電解鎳作為基材與金屬膜之間的過渡層。經過製程加工後，拋光製程後表面精度P-V約為 ，而鑽石切削製程後表面精度P-V可改善至 ，進行綜合性的討論。射鏡加工完後進行系統測試，反射鏡轉速可達三萬轉以上，但本研究發現反射後的光有偏移的現象，分析原因為軸心偏擺和基材變形所造成；因此進一步利用模擬軟體進行建模分析，並根據模擬的結果找尋改善精度的方向。論文最後發現鑽石切削方式加工出來的反射鏡可達到基本規格需求，但仍有諸多缺陷；本研究最後根據製程分析比較的結果和成品測試結果的討論，提出改善製程規劃的方向和建議事項。In recent years, specifications of optical elements are getting stringent. It’s crucial to plan an effective fabrication process to ensure their engineering functionalities. Based on the functional requirements and service environment, optical reflectors must go through a series of manufacturing processes including material selection, forming, precision manufacturing, super-finishing and coating. In these processes, precision manufacturing is the key to the accuarcy of reflectors.n this thesis, optical reflectors were designed to be used in high-speed rotating environment. Al 6061 was selected for the reflector to run in high rotation speeds of minimum 30,000 rpm. The specifications require flatness P-V of facets on reflector less than . In order to obtain perfectly flat surface, mechanical chemical polishing (MCP) and single-point diamond turning (SPDT) are used in the fabrication process plan and comparisons are made for the end results. Final measurement gives a result of flatness P-V by polishing of about , while that by diamond turning of . To get more reflectivity, Al layer coated on electroless Nickel as combination material is selected for light of specific wavelength in experiments.urther, testing whole system proves that the reflector rotation speed can reach 30,000 rpm as required. In the testng, the displacement of reflective light is observed and measured. It is found that spindle wobbling and substrate deformation remian as key issues. Further study is made by simulation and the model of deformation is established and analyzed. he present study shows that diamond turning process can best make reflector flatness within specification, but some defects on surface remain. Therefore, fabrication processes shall be further investigated in future work for the improvement of reflectors quality.目錄試委員會審定書 II謝 III文摘要 IV文摘要 V例目錄 XI例目錄 XV一章 緒論.1 前言 1.2 研究動機 1.3 研究目的 3.4 內容介紹 4二章 原理介紹與文獻回顧.1 表面精度 7.1.1 表面精度之表示法 8.1.2 表面形狀精度量測方法 9.2 拋光加工原理 11.2.1 機械化學拋光 12.2.2 化學機械拋光 16.2.3 非傳統拋光 17.3 單點鑽石切削 20.3.1 鑽石刀具 20.3.2 影響切削精度之因素 22.3.3 文獻回顧 24.3.4 快刀伺服系統 27三章 反射鏡規格.1 反射鏡介紹 28.2 反射鏡規格 30.2.1 入射光之影響 30.2.2 反射鏡表面精度 35.2.3 材料選擇 38.2.4 反射鏡外型設計 41.2.5 反射鏡測試 45.2.6 反射鏡改良 50.3 小結 54四章 加工製程對表面精度之影響.1 製程規劃 55.1.1 精密加工方法之比較 55.1.2 製程規劃 58.1.3 拋光製程 60.1.4 鑽石切削製程 62.2 表面精度之變化 67.2.1 量測方式 67.2.2 拋光製程表面精度之變化 69.2.3 鑽石切削製程表面精度之變化 80.3 結果比較 87.3.1 表面精度 87.3.2 表面缺陷 89.4 小結 97五章 測試與光偏移現象.1 光偏移觀察 100.2 反射鏡電腦模擬 105.3 模擬結果討論 107.4 小結 111六章 結論與未來展望.1 結論 113.2 未來展望 115考文獻 1174796557 bytesapplication/pdfen-US反射鏡高速轉動機械化學拋光鑽石切削reflectorhigh-speed rotationMCPSPDTthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/187341/1/ntu-97-R95522706-1.pdf