军用光学现代技术论文范文(2)
光学技术论文篇一
《浅析数字电影放映中的光学技术》
摘 要 电影行业是近几年发展较为快速的行业之一，数字电影领域也被越来越多的人所熟知，数字电影放映系统也得到了相应的完善，而使用在数字电影放映系统的光学技术却鲜为人知。光学技术使用其中，使得数字放映系统更加复杂化，本文就对此做出简单的分析，主要对应用在数字电影放映中的光学技术进行研究。
关键词 数字电影;光学技术;系统
21世纪的社会发展主要是以知识经济与信息技术为主，尤其是信息技术的发展，给社会中的各个行业、各个领域带来不小的冲击。电影行业是社会众多行业之一，也受到了来自科学技术的影响，老式的放映胶卷模式已经逐渐被取消，如今的电影行业以数字化电影为主。数字电影在放映的过程中是要依靠一定的技术才得以有效的实施，其中最主要的是光学技术，而且在新时代发展之下，光学技术也随之发生了更大的变化与进步，可以说如今的电影行业发展如此迅速，光学技术在其中发挥了不可忽视的作用。
1 光学技术和数字放映系统
光学技术是一项应用于电影放映方面的技术，往深层次研究的话，所谓的光学，指的就是以对光研究为基础，来探讨“光”这种特殊物质与其他普通物质作用的各种作用。数字电影放映系统作为现如今电影行业主要的放映形式，主要依靠的是放映系统，随着胶片电影淡出电影舞台，数字电影不仅继承了原有胶片电影的优势，更在此基础之上改变放映的形式，改变了胶片电影所带来的不足之处，优化了电影放映的技术，通过数据拷贝的方式进行有效的传递与播放，使得电影不会在放映的过程中由于次数的增加而影响播放的质量，促进了电影行业的发展。
2 光学技术在数字电影放映中的应用分析
技术的发展，无论是对人们的日常生活还是对社会的进步发展，都发挥着重要的作用。为此，本文主要讲的就是有关应用于数字电影放映所使用的技术，那么，光学技术是如何应用在数字电影的放映系统中呢?主要是分为以下几个方面。
2.1 光学技术在数字电影成像中的应用
光学原理，在数字电影放映的过程中所使用的光学技术就是要在这一原理的基础上进行的。文中所讲的数字电影，就不得不提到投影技术，在现代的电影投影技术方面最常见的3种方式就是液晶显示、直接光学放大以及数字化光处理，而在这3种方式之中使用的最为广泛也最为成熟的就是数字化光处理技术，这一技术所使用的原理就是用所集合的半导体晶片效应来促使电路围绕着固定的�S进行旋转，从而发生有规律的偏转，在控制电场电路的基础上，光线就会照在微镜上发出不同方向的反射，因而通过镜头就会射到大银幕上，银幕上也就会产生微镜的效果。简单讲，就是光学技术的使用，使得数字电影的投影成像呈现的更好，展现在大荧幕上的画面质量是良好的。
光学技术使用在数字电影的放映系统中是一个宽泛的概念，其实它可以分为若干个小的方面，接下来要分析的就是光学技术在数字电影彩色成像的应用。在电影最早出现的年代，呈现在大银幕上的电影画面都是黑白色调的，而如今我们观看的电影都是五彩缤纷，极具色彩画面，达成这一效果的原因就是在数字电影中应用了光学技术，在光学理论中，通过蓝、绿、红3种滤光片，在光的照射下可以形成多彩的颜色，电影放映中就是应用了这一原理，通过数字处理技术对色彩的顺序进行处理，在通过RGB格式的数据由DMD进行存储，接受光系统的聚集，再将所接受到的白光照射到先前已经存储完毕的DMD上，蓝、绿、红这3种纯原色的色彩会不断按照顺序投射到DMD上，DMD的图像就会投射到大屏幕上，从而形成了方形的像素，而这些像素的形成正是人类肉眼可以看到的图像，也就形成了精彩绝伦的电影画面。
2.2 光学技术在终端投影镜头中的应用
在研究光学技术的成像问题之后，接下来要谈论的就是光学在终端投影镜头中的应用。首先，光学这一门学科较为复杂化，应用在数字电影的放映系统中也正是利用了光学这一复杂性的特点，数字电影在运用的过程中使用了更多的光学参数，立足具体问题具体分析的原则，应用到实际的工作中。其次，数字电影在影院的放映过程中，其放映距离都是固定的，因此关于镜头焦距的问题有多种选择，尽管镜头的成本是非常贵的，但是利用光学技术进行调整，从而生产出了40mm～120mm的十分钟变焦镜头，这种镜头的产生在一定程度上减少了所需要用到的成本。最后，工作距离的确定可以通过以下两个方面的方式，一方面，对电影放映机在放映的过程中所涉及到光学部分进行实地测量，以最为直接的方式得到数据，但这一方式的困难点就在于用于测量光学部分的仪器无论是在价钱还是在操作系数上都是比较有难度的，因此，在实施的过程中会难以操作;另一方面，基于光的逆向原则基础之上，结合产生的数据以及聚光片和分光作用的数据，从而计算出工作距离，这一方式相对于前一种方式而言，在操作性上更为简单。
2.3 光学技术所涉及的镜头结构和成像应用
光学技术所涉及到的光学原理，既能让人简单明了又可以复杂的让人摸不着头脑，将这一项技术应用在数字电影的放映系统中，在很大程度上解决了原先胶片电影所带来的不足之处，优化了电影放映系统，使得电影行业得到快速的发展，光学技术在这一发展过程中贡献了不少的力量。光学技术涉及到电影放映系统的方方面面，电影放映镜头的工作距离与焦距之间的比例是维持在一定的系数之内，也就是说最佳的距离是在0.5～0.7之间，前面已经提到镜头焦距最合适的是40mm～120mm的十分钟变焦镜头，如果将两者结合在一起的话，那么两者的比例就会直线上升到3，但是在这过程中就会出现一些问题，为了能够更好的起到协调的作用，可以通过远心的镜头结构，再通过全权分离的方式对远心光路进行改进，促进其发展。另一方面，借助光学原理来投影成像，极有可能会受到光学的相差而产生一定的影响，因此，在使用光学技术的时候一定要注意利用光学原理减少像素差，从而使得所呈现的影片质量完好。
3 结论
数字电影已经成为电影行业的主流产品，而光学技术在数字电影放映系统中应用的最为广泛，并且在放映系统中发挥了重要的作用，在了解光学技术和数字电影放映系统的基础上，对光学技术在数字电影放映过程中的应用分析，希望可以加深对光学技术的了解，促进光学技术得到进一步发展，从而促进电影行业的发展。
参考文献
[1]于立轩.数字电影放映氙灯使用经验[J].现代电影技术，2008(7)：41-43.
[2]赫巍.数字电影放映技术在农村电影放映中的应用[J].新闻研究导刊，2016，7(9).
[3]石瑛.关于农村流动数字电影放映的发展探析[J].科技展望，2016(5).
[4]陈彤.提高数字电影流动放映质量应注意的问题[J].现代电影技术，2016(8).
光学技术论文篇二
《光学玻璃模压成型技术》
摘要 光学玻璃模压成型法由于能直接一次成型，因而大大节省了材辅料、时间、设备及人力，且能模压出不同形状。在非球面光学玻璃零件和小型、微型光学元件制造方面，有着广阔的应用前景。通过阐述该项综合技术所涉及的低熔点玻璃材料的要求与现状、模具材料与加工、模压工艺和设备，详细介绍了光学玻璃模压成型技术的概况与关键点，指出我国应继续大力发展该项技术。
关键词 光学玻璃;模压成型;低熔点玻璃;模具工艺
0 引言
光学玻璃模压成型技术，是利用了玻璃从熔融态向固态转化的过程是连续可逆的热加工性质，在玻璃的转变温度Tg附近，在无氧条件下，对玻璃和模具进行加温加压，一次性将光学玻璃模压成达到使用要求的光学零件[1]。由于光学玻璃模压成型法摒弃了传统的粗磨、精磨、抛光以及定心磨边等工序，直接一次成型，大大节省了材辅料、时间、设备及人力，且能模压出不同形状，尤其是在非球面光学玻璃零件和小型、微型光学元件制造方面，有着广阔的应用前景。光学玻璃模压成型技术是一项综合技术，需综合考虑玻璃材料、模具材料、模压设备及模压的工艺参数等，它所涉及的技术均为各个领域的尖端技术[2]。
1 适于精密模压的光学玻璃材料及预成型件
理论上讲，光学玻璃都可以模压。但实际上，一方面，转变温度Tg高的玻璃，以及含Ti高于5%的玻璃，在高温下会与模具产生反应，致使模具的使用寿命很短且零件表面质量差;另一方面，含有Pb、As等氧化物的玻璃不符合环境保护要求也不能用于模压。为适应玻璃模压成型技术的发展，要求材料厂家开发出转变温度Tg低(600℃以下)的环保型光学玻璃材料。世界各光学材料生产企业都投入了很大精力，开发出多种低熔点的适宜于模压成型的玻璃材料。尤其是最近五年左右时间，低熔点玻璃从品种数量的增长、折射率范围的扩大、Tg值的降低等方面，都有了很大的进步。目前，日本和德国在这方面走在了世界的前列，HOYA(保谷光学)、OHARA(小原光学)、SUMITA(住田光学)和SCHOTT(肖特光学)是其中的佼佼者。由于各个厂家的材料配方不同，导致光学常数相同或相近时，玻璃的Tg值会有所不同，且材料具体各项参数也有差异，因此在进行系统设计时必须首先考虑好所使用的光学玻璃材料的生产厂家。
由于模压成型技术是光学玻璃材料直接一次性成型，出模后不再进行抛光，因此，对用于模压的毛坯相应提出了更高的要求。通常，毛坯会预加工成球形、椭球形或平面、平凸、双凸形[3-4]，也称之为预成型件。预成型件有热加工和冷加工两种方式，其中，小直径球形和椭球形可通过滴料直接成型，而其它几种形式的预成型件及直径超出滴料范围的预成型件必须先用传统的研磨抛光方法制造出来。各厂家滴料成型的预成型件一般每批次最小订单量为30 000件。
对预成型件的要求：因为模压不可能消除毛坯表面及内部的缺陷，因此毛坯在压型前的表面清洁度、表面粗糙度及材料内部质量均不得低于完工后的要求;由于要精密控制压型后的尺寸，毛坯的尺寸和重量也应进行精密控制。
为进一步防止高温时玻璃与模具发生粘连，HOYA、OHARA、SCHOTT等厂家现已开发出在预成型件表面镀防粘薄膜的方法，一方面可防止粘附，另一方面还可提高模压过程中玻璃和成型面之间的润滑性。薄膜的种类可为含碳薄膜或氮化物薄膜、贵金属膜等，优选使用含碳薄膜，尤其是模具材料为SiC、ZrO2时。
2 模压模具的材料选择及加工技术
在光学玻璃模压成型技术中，高精度的镜片和特殊的工艺过程要求模压成型的模具应达到以下要求：1)加工后的模具表面应达到光学镜面的表面粗糙度，在高温环境下能保持表面质量包括面形精度和表面疵病、表面粗糙度不变;2)模压过程中不与玻璃起反应或发生粘连现象，脱模性能良好;3)在高温环境具有很高的刚性、硬度、强度，能耐冷热反复冲击。模具材料的选择、模具的加工与研磨抛光、模具的表面处理等应综合考虑以上要求。
以HOYA为例，已开发出多种有关模具材料的专利。主要的模具材料包括SiC、Si3N4、WC超硬合金和金属陶瓷，并在模具基体的成型表面上加镀脱模膜。以WC等超硬合金为基体时，表面加镀贵金属膜或氮化物膜;以SiC为基体时，表面加镀硬质碳膜;膜层厚度控制在10nm~50nm左右。
由于所使用的模具材料硬度大，一般具有硬脆性，在加工过程中容易产生裂纹，影响工件的使用性能，因此对模具加工中所使用的刀具和加工方法提出了很高的要求。模具基体加工的机床都是超精密数控加工机床，与金刚石微分砂轮和高精度的在线检测补偿系统相配合。加工方法包括纳米磨削技术和PCD刀具微细铣削技术，后又发展出将ELID(Electrolytic In.Process Dressing)镜面磨削技术[4]与纳米磨削技术结合，应用到非球面透镜模具的加工上。
为达到更好的表面精度，模具表面还需进行研磨抛光。可用于模具抛光的技术有磁流变抛光(MRF)技术[5]、磁射流抛光(MJP)技术及超声波研磨技术。
3 模压工艺及设备
光学玻璃模压成型专用机床的制造技术主要掌握在日本、美国、德国和荷兰等国，如日本东芝、SYS，美国曼彻斯特精密光学公司、康宁公司，德国蔡司，荷兰飞利浦等[6]。
模压成型的具体工艺过程和工艺参数，随设备不同而有所区别，但加热与模压工序都要求是在无氧化气氛下进行。一般来说，光学玻璃模压成型可以分为等温成型和异温成型两种方式。等温成型是将预成型件导入到模压成形模具中，并将该成型模具与玻璃一起进行加热来进行零件加工的方法。
异温成型是先加热预成型件，使其软化，再将其导入到已预热的模压成型模具中进行精密模压成型的方法。简单地讲，等温成型就是将模具和预成型件同时加热和冷却，同时取出;异温成型就是将预成型件单独加热后成型单独冷却和取出，模具温度保持不变。等温成型方式加热升温和冷却降温都需要较长时间，因此生产速度较慢，在面形精度、中心偏差要求较高的情况下，推荐使用等温成型方式;在重视生产率提高的情况下推荐使用异温成型方式。
4 结论
光学玻璃模压成型技术现已广泛用于各类球面和非球面光学零件的制造中，尤其是在小型和微型光学元件及非球面制造方面具有传统光学零件不可比拟的优越性。目前，包括低熔点玻璃的熔炼、模具加工与镀膜、模压设备及工艺等关键技术主要掌握在国外厂家手中，我国尚处于起步阶段，很多方面还受制于国外技术壁垒，因此，继续深入开展光学玻璃模压成型技术方面的研究十分迫切，具有重要的现实意义。
参考文献
[1][日]谷田部善雄著.非球面透镜加工.张立士，译.
[2]陈�，王伟.低熔点玻璃精密模压技术概况[J].市场周刊，2010，9：109-110.
[3]舒朝濂，田爱玲，等.现代光学制造技术[M].北京：国防工业出版社，2008：317-322.
[4]关佳亮，等. ELID精密镜面磨削技术的开发应用[J].航空精密制造技术，2002，38(2)：5-7.
[5]康桂文.磁流变抛光技术的研究现状及其发展[J].机床与液压，2008，36(3)：173-176.
[6]张坤领，等.非球面加工现状[J].组合机床与自动化加工技术，2007(5)：1-6.
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