硫化锌是一种典型脆性红外光学材料,在航空航天领域具有重要应用。硫化锌元件被广泛用于先进光学系统,其加工精度直接决定了元件的光学性能和先进光学系统的使役性能。设计了四因素四水平正交试验方案,开展了微激光辅助切削试验,对试验...硫化锌是一种典型脆性红外光学材料,在航空航天领域具有重要应用。硫化锌元件被广泛用于先进光学系统,其加工精度直接决定了元件的光学性能和先进光学系统的使役性能。设计了四因素四水平正交试验方案,开展了微激光辅助切削试验,对试验后表面粗糙度进行测量。通过方差分析(Analysis of Variance,ANOVA)研究了微激光辅助加工参数对硫化锌表面质量的定量影响,为硫化锌激光辅助加工工艺优化提供了基础支持。进一步基于时域有限差分法建立了粗糙度对硫化锌表面光散射特性的有限元仿真模型,通过分析不同表面形貌下硫化锌表面光场中散射光分量的能量分布,揭示了表面粗糙度与硫化锌表面散射系数的映射关系,为光学元件表面质量的光学表征提供了理论依据。开展了系统化的试验设计、仿真建模与模型分析,最终建立了“工艺参数-表面粗糙度-散射系数”的全链条预测模型,实现了微激光辅助加工参数到硫化锌表面光学散射特性的端到端预测。为航空航天红外光学系统研制提供了硫化锌元件“工艺-性能”一体化调控新方法。展开更多
文摘硫化锌是一种典型脆性红外光学材料,在航空航天领域具有重要应用。硫化锌元件被广泛用于先进光学系统,其加工精度直接决定了元件的光学性能和先进光学系统的使役性能。设计了四因素四水平正交试验方案,开展了微激光辅助切削试验,对试验后表面粗糙度进行测量。通过方差分析(Analysis of Variance,ANOVA)研究了微激光辅助加工参数对硫化锌表面质量的定量影响,为硫化锌激光辅助加工工艺优化提供了基础支持。进一步基于时域有限差分法建立了粗糙度对硫化锌表面光散射特性的有限元仿真模型,通过分析不同表面形貌下硫化锌表面光场中散射光分量的能量分布,揭示了表面粗糙度与硫化锌表面散射系数的映射关系,为光学元件表面质量的光学表征提供了理论依据。开展了系统化的试验设计、仿真建模与模型分析,最终建立了“工艺参数-表面粗糙度-散射系数”的全链条预测模型,实现了微激光辅助加工参数到硫化锌表面光学散射特性的端到端预测。为航空航天红外光学系统研制提供了硫化锌元件“工艺-性能”一体化调控新方法。
