光学玻璃透镜模压成型技术是一种高精度光学元件加工技术，它是把软化的玻璃放入高精度的模具中，在加温加压和无氧的前提下，一次性直接模压成型出达到使用要求的光学零件。这项技术自80年代中期开发成功至今已有十几年的汗青了，此刻已成为国际上最先进的光学零件造作技术步骤之一，在很多国度已进入出产实用阶段。这项技术的遍及推广利用是光学行业在光学玻璃零件加工方面的沉大革命。由于此项技术可能直接压造成型精密的非球面光学零件，从此便开创了光学仪器能够宽泛选取非球面玻璃光学零件的时期。因而，也给光电仪器的光学系统设计带来了新的变动和发展，不仅使光学仪器缩幼了体积、削减了沉量、节俭了资料、削减了光学零件镀膜和工件装配的工作量、降低了成本，并且还改善了光学仪器的机能，提高了光学成像的质量。

光学玻璃模压成型法造作光学零件有如下利益：

①不必要传统的粗磨、精磨、抛光、磨边定中心等工序，就能使零件达到较高的尺寸精度、面形精度和表表粗糙度;

②可能节俭大量的出产设备、工装辅料、厂房面积和纯熟的技术工人，使一个幼型车间就可具备很高的出产力;

③可很容易经济地实现精密非球面光学零件的批量出产;

④只有精确地节造模压成型过程中的温度和压力等工艺参数，就能保障模压成型光学零件的尺寸精度和沉复精度;

⑤能够模压幼型非球面透镜阵列;

⑥光学零件和装置基准件能够造成一个整体。

目前批量出产的模压成型非球面光学零件的直径为2～50mm，直径公差为±0.01mm;厚度为0.4～25mm，厚度公差为±0.01mm;曲率半径可达5mm;面形精度为1.5λ，表表粗糙度切合美国军标为80-50;折射率可节造到±5×10-4mm，折射均匀职能够节造到<5×10-6mm;双折射幼于0.01λ/cm。

此刻，世界上已把握这项先进玻璃光学零件造作技术的驰名公司和厂家有美国的柯达、康宁公司，日本的大原、保谷、欧林巴斯、松下公司，德国的蔡司公司和荷兰的菲利浦公司等。

玻璃光学零件模压成型技术是一项综合技术，必要设计专用的模压机床，选取高质量的模具和选用合理的工艺参数。成型的步骤，玻璃的种类和毛坯，模具资料与模具造作，都是玻璃模压成型中的关键技术。

3.1 成型步骤

玻璃之所以可能精密模压成型，重要是由于开发了与软化的玻璃不产生粘连的模具资料。

原来的玻璃透镜模压成型法，是将熔融状态的光学玻璃毛坯倒入高于玻璃转化点50℃以上的低温模具中加压成形。这种步骤不仅容易产生玻璃粘连在模具的模面上，并且产品还容易产生气孔和冷模痕迹(皱纹)，不易获得梦想的状态和面形精度。后来，选取特殊资料精密加工成的压型模具，在无氧化空气的环境中，将玻璃和模具一路加热升温至玻璃的软化点左近，在玻璃和模具大体处于一样温度前提下，利用模具对玻璃施压。接下来，在维持所施压力的状态下，一壁冷却模具，使其温度降至玻璃的转化点以下(玻璃的软化点时的玻璃粘度约为107。6泊，玻璃的转化点时的玻璃粘度约为1013。4泊)。

这种将玻璃与模具一路执行等温加压的法子叫等温加压法，是一种比力容易获得高精度，即容易精密地将模具状态表表复造下来的步骤。这种玻璃光学零件的造作步骤弊端是：加热升温、冷却降温都必要很长的功夫，因而出产速度很慢。为相识决这个问题，因而对此步骤进行了卓有成效的改进，即在一个模压装置中使用数个模具，以提逾越产效能。然而非球面模具的造价很高，选取多个模具势必造成成本过高。针对这种情况，进一步钻研开发出与原来的透镜毛坯成型前提比力相近一点的非等温加压法，借以提高每一个模具的出产速度和模具的使用寿命。另表，还有人在钻研开发把由熔融炉中流出来的玻璃直接精密成型的步骤。

3.2 玻璃的种类和毛坯

玻璃毛坯与模压成型品的质量有直接的关系。按路理，大部门的光学玻璃都可用来模压成成型品。但是，软化点高的玻璃，由于成型温度高，与模具稍微有些反映，以至模具的使用寿命很短。所以，从模具资料容易选择、模具的使用寿命可能耽搁的概想启程，应开发适合低温(600℃左右)前提下模压成型的玻璃。然而，开发的适合低温模压成型的玻璃必须切合可能廉价地造作毛坯和不含有传染环境的物质(如PbO、As2O3)的要求。对模压成型使用的玻璃毛坯是有要求的：①压型前毛坯的表表肯定要维持极度光滑和清洁;②呈适当的几何状态;③有所必要的容量。毛坯通常都选用球形、圆饼形或球面状态，选取冷研磨成型或热压成型。

3.3 模具资料与模具加工

模具资料必要具备如下特点：①表表无疵病，可能研磨成无气孔、光滑的光学镜面;②在高温环境前提下拥有很高的耐氧化机能，并且结构等不产生变动，表表质量不变，面形精度和光洁度维持不变;③不与玻璃起反映、产生粘连景象，脱模机能好;④在高温前提下拥有很高的硬度和强度等。

此刻已有不少有关开发模具资料的专利，最有代表性的模具资料是：以超硬合金做基体，表表镀有贵金属合金和氮化钛等薄膜;以碳化硅和超硬合金做基体，表表镀有硬质碳、金刚石状碳等碳系薄膜;以及Cr2O-ZrO2-TiO2系新型陶瓷。

玻璃透镜压型用的模具资料，通常都是硬脆资料，要想把这些模具资料精密加工成模具，必须使用高刚性的、分辨率能达到0.01μm以下的高分辨率超精密推算机数字节造加工机床，用金刚石磨轮进行磨削加工。磨削加工可获得所期盼的状态精度，但而后还需再稍加抛光精加工成光学镜面才行。在进行高精度的非球面加工中，非球面面形的测试与评价技术是极度沉要的。对微型透镜压型用模的加工，要求越发严格，必须进一步提高精度和减轻磨削的痕迹。

3.4 玻璃模压成型技术的利用

目前，光学玻璃透镜模压成型技术，已经用来批量出产精密的球面和非球面透镜。平时，除了通常出产造作直径为15mm左右的透镜表，还能出产造作直径为50mm的大口径透镜、微型透镜阵列等。现已能造作每个透镜的直径为100μm的微型透镜阵列。

(1)造作军用和民用光学仪器中使用的球面和非球面光学零件，如各透镜、棱镜、以及滤光片等;

(2)造作光通讯誉的光纤耦合器用非球面透镜;

(3)造作光盘用的聚光非球面透镜。使用一块模压成型法造作的非球面透镜，可包办光盘读出器光学镜头内使用的三块球面透镜。由于模压成型非球面透镜的精度很高，不仅可能节造和校对大数值孔径的轴向像差，并且还使原来的光学镜头的沉量减轻、成本降低30～50%。

(4)造作拍照机取景器非球面透镜、电影放映机和拍照机镜头的非球面透镜等。美国仅柯达公司每年就必要压型几百万个非球面光学零件。