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SPDT的演变:从军事起源到现代光学精度

单点金刚石车削(SPDT)是一种超精密加工技术,用于制造具有纳米级平滑度的光学级表面。SPDT起源于先进的军用红外计划,已经发展成为制造高精度模具、自由曲面光学器件、红外透镜和聚合物光学元件的核心工艺。它仍然是将先进光学设计转化为可靠、可扩展产品的最重要技术之一。

SPDT的演变:从军事起源到现代光学精度

单点金刚石车削(SPDT)是现代光学中最具影响力的precision-manufacturing技术之一。从秘密的军事开端到当今自由形式和纳米光学时代的核心角色,SPDT塑造了世界制造透镜、模具和超光滑光学表面的方式。

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1.起源:诞生于冷战(1960-1980年代)的技术

SPDT在20世纪60年代首次出现在美国国防实验室。传统的抛光方法已经无法达到红外制导系统、卫星传感器和早期夜视光学所需的精度。工程师们转向单晶金刚石工具直接加工金属基板,无需任何抛光就能生产出镜面级表面。

这一突破使:

  • 直接切割成金属的镜面

  • 亚微米形状精度

  • 纳米级的表面粗糙度

在早期,SPDT是一种机密技术,仅用于战略军事光学。

2.扩张:从实验室创新到工业使用(1990-2000年代)

到20世纪90年代,数控控制的进步使SPDT进入商业光学制造领域。它很快成为生产塑料透镜模具、红外菲涅尔透镜、光盘母版和高精度注塑模具的首选方法。

这个时代确立了SPDT作为光学级聚合物制造的基础,实现了:

  • 形状精度≤0.3μmPV

  • 表面粗糙度≤10 nm Ra

大规模、高质量的塑料光学第一次成为可能。

3.转型:自由形式光学与新一代光学设计(2010年代至今)

随着AR/VR系统、汽车传感器、HUD显示器、LiDAR模块和医疗成像设备变得越来越复杂,光学设计已经超越了简单的球形。自由曲面——非旋转、高度优化的几何形状——变得至关重要。

传统抛光不能产生这些表面。单刀双掷可以。

借助多轴控制和快速刀具伺服(FTS)技术,现代SPDT机器可以在一次连续切割中雕刻复杂的3D光学表面。当今的顶级系统实现:

  • 形状误差≤0.02μmPV

  • 表面粗糙度≤1 nm Ra

  • 结合自由形状和微结构特征的混合表面

SPDT不再只是一种加工方法——它是一个实现下一代光学创造力的平台。

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4.收敛:元光学时代的SPDT

随着金属和超表面的出现,SPDT发现了一个新的任务。虽然超光学设备依赖于纳米级图案,但用于纳米压印工艺的主模具需要极其光滑、精确的基础。

SPDT提供了这些基础。

今天,SPDT在以下方面发挥着至关重要的作用:

  • 纳米压印平版印刷母版

  • 混合自由形式+元光学工具

  • 高精度聚合物波前光学器件

通过这种方式,SPDT形成了经典几何光学和现代wavefront-engineered元光学之间的桥梁。

5.未来:当精准成为哲学

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在Aubor,SPDT不仅仅是一种制造能力——它是一种精密哲学。它反映了这样一种信念,即每个表面都很重要,光的质量始于塑造它的工具的质量。

从光学设计到模具工程,从超精密加工到注塑和涂层,我们追求既尊重物理又尊重工艺的精度。

因为在光学领域,
the surface is the soul.

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