軍用光學(xué)現(xiàn)代技術(shù)論文范文(2)
光學(xué)技術(shù)論文篇一
《淺析數(shù)字電影放映中的光學(xué)技術(shù)》
摘 要 電影行業(yè)是近幾年發(fā)展較為快速的行業(yè)之一，數(shù)字電影領(lǐng)域也被越來越多的人所熟知，數(shù)字電影放映系統(tǒng)也得到了相應(yīng)的完善，而使用在數(shù)字電影放映系統(tǒng)的光學(xué)技術(shù)卻鮮為人知。光學(xué)技術(shù)使用其中，使得數(shù)字放映系統(tǒng)更加復(fù)雜化，本文就對此做出簡單的分析，主要對應(yīng)用在數(shù)字電影放映中的光學(xué)技術(shù)進(jìn)行研究。
關(guān)鍵詞 數(shù)字電影;光學(xué)技術(shù);系統(tǒng)
21世紀(jì)的社會發(fā)展主要是以知識經(jīng)濟(jì)與信息技術(shù)為主，尤其是信息技術(shù)的發(fā)展，給社會中的各個行業(yè)、各個領(lǐng)域帶來不小的沖擊。電影行業(yè)是社會眾多行業(yè)之一，也受到了來自科學(xué)技術(shù)的影響，老式的放映膠卷模式已經(jīng)逐漸被取消，如今的電影行業(yè)以數(shù)字化電影為主。數(shù)字電影在放映的過程中是要依靠一定的技術(shù)才得以有效的實(shí)施，其中最主要的是光學(xué)技術(shù)，而且在新時代發(fā)展之下，光學(xué)技術(shù)也隨之發(fā)生了更大的變化與進(jìn)步，可以說如今的電影行業(yè)發(fā)展如此迅速，光學(xué)技術(shù)在其中發(fā)揮了不可忽視的作用。
1 光學(xué)技術(shù)和數(shù)字放映系統(tǒng)
光學(xué)技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用于電影放映方面的技術(shù)，往深層次研究的話，所謂的光學(xué)，指的就是以對光研究為基礎(chǔ)，來探討“光”這種特殊物質(zhì)與其他普通物質(zhì)作用的各種作用。數(shù)字電影放映系統(tǒng)作為現(xiàn)如今電影行業(yè)主要的放映形式，主要依靠的是放映系統(tǒng)，隨著膠片電影淡出電影舞臺，數(shù)字電影不僅繼承了原有膠片電影的優(yōu)勢，更在此基礎(chǔ)之上改變放映的形式，改變了膠片電影所帶來的不足之處，優(yōu)化了電影放映的技術(shù)，通過數(shù)據(jù)拷貝的方式進(jìn)行有效的傳遞與播放，使得電影不會在放映的過程中由于次數(shù)的增加而影響播放的質(zhì)量，促進(jìn)了電影行業(yè)的發(fā)展。
2 光學(xué)技術(shù)在數(shù)字電影放映中的應(yīng)用分析
技術(shù)的發(fā)展，無論是對人們的日常生活還是對社會的進(jìn)步發(fā)展，都發(fā)揮著重要的作用。為此，本文主要講的就是有關(guān)應(yīng)用于數(shù)字電影放映所使用的技術(shù)，那么，光學(xué)技術(shù)是如何應(yīng)用在數(shù)字電影的放映系統(tǒng)中呢?主要是分為以下幾個方面。
2.1 光學(xué)技術(shù)在數(shù)字電影成像中的應(yīng)用
光學(xué)原理，在數(shù)字電影放映的過程中所使用的光學(xué)技術(shù)就是要在這一原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。文中所講的數(shù)字電影，就不得不提到投影技術(shù)，在現(xiàn)代的電影投影技術(shù)方面最常見的3種方式就是液晶顯示、直接光學(xué)放大以及數(shù)字化光處理，而在這3種方式之中使用的最為廣泛也最為成熟的就是數(shù)字化光處理技術(shù)，這一技術(shù)所使用的原理就是用所集合的半導(dǎo)體晶片效應(yīng)來促使電路圍繞著固定的�S進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)生有規(guī)律的偏轉(zhuǎn)，在控制電場電路的基礎(chǔ)上，光線就會照在微鏡上發(fā)出不同方向的反射，因而通過鏡頭就會射到大銀幕上，銀幕上也就會產(chǎn)生微鏡的效果。簡單講，就是光學(xué)技術(shù)的使用，使得數(shù)字電影的投影成像呈現(xiàn)的更好，展現(xiàn)在大熒幕上的畫面質(zhì)量是良好的。
光學(xué)技術(shù)使用在數(shù)字電影的放映系統(tǒng)中是一個寬泛的概念，其實(shí)它可以分為若干個小的方面，接下來要分析的就是光學(xué)技術(shù)在數(shù)字電影彩色成像的應(yīng)用。在電影最早出現(xiàn)的年代，呈現(xiàn)在大銀幕上的電影畫面都是黑白色調(diào)的，而如今我們觀看的電影都是五彩繽紛，極具色彩畫面，達(dá)成這一效果的原因就是在數(shù)字電影中應(yīng)用了光學(xué)技術(shù)，在光學(xué)理論中，通過藍(lán)、綠、紅3種濾光片，在光的照射下可以形成多彩的顏色，電影放映中就是應(yīng)用了這一原理，通過數(shù)字處理技術(shù)對色彩的順序進(jìn)行處理，在通過RGB格式的數(shù)據(jù)由DMD進(jìn)行存儲，接受光系統(tǒng)的聚集，再將所接受到的白光照射到先前已經(jīng)存儲完畢的DMD上，藍(lán)、綠、紅這3種純原色的色彩會不斷按照順序投射到DMD上，DMD的圖像就會投射到大屏幕上，從而形成了方形的像素，而這些像素的形成正是人類肉眼可以看到的圖像，也就形成了精彩絕倫的電影畫面。
2.2 光學(xué)技術(shù)在終端投影鏡頭中的應(yīng)用
在研究光學(xué)技術(shù)的成像問題之后，接下來要談?wù)摰木褪枪鈱W(xué)在終端投影鏡頭中的應(yīng)用。首先，光學(xué)這一門學(xué)科較為復(fù)雜化，應(yīng)用在數(shù)字電影的放映系統(tǒng)中也正是利用了光學(xué)這一復(fù)雜性的特點(diǎn)，數(shù)字電影在運(yùn)用的過程中使用了更多的光學(xué)參數(shù)，立足具體問題具體分析的原則，應(yīng)用到實(shí)際的工作中。其次，數(shù)字電影在影院的放映過程中，其放映距離都是固定的，因此關(guān)于鏡頭焦距的問題有多種選擇，盡管鏡頭的成本是非常貴的，但是利用光學(xué)技術(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而生產(chǎn)出了40mm～120mm的十分鐘變焦鏡頭，這種鏡頭的產(chǎn)生在一定程度上減少了所需要用到的成本。最后，工作距離的確定可以通過以下兩個方面的方式，一方面，對電影放映機(jī)在放映的過程中所涉及到光學(xué)部分進(jìn)行實(shí)地測量，以最為直接的方式得到數(shù)據(jù)，但這一方式的困難點(diǎn)就在于用于測量光學(xué)部分的儀器無論是在價錢還是在操作系數(shù)上都是比較有難度的，因此，在實(shí)施的過程中會難以操作;另一方面，基于光的逆向原則基礎(chǔ)之上，結(jié)合產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及聚光片和分光作用的數(shù)據(jù)，從而計(jì)算出工作距離，這一方式相對于前一種方式而言，在操作性上更為簡單。
2.3 光學(xué)技術(shù)所涉及的鏡頭結(jié)構(gòu)和成像應(yīng)用
光學(xué)技術(shù)所涉及到的光學(xué)原理，既能讓人簡單明了又可以復(fù)雜的讓人摸不著頭腦，將這一項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在數(shù)字電影的放映系統(tǒng)中，在很大程度上解決了原先膠片電影所帶來的不足之處，優(yōu)化了電影放映系統(tǒng)，使得電影行業(yè)得到快速的發(fā)展，光學(xué)技術(shù)在這一發(fā)展過程中貢獻(xiàn)了不少的力量。光學(xué)技術(shù)涉及到電影放映系統(tǒng)的方方面面，電影放映鏡頭的工作距離與焦距之間的比例是維持在一定的系數(shù)之內(nèi)，也就是說最佳的距離是在0.5～0.7之間，前面已經(jīng)提到鏡頭焦距最合適的是40mm～120mm的十分鐘變焦鏡頭，如果將兩者結(jié)合在一起的話，那么兩者的比例就會直線上升到3，但是在這過程中就會出現(xiàn)一些問題，為了能夠更好的起到協(xié)調(diào)的作用，可以通過遠(yuǎn)心的鏡頭結(jié)構(gòu)，再通過全權(quán)分離的方式對遠(yuǎn)心光路進(jìn)行改進(jìn)，促進(jìn)其發(fā)展。另一方面，借助光學(xué)原理來投影成像，極有可能會受到光學(xué)的相差而產(chǎn)生一定的影響，因此，在使用光學(xué)技術(shù)的時候一定要注意利用光學(xué)原理減少像素差，從而使得所呈現(xiàn)的影片質(zhì)量完好。
3 結(jié)論
數(shù)字電影已經(jīng)成為電影行業(yè)的主流產(chǎn)品，而光學(xué)技術(shù)在數(shù)字電影放映系統(tǒng)中應(yīng)用的最為廣泛，并且在放映系統(tǒng)中發(fā)揮了重要的作用，在了解光學(xué)技術(shù)和數(shù)字電影放映系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對光學(xué)技術(shù)在數(shù)字電影放映過程中的應(yīng)用分析，希望可以加深對光學(xué)技術(shù)的了解，促進(jìn)光學(xué)技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展，從而促進(jìn)電影行業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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光學(xué)技術(shù)論文篇二
《光學(xué)玻璃模壓成型技術(shù)》
摘要 光學(xué)玻璃模壓成型法由于能直接一次成型，因而大大節(jié)省了材輔料、時間、設(shè)備及人力，且能模壓出不同形狀。在非球面光學(xué)玻璃零件和小型、微型光學(xué)元件制造方面，有著廣闊的應(yīng)用前景。通過闡述該項(xiàng)綜合技術(shù)所涉及的低熔點(diǎn)玻璃材料的要求與現(xiàn)狀、模具材料與加工、模壓工藝和設(shè)備，詳細(xì)介紹了光學(xué)玻璃模壓成型技術(shù)的概況與關(guān)鍵點(diǎn)，指出我國應(yīng)繼續(xù)大力發(fā)展該項(xiàng)技術(shù)。
關(guān)鍵詞 光學(xué)玻璃;模壓成型;低熔點(diǎn)玻璃;模具工藝
0 引言
光學(xué)玻璃模壓成型技術(shù)，是利用了玻璃從熔融態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)化的過程是連續(xù)可逆的熱加工性質(zhì)，在玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg附近，在無氧條件下，對玻璃和模具進(jìn)行加溫加壓，一次性將光學(xué)玻璃模壓成達(dá)到使用要求的光學(xué)零件[1]。由于光學(xué)玻璃模壓成型法摒棄了傳統(tǒng)的粗磨、精磨、拋光以及定心磨邊等工序，直接一次成型，大大節(jié)省了材輔料、時間、設(shè)備及人力，且能模壓出不同形狀，尤其是在非球面光學(xué)玻璃零件和小型、微型光學(xué)元件制造方面，有著廣闊的應(yīng)用前景。光學(xué)玻璃模壓成型技術(shù)是一項(xiàng)綜合技術(shù)，需綜合考慮玻璃材料、模具材料、模壓設(shè)備及模壓的工藝參數(shù)等，它所涉及的技術(shù)均為各個領(lǐng)域的尖端技術(shù)[2]。
1 適于精密模壓的光學(xué)玻璃材料及預(yù)成型件
理論上講，光學(xué)玻璃都可以模壓。但實(shí)際上，一方面，轉(zhuǎn)變溫度Tg高的玻璃，以及含Ti高于5%的玻璃，在高溫下會與模具產(chǎn)生反應(yīng)，致使模具的使用壽命很短且零件表面質(zhì)量差;另一方面，含有Pb、As等氧化物的玻璃不符合環(huán)境保護(hù)要求也不能用于模壓。為適應(yīng)玻璃模壓成型技術(shù)的發(fā)展，要求材料廠家開發(fā)出轉(zhuǎn)變溫度Tg低(600℃以下)的環(huán)保型光學(xué)玻璃材料。世界各光學(xué)材料生產(chǎn)企業(yè)都投入了很大精力，開發(fā)出多種低熔點(diǎn)的適宜于模壓成型的玻璃材料。尤其是最近五年左右時間，低熔點(diǎn)玻璃從品種數(shù)量的增長、折射率范圍的擴(kuò)大、Tg值的降低等方面，都有了很大的進(jìn)步。目前，日本和德國在這方面走在了世界的前列，HOYA(保谷光學(xué))、OHARA(小原光學(xué))、SUMITA(住田光學(xué))和SCHOTT(肖特光學(xué))是其中的佼佼者。由于各個廠家的材料配方不同，導(dǎo)致光學(xué)常數(shù)相同或相近時，玻璃的Tg值會有所不同，且材料具體各項(xiàng)參數(shù)也有差異，因此在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時必須首先考慮好所使用的光學(xué)玻璃材料的生產(chǎn)廠家。
由于模壓成型技術(shù)是光學(xué)玻璃材料直接一次性成型，出模后不再進(jìn)行拋光，因此，對用于模壓的毛坯相應(yīng)提出了更高的要求。通常，毛坯會預(yù)加工成球形、橢球形或平面、平凸、雙凸形[3-4]，也稱之為預(yù)成型件。預(yù)成型件有熱加工和冷加工兩種方式，其中，小直徑球形和橢球形可通過滴料直接成型，而其它幾種形式的預(yù)成型件及直徑超出滴料范圍的預(yù)成型件必須先用傳統(tǒng)的研磨拋光方法制造出來。各廠家滴料成型的預(yù)成型件一般每批次最小訂單量為30 000件。
對預(yù)成型件的要求：因?yàn)槟翰豢赡芟鞅砻婕皟?nèi)部的缺陷，因此毛坯在壓型前的表面清潔度、表面粗糙度及材料內(nèi)部質(zhì)量均不得低于完工后的要求;由于要精密控制壓型后的尺寸，毛坯的尺寸和重量也應(yīng)進(jìn)行精密控制。
為進(jìn)一步防止高溫時玻璃與模具發(fā)生粘連，HOYA、OHARA、SCHOTT等廠家現(xiàn)已開發(fā)出在預(yù)成型件表面鍍防粘薄膜的方法，一方面可防止粘附，另一方面還可提高模壓過程中玻璃和成型面之間的潤滑性。薄膜的種類可為含碳薄膜或氮化物薄膜、貴金屬膜等，優(yōu)選使用含碳薄膜，尤其是模具材料為SiC、ZrO2時。
2 模壓模具的材料選擇及加工技術(shù)
在光學(xué)玻璃模壓成型技術(shù)中，高精度的鏡片和特殊的工藝過程要求模壓成型的模具應(yīng)達(dá)到以下要求：1)加工后的模具表面應(yīng)達(dá)到光學(xué)鏡面的表面粗糙度，在高溫環(huán)境下能保持表面質(zhì)量包括面形精度和表面疵病、表面粗糙度不變;2)模壓過程中不與玻璃起反應(yīng)或發(fā)生粘連現(xiàn)象，脫模性能良好;3)在高溫環(huán)境具有很高的剛性、硬度、強(qiáng)度，能耐冷熱反復(fù)沖擊。模具材料的選擇、模具的加工與研磨拋光、模具的表面處理等應(yīng)綜合考慮以上要求。
以HOYA為例，已開發(fā)出多種有關(guān)模具材料的專利。主要的模具材料包括SiC、Si3N4、WC超硬合金和金屬陶瓷，并在模具基體的成型表面上加鍍脫模膜。以WC等超硬合金為基體時，表面加鍍貴金屬膜或氮化物膜;以SiC為基體時，表面加鍍硬質(zhì)碳膜;膜層厚度控制在10nm~50nm左右。
由于所使用的模具材料硬度大，一般具有硬脆性，在加工過程中容易產(chǎn)生裂紋，影響工件的使用性能，因此對模具加工中所使用的刀具和加工方法提出了很高的要求。模具基體加工的機(jī)床都是超精密數(shù)控加工機(jī)床，與金剛石微分砂輪和高精度的在線檢測補(bǔ)償系統(tǒng)相配合。加工方法包括納米磨削技術(shù)和PCD刀具微細(xì)銑削技術(shù)，后又發(fā)展出將ELID(Electrolytic In.Process Dressing)鏡面磨削技術(shù)[4]與納米磨削技術(shù)結(jié)合，應(yīng)用到非球面透鏡模具的加工上。
為達(dá)到更好的表面精度，模具表面還需進(jìn)行研磨拋光。可用于模具拋光的技術(shù)有磁流變拋光(MRF)技術(shù)[5]、磁射流拋光(MJP)技術(shù)及超聲波研磨技術(shù)。
3 模壓工藝及設(shè)備
光學(xué)玻璃模壓成型專用機(jī)床的制造技術(shù)主要掌握在日本、美國、德國和荷蘭等國，如日本東芝、SYS，美國曼徹斯特精密光學(xué)公司、康寧公司，德國蔡司，荷蘭飛利浦等[6]。
模壓成型的具體工藝過程和工藝參數(shù)，隨設(shè)備不同而有所區(qū)別，但加熱與模壓工序都要求是在無氧化氣氛下進(jìn)行。一般來說，光學(xué)玻璃模壓成型可以分為等溫成型和異溫成型兩種方式。等溫成型是將預(yù)成型件導(dǎo)入到模壓成形模具中，并將該成型模具與玻璃一起進(jìn)行加熱來進(jìn)行零件加工的方法。
異溫成型是先加熱預(yù)成型件，使其軟化，再將其導(dǎo)入到已預(yù)熱的模壓成型模具中進(jìn)行精密模壓成型的方法。簡單地講，等溫成型就是將模具和預(yù)成型件同時加熱和冷卻，同時取出;異溫成型就是將預(yù)成型件單獨(dú)加熱后成型單獨(dú)冷卻和取出，模具溫度保持不變。等溫成型方式加熱升溫和冷卻降溫都需要較長時間，因此生產(chǎn)速度較慢，在面形精度、中心偏差要求較高的情況下，推薦使用等溫成型方式;在重視生產(chǎn)率提高的情況下推薦使用異溫成型方式。
4 結(jié)論
光學(xué)玻璃模壓成型技術(shù)現(xiàn)已廣泛用于各類球面和非球面光學(xué)零件的制造中，尤其是在小型和微型光學(xué)元件及非球面制造方面具有傳統(tǒng)光學(xué)零件不可比擬的優(yōu)越性。目前，包括低熔點(diǎn)玻璃的熔煉、模具加工與鍍膜、模壓設(shè)備及工藝等關(guān)鍵技術(shù)主要掌握在國外廠家手中，我國尚處于起步階段，很多方面還受制于國外技術(shù)壁壘，因此，繼續(xù)深入開展光學(xué)玻璃模壓成型技術(shù)方面的研究十分迫切，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)
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