分享一下：光学镜片加工技术是怎样的？

一、光学镜片由来

光学镜片最初用于制造镜头的玻璃，就是普通窗户玻璃或酒瓶上的疙瘩，形状类似“冠”，皇冠玻璃或冕牌玻璃的名称由此而来。那时候的玻璃极不均匀，多泡沫。除了冕牌玻璃外还有另一种含铅量较多的燧石玻璃。1790年左右法国人皮而·路易·均纳德发现搅拌玻璃酱可以制造质地均匀的玻璃。1884年蔡司公司的恩斯特·阿贝和奥托·肖特在德国耶拿市创建肖特玻璃厂（Schott Glaswerke AG ），在几年内研制了几十种光学玻璃，其中以高折射率的钡质冕牌玻璃的发明为肖特玻璃厂的重要成就之一。

二，光学镜片冷加工工序

第1道：铣磨,是去除镜片表面凹凸不平的气泡和杂质,(约0.05-0.08)起到成型作用。

第2道就是精磨工序,铣磨出来的镜片将其的破坏层给消除掉,固定R值。

第3道就是抛光工序,是将精磨镜片再一次抛光,这道工序主要是为了把外观做的更好。

第4道就是清洗,抛光过后的镜片将其表面的抛光粉清洗干净.防止压克。

第5道就是磨边,是将原有镜片外径将其磨削到指定外径。

第6道就是镀膜,是将有需要镀膜镜片表面镀上一层或多层的有色膜或其他膜。

第7道就是涂墨,是将有需要镜片防止反光在其边缘涂上一层黑墨。

第8道就是胶合,是将有2个R值相反大小和外径材质一样的镜片用胶将其联合。

三.光学镜片原材料说明

镜片材料采用透明的介质，主要分为无机和有机二大类。在我们的日常生活还会碰到一种天然介质水晶镜片，这是用石英矿磨制成的镜片。古代有水晶能养颜明目的说法，但事实上水晶的主要成分是二氧化硅（sio2），最大优点是硬度高且不易受潮，但紫外线及红外线的透过率较高，而且水晶中密度不均匀，含杂质，有条纹及气泡等到产生，会形成双折射现象，从而影响视力。

1、 无机材料--玻璃

玻璃是非常特殊的不定型材料，在常温下呈现固体，坚硬但易碎，在高温下具有粘性。玻璃没有固定的化学结构，因而没有确切的熔点。随着温度的上升，玻璃材料会变软、粘性增加，并逐渐由固体变为液体，这种逐渐变化的特性我们称之为"玻璃状态"。这一特性意味着玻璃在高温时可以被加工和铸型。玻璃材料制成的光学镜片具有非常好的透光性、表面抛光后更加透明，切因为硬度高，更易加工成型，精度更高。

（1）普通玻璃材料（1.5和1.6）：折射率为1.523的冕牌玻璃是传统光学镜片的制造材料，其中60%~70%为二氧化硅，其余则由氧化钙、钠和硼等多种物质混合。

（2）高折射率玻璃材料：经过多年的研究，镜片制造商已经找到了在提高材料折射率的同时又保持低色散的方法，即在玻璃中加入新的化学元素。 早在1975年就生产出了含钛元素的镜片，折射率为1.7，阿贝数为41；15年之后又生产出了含镧元素的镜片，折射率为1.8，阿贝数为34；1995年出现折射率为1.9的材料，加入了元素铌，阿贝数为30，这是目前折射率最高的镜片材料。广泛应用于各学实验室，各大型企业研发机构用于有关于光学领域的研发，生产。

（3）染色玻璃材料：在玻璃材料中混合入一些具有特殊吸收性质的金属盐后会表现出着色的效果，例如：加镍和钴（紫色），钴和铜（蓝色），铬（绿色），铁，镉（黄色），金，铜和硒（红色）等等。这些染色镜片材料主要应用于大规模地生产平光太阳镜片或防护镜片。一些具有特殊过滤性质的浅色材料（棕色、灰色、绿色或粉红色）也被用于生产屈光矫正镜片。

（4）光致变色玻璃材料：光致变色现象是通过改变材料的光线吸收属性，使材料对太阳光强度作出反应的一种性质。它的基本原则是使普通的玻璃（包括塑料光致变色材料）在紫外线辐射的影响下颜色变深，以及在周围高温的影响下颜色变淡，这两个过程是可逆的，而且可能一直存在。这一现象是通过激活在材料中混合的光致变色物质的分子而完成的。1962年出现了第一代光致变色玻璃材料,此后性能不断得到改良。其主要是在玻璃材料中加入了卤化银晶体。这些晶体在紫外线幅射下起化学反应，使镜片的颜色变深。第一代光致变色玻璃材料的变色原理是银原子和氯原子之间的一种电子交换，通过氯化银和周围的环境来表现。在没有光线的条件下，氯化银呈离子态，因银离子是透明的，所以镜片也是透明的；而在紫外线辐射下，不稳定电子离开了氯离子，与银离子结合为金属银并吸收光，镜片则变深。当紫外线辐射减弱，移动电子离开银原子返回氯原子，镜片逐渐恢复了原先的清澈状态。对一般的光致变色玻璃，变色同时也受到温度的控制，在光照度不变时，温度越低则颜色越深。光致变色材料大多是灰色和棕色的，俗称灰变和茶变，其它的颜色也可以通过专门的工艺达到。所有的眼镜片，包括熔化双焦点镜片、渐进镜片都可以使用光致变色材料制造。近年来，光致变色树脂镜片的发展较快，材料在不断改良，其折射率已不再局限于1.50。

2、有机材料

有机材料可以分为两大类：热固性材料，具有加热后硬化的性质，受热不会变形，眼镜片大部分以这种材料为主，如CR-39。热塑性材料，具有加热后软化的性质，尤其是适合热塑和注塑，聚碳酸酯PC就是这种材料。

（1）热固性材料 1）普通树脂材料：（CR-39） 学名碳本酸丙烯乙酸，或称烯丙基二甘醇酸脂（Dially Glycol Carbonates），是应用最广泛的生产普通树脂镜片的材料。它于四十年代被美国哥伦比亚公司的化学家发现，是美国空军所研制的一系列聚合物中的第39号材料，因此，被称为CR-39（哥伦比亚树脂第39号）。CR-39被用于生产眼用矫正镜片是在1955~1960年，是第一代的超轻、抗冲击的树脂镜片。CR-39作为一种热固性材料，单体呈液态，在加热和加入催化剂的条件下聚合固化。聚合是一个化学反应，即由几个相同分子结构的单体组成的一个新的聚合体分子，具有不同的长度和性质。作为光学镜片，CR-39材料性质的参数十分适宜：折射率为1.5（接近普通玻璃镜片）、密度1.32（几乎是玻璃的一半）、阿贝数为58~59（只有很少的色射）、抗冲击、高透光率，可以进行染色和镀膜处理。它主要的缺点是耐磨性不及玻璃，需要镀抗磨损膜处理。树脂镜片可采用模式压法加工镜片表面的曲率，因此很适用于非球面镜片的生产。

（2）中高折射率树脂材料：大部分的中折射率和高折射率材料都是热固性树脂，其发展非常迅速。它们的折射率可以使用以下任意一种技术来增加：改变原分子中电子的结构，例如：引入苯环结构；在原分子中加入重原子，诸如卤素（氯、溴等）或硫。与传统CR-39相比，用中高折射率树脂材料制造的镜片更轻、更薄。它们的比重与CR-39大体一致（在1.20到1.40之间），但色散较大（阿贝数45），抗热性能较差，然而抗紫外线较佳，同时也可以染色和进行各种系统的表面镀膜处理。使用这些材料的镜片制造工艺与CR-39的制造原理大体一致。现在1.67的树脂材料已广泛流行，而且象1.7的树脂材料也已在市场上有销售。视光业的专业人员正不断研制开发新材料，改良原有材料，以期树脂材料在将来获得更好的性能。

（3）染色树脂材料：现在的一项技术即是使用浸泡在溶有有机色素的热水中，常用的染料有红色、绿色、黄色、蓝色、灰色、和棕色，根据需求可任意调染，颜色的深浅也可以控制，可以将整片镜片染色成一种颜色，也可以染成逐渐变化的颜色，例如镜片上部深色，往下逐渐减浅，即俗称的双色或渐进色

（4）光致变色树脂材料：第一代光致变色树脂镜片大约出现在1986年，但是直到1990年第一代Transi-tion镜片面市后，它才真正开始普及。光致变色效果是在材料中加入了感光的混合物而获得的，在特殊波段的紫外线辐射作用下，这些感光物质的结构发生变化，改变了材料的吸收能力。这些混合物与的结合主要有两种方法：在聚合前与液态单体混合，或在聚合后渗入材料中（Transition镜片就采用后一种方法）。光致变色树脂镜片采用几种光致变色物质，在最后的制造中使这些不同的 变色效果结合起来，这使得镜片变色不但迅速，而且不完全受温度的控制。

（5）一种新型的光致变色树脂镜片已于1993年投放市场，热塑性材料（聚碳酸酯，POLYCARBONATE，简称PC） 热塑性材料如PMMA早在五十年代就被首次用于制造镜片，但是由于受热易变形及耐磨性较差的缺点，很快就被CR－39所替代。然而今天，聚碳酸酯的发展将热塑性材料带回了镜片领域。实际上，聚碳酸酯也不是一种新材料，它大约在1995年就被发现了，但真正在视光领域的使用仅仅是近几年，它在历经了数年的研制和多次的改进之后尤其是应用于CD产业，其光学质量已可与其它镜片材料相媲美。聚碳酸酯是直线形无定型结构的热塑聚合体，具有许多光学方面的优点：出色的抗冲击性（是CR－39的10倍以上），高折射率（ne=1.591,nd=1.586),非常轻（比重＝1.20g/立方厘米），100%抗紫外线（385nm),耐高温（软化点为140 °C/280 °F）。聚碳酸酯材料也可进行系统的镀膜处理。它的阿贝数较低（Ve=31,Vd=30)。在染色方面，由于聚碳酸酯材料本身不易着色，所以大多通过可染色的抗磨损膜吸收颜色。