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香港理工大學
工業及系統工程學系
先進光學製造中心GH040
聯絡方式:
杜雪博士/張志輝博士
香港理工大學
工業及系統工程學系
先進光學製造中心
電話:2766 6587 / 2766 7905
傳真:2764 7657
服务项目:
單點鑽石加工 自由曲面及非球面光學產品的設計
先進的納米級加工設備
先進的表面測量設備
精密注塑技術
精密光學產品的設計及製造過程
簡介
先進光學製造中心設立於香港理工大學工業及系統工程學系。由香港特區政府創新科技署撥款資助，於二零零二年成立。是本港首間以推廣及應用超精密加工技術及生產精密模具以及光學產品的中心。
本中心擁有先進的超精密加工設備及測量設備，並致力於為工業界提供技術諮詢、應用研究及人力培訓等服務、以及與工業界合作開發新產品。
加工中心的目標
舉辦一系列講座及研討會，在製造業中推廣超精密加工及測量技術。
為香港製造業提供設備與技術支援，並為設計和加工高精尖產品提供技術服務。
促進單點鑽石加工技術及自由曲面加工技術的應用研究，從而擴大設計和製造精密產品的範疇。
與本港和內地公司合作，共同設計，開發及製造新產品。
單點鑽石加工技術及其應用
單點鑽石加工技術
單點鑽石加工技術使用單晶體金剛石刀具，它具有納米級鋒利度，較高的耐磨性及形狀再現性。超精密切削的切削厚度是在微米及亞微米級範圍，可直接加工出表面為0.1微米形狀精度，及納米級粗糙度的光學表面，而無需任何後處理。
主要加工材料除有色金屬如鋁、銅合金、金、銀、無水電鍍鎳及塑料以外，也可加工一些紅外線光學脆性材料如鍺、硅等，其表面粗糙度可達到納米級水平。
單點鑽石加工技術的應用
在工業界中超精密切削主要應用於:
照相機塑料鏡片的注塑模具裝嵌件。
複雜的紅外線鏡片及拱面。主要加工材料為鍺、硅、硫化鋅、硒化鋅及其它合金。
各種反射鏡。主要加工材料為鋁、銅、金、銀、無電沉鎳及其合金。
各種掃描機反射鏡，復印機光電鼓和電腦記憶磁盤。
各種塑料透鏡及多面棱鏡。
超精密模具。主要材料為無電沉鎳板，黃銅及其它有色金屬材料。
自由曲面加工技術及其應用
自由曲面加工技術
自由光學曲面及微結構光學原件已成為用於光電及通訊產品的關鍵零部件，例如光纖連接器中的微槽結構，液晶體顯示屏的微透鏡列陣及用於激光掃描機的F-theta 鏡片，加工如此複雜的光學零件必需採用多軸非對稱的超精密加工技術，如多軸的銑削及磨削。
自由曲面加工技術的應用
液晶體顯示屏的微透鏡列陣
微透鏡列陣是指由許多個微小透鏡組成的一個列陣，每一行透鏡的半徑不等，只需要配備少量的光源 (如一個LED 或幾個 LED)，就可令整個顯示屏的光均匀發散。微透鏡列陣主要用於液晶體顯示屏，其主要產品包括手提電話，掌上電腦及電視等。
光纖連接器中的微槽結構
微槽結構是指由許多V形槽所組成的一排微列陣，主要用於光纖連接器，可提高光纖排列精度，同時也可用作背光板，使光均匀分散等。
先進的納米級加工設備
大型五軸超精密加工設備 (Freeform 705G)
Freeform 705G 五軸超精密數控加工設備具有三維非對稱銑削、磨削及金剛石切削之功能。可通過金剛石銑削加工自由光學曲面及微結構光學元件，例如V形光楔及 F-theta 鏡片。其面形精度可達微米級，表面粗糙度達至納米級。
Freeform 705G 亦可配備磨削輔助裝置，進行磨削鋼材及陶瓷等材料，其面形精度可少於0.5微米。
兩軸超精密加工設備 (Nanoform 200 備有快刀加工功能)
Nanoform 200 雙軸超精密數控車床，可通過金剛石單點切削，加工平面、球面及非球面的精密工件及模芯。
此外，此設備還備有快刀加工功能(Fast Tool Servo)，可用於加工微透鏡陣列，棱形鏡片及複曲面鏡片等自由曲面。
兩軸超精密加工設備 (Nanoform 300)
Nanoform 300是一台雙軸電腦數控及激光干涉反饋式控制的超精密車床。該車床使用單晶體金剛石刀具，可加工最大直徑為300毫米光學表面 (球面和非球面) 的工件。
在Nanoform 300上可裝設一個磨削的輔助裝置，使超精密車床改裝為超精密磨床，可加工形狀誤差小於0.5微米的陶瓷、鋼材及玻璃等工件。
小型兩軸超精密加工設備(Optoform 30)
小型Optoform 30是一台雙軸電腦數控超精密車床，Optoform 30 可直接加工隱形眼鏡及小型有色金屬工件。超精密車床Nanoform 300 和 Optoform 30均設有加工球面及非球面的刀具軌跡編程軟件，只要輸入所需加工表面的數學公式，就可直接得到刀具軌跡的運行程序，這樣使複雜的光學形狀，尤其是非球面產品的加工過程得到簡化。
先進的表面測量設備
非接觸光學表面形狀測量系統
WYKO NT8000 測量系統是非接觸型的表面形狀測量系統，它可測量各種工件的高度、表面粗糙度及形狀，如MEMS、金屬材料、半導體、醫學裝置及各種精密鏡片等。
主要功能包括:
可達到納米級精確度
垂直測量高度可達8毫米
設有內置參考系統
可提供自行修正功能
激光干涉面形及表面粗糙度測量系統
Form Talysulf PGI1240是接觸式測量系統，可用於測量平面、球面及非球面工件形狀精度及表面粗糙度，測量精度高達0.8 納米。同時，先進光學製造中心將與Taylor Hobson 公司合作，共同開發一套自由曲面測量軟件。
主要功能包括:
X 軸為200亳米，Z軸為12.6 毫米，形狀誤差為0.1微米
可提供三維測量功能
減少間距為0.125微米
嶄新非球面的分析軟件
非接觸激光干涉表面形狀測量系統
由美國Zygo公司製造的非接觸工件表面測量系統，主要用於測量超精密加工工件的表面形狀及曲率。可對平面及球面的表面形狀精度進行無損傷檢測。採用此設備同時也可以測出在超精密加工中產生的中心誤差及刀具偏差。
Gokosha LT24准直儀
Gokosha LT24 是一套用來檢測焦平面位置的自准直儀，除了測量透鏡的焦平面外，它還可以檢測邊像(通過傾斜自准直儀來檢測)，以及互換鏡頭的可靠性，鏡頭組子系統的像差等。
珀爾對心顯微鏡
珀爾對心顯微鏡 用來檢測光學鏡片上下表面光軸的同心度，將顯微鏡分別對鏡片的上下表面對焦，通過讀取成像的十字叉絲位置的間距即可很方便地知道透鏡上下表面光軸的對心度。
精密注塑技術
精密注塑是製造精密鏡片不可缺少的技術，為了提高注塑精度，需要進行反履的誤差保償，其面形精度可達至亞微米級。
先進光學製造中心擁有先進的注塑設備，包括 Toyo Si 80 及Battenfeld BA 250 CDC 。
全電動注塑機
日本東洋Toyo Si 80 是一台全電動操控的注塑機。可注塑各種精密的球面，非球面及自由曲面光學鏡片。
此注塑機配備有80噸注塑壓力及直徑為25毫米的螺桿，並配有二次壓縮功能，可使鏡片精度進一步提高。
微型注塑機
Battenfeld微型注塑機，注塑壓力為25噸，專門用於注塑微小零件及鏡片，其注塑精度重量相差可達 +/-0.005 克.
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