嵌入式精密模压非球面透镜技术是将玻璃光学元件与金属封装结构一体化成型,彻底突破传统胶合工艺的物理极限,为航空航天、工业激光、医疗仪器、精密仪器等严苛环境下的光学系统提供高可靠集成解决方案。

一、嵌入式模压技术(PGM)
技术原理
嵌入式精密模压(Precision Glass Molding,简称PGM)是一种通过高温高压将软化的光学玻璃注入精密模具中,使其填充金属套筒内壁,直接成型非球面透镜的先进制造工艺。该技术实现了光学零件与安装基准件的一体化成型,无需传统的粗磨、精磨、抛光、磨边定中心等工序,便能使零件达到极高的尺寸精度、面形精度和表面粗糙度。

图1 玻璃精密模压成型工艺流程
技术优势
PGM技术使非球面透镜不再昂贵。通过精确控制模压成型过程中的温度、压力、时间等工艺参数,可保证光学零件的尺寸精度和重复精度。单次模压成型时间短,模具可重复使用,特别适合大批量生产,显著降低单位成本。
二、产品核心优势
1. 卓越的光学性能
模压玻璃非球面透镜在聚焦或准直光时能够消除球面像差、彗差、像散和畸变等不良因素。单片非球面透镜可替代多片球面透镜组合,不仅简化光学系统结构,还能获得更高的光学质量和成像特性,实现更高的相对孔径和更大的视场角。

2. 极高的可靠性
借助高温模压工艺,透镜与金属套筒形成分子级结合,无需胶合和焊接固定,大幅提升连接可靠性与耐久性。优异的气密性使其能够适应航空航天等极端环境条件,确保长期稳定运行。
3. 出色的轻量化特性
相比传统球面透镜组合,非球面透镜在达到相同光学效果的情况下可实现更小的厚度和重量,满足便携式设备和空间受限应用的需求。
4. 灵活的定制能力
PGM透镜可加工成平凸(PCX)、双凸(BCX)和弯月(MEN)等多种形式,还可模压小型非球面透镜阵列,满足各种复杂应用场景的需求。

图3 平凸(PCX)、双凸(BCX)和弯月(MEN)设计透镜形状
三、优质材料选择
选择合适的可成型光学玻璃能提升性能、缩短交付周期并降低成本。PGM中较低模压温度可缩短加热冷却周期,提高处理速度与吞吐量,同时减少能源消耗和公用事业费用。低温成型还降低了表面氧化风险,减少了污染及清洁维护频率。因此,选择能够在较低温度下成型的玻璃通常是有利的。
| 低熔点玻璃 | 玻璃特点 |
| ECO 550 | 超低熔点光学玻璃,可用镍模精密模压,使透镜具有极高的面型精度 |
| H-FK61 | 具有低色散和出色的紫外线透过特性 |
| D-ZK3 | 适合需要低成本玻璃进行大规模制造的应用 |
| D-ZLaF52La | 具有较高的折射率,适合需要高数值孔径的应用 |
| D-LaK6 | 具有出色的紫外线和蓝光透射特性 |
| D-K9 | 系列透镜常规K9玻璃的低熔点玻璃版本,适用范围广 |
四、专业镀膜方案
嵌入式精密模压非球面透镜有多种标准镀膜选项,满足不同波长范围的应用需求:
| 波长范围 (nm) | 反射率 |
| 350 - 700 | Ravg < 0.50% |
| 600 - 1050 | Rmax < 1.00% |
| 1050 - 1600 | Rmax < 1.00% |
| 1300 - 1700 | Rmax < 0.25% |
| 350 - 500 | Rmax < 1.00% |
五、广泛应用领域
- 工业制造:激光准直系统、激光显示设备、光纤耦合、光学数据存储、工业激光加工设备。
- 医疗健康:医疗内窥镜系统、眼科手术设备、医用激光仪器、生物医学检测设备。
- 消费电子:智能手机镜头、数码相机镜头、安防监控镜头、车载光学系统。
- 通信与传感:光通讯器件、激光雷达、红外热像仪、激光传感器。
- 航空航天:机载光电设备、卫星光学系统、激光制导装置、红外探测系统。
玻璃精密模压制造技术是光学行业在光学玻璃零件加工方面的重大革命。这项技术的普及推广不仅简化光学系统结构、缩小体积、减轻重量、节省材料,还减少了光学零件镀膜和装配工作量,从而显著降低成本,同时改善光学系统性能,提高成像质量。LightPath的嵌入式模压技术通过材料创新与工艺突破,在光学元件的可靠性、轻量化与性能之间实现了最优平衡,是您高端光学应用的理想选择。