导语：我们在小磨头、磁流变、离子束抛光机加工的适用形状中经常会看到一个名词——自由曲面。今天，我们来重点了解它。

一、自由曲面

何为自由曲面？一言以概之，非旋转非对称，面型自由的形状都可以称为自由曲面。也就是说，与最佳拟合球体（BFS）偏差较大的离轴双非球面乃自由曲面。

二、光学自由曲面

光学自由曲面顾名思义就是自由曲面在光学领域的应用。

随着经济的发展，推动着我们的制造业加快向着高科技、高附加值方向发展。一方面，人们对高精度、高质量光电产品的需求日益提高，另一方面，这些光电产品也逐步向着微型化的方向发展。

而自由曲面由于在这些领域的出色表现，越来越受到光学设计人员的青睐，自由曲面光学设计在现代光电产品中的应用也随之日益广泛。

由于超精密加工技术和精密模压注塑成型技术的飞速发展，光学组件的设计与制造有了更多的自由度和灵活性，这就使得光学自由曲面的加工成为可能，光学自由曲面也为传统光学注入了新的活力。

可以说，自由曲面是目前光学最前沿的设计理论和方法，在光学设计方面也发挥了巨大的作用。

三、光学自由曲面的特点

和传统球面光学相比较，自由曲面光学具有以下特点：

1、突破传统光学成像的概念，根据现代光电信息技术对信息发送、接收、转换、传递与存储功能的特殊需要，光学面型可有非对称、不规则、复杂的自由曲面随意组合而成。

2、突破传统光学加工方法的概念，采用先进的数控超精密制造技术，直接加工出自由曲面光学面，被加工面可以达到亚微米量级面型精度与纳米量级表面粗糙度。

3、突破传统光学玻璃材料的概念，采用光学塑料等新材料技术，大批量生产光学组件。

四、光学自由曲面设计的优点

1、通过使用自由曲面这种非常紧凑的设计，可以实现更小的空间包络，使得重量更轻。

2、可以减少光学表面的数量，因而增加产量。

3、可以减少几何像差，通过平衡和控制，更好地改善光学性能（图像质量，景深，视场等）。

4、若系统具有偏心瞳孔或用于离轴，自由形式优于旋转对称的光学表面。

5、可以进行定制优化，例如， 整体空间包络可以在一个方向上伸长，而在另一个方向上它可以保持狭窄，或者可以使用倾斜/偏心的部件使得像差得到平衡。

卓精艺，专注于提供前沿性的高品质超精密光学智能抛光装备制造（小磨头、磁流变、离子束、超光滑），可实现平面、球面、二次曲面、高次非球面、自由曲面的加工，服务于国防、安防、科研等应用领域，为客户提供中高端光学系统的产品和解决方案。如果您对我们感兴趣，欢迎来电咨询！