В США для изготовления оптических поверхностей наивысшей прецизионности очень широко применяется смесь канифоли с 7-9% касторового масла. Эта смесь, по-видимому, применима в более широком интервале температур, чем обычно используемая смола. Важно, чтобы применяемая канифоль была совершенно очищена от загрязнений, могущих создавать царапины. Для полировки можно пользоваться прежней шлифовальной формой, покрыв ее слоем смолы, однако по возможности смоляная форма должна иметь диаметр на Ve больший, чем шлифовальная. Для того чтобы полировочная жидкость равномерно поступала ко всем частям полируемой поверхности, на поверхности смоляного слоя надо нанести сетку из канавок. Применяются различные способы приготовления сеток и формы их. Для малых поверхностей бывает достаточно впрессовать в смоляной слой кусок смоченного мыльным раствором гардинного материала, чтобы таким образом получить одинаковую по глубине сетку. При больших полировочных формах необходима сетка более глубоких бороздок, ее изготовляют, нарезая или накатывая бороздки. При формах с большой кривизной часто значительно легче приготовить из смолы отдельные граненые квадраты и приклеить их к нагретой форме, получая таким образом необходимую сетку. Подробно этот метод описан в литературе, указанной выше.
Для полировки стекла, как правило, применяется крокус или окись церия различного качества, т.е. различных размеров зерен. Для получения зерен различных размеров крокус взмучивается с водой, затем ему предоставляется возможность свободно отстаиваться в высоких стеклянных цилиндрах. Приступая к полировке, следует в совершенно чистом стеклянном сосуде смешивать несколько ложек крокуса с водой, получая таким образом жидкую кашицеобразную массу, которую удобно наносить на полировочную форму или на полируемую стеклянную поверхность кисточкой для акварельной краски. Излишки крокуса стекают в канавки, а зернам крокуса дают некоторое время, чтобы укрепиться в смоле полировочной формы. Через Vz-1 минуту можно уверенно начинать полировку. Давление должно быть, как правило, значительно ниже, чем при шлифовке. Процесс полировки следует выполнять короткими круговыми движениями. Через несколько минут можно почувствовать, что смоляной слой начинает работать. Теперь следует продолжать полировку медленнее под более высоким давлением, делая прямые движения. Практически все движения могут быть такими же, как и при выполнении тонкой шлифовки. Для контроля зеркало можно периодически вытирать. Мыть его нет необходимости. Затем необходимо убедиться в том, что глянец появился и равномерно распределен по всей поверхности. Если на ней замечаются неравномерности, то, внося изменения в сетку канавок, можно усиливать или ослаблять действие отдельных мест полировальной формы. Сила давления, как правило, пропорциональна величине поверхности. Для контроля самой поверхности можно применить метод исследования при помощи лезвия Ножа. Если работу необходимо прервать, то обрабатываемую поверхность можно покрыть тонким слоем глицерина и затем наложить шлифовальную чашку. В результате этого поверхность сохраняется влажной, что исключает возможность прилипания к ней чашки и позволяет в любой момент возобновить полировку. Если на поверхности появляются царапины, то необходимо еще раз возвратиться к тонкой шлифовке и затем снова начать процесс полировки. Собственные опыты па небольших поверхностях позволяют очень быстро установить причины ошибок, которые могут иметь место при полировке. Методы полировки, которые позволяют получить желаемую плоскую или сферическую поверхность, подробно и наглядно описаны в литературе.
Если желательно сократить время полировки, то шлифовальную чашку можно тщательно покрыть хорошей чертежной бумагой, которая должна быть совершенно свободна от песка. Эта бумага с помощью пемзы делается шероховатой, тщательно очищается, и затем в нее всухую втирается крокус или трепел. После этого можно начать сухую полировку и получить значительно быстрее, чем другими методами, все же достаточно хорошую для многих целей поверхность. Можно также быстро и надежно произвести влажную полировку, наклеив на шлифовальный диск искусственные соты со смолой. Кроме этого, при изготовлении дешевой оптики охотно применяется так называемая полировка на фетре, при которой подложкой для полировального крокуса служит фетр.
Кроме крокуса в качестве полировального материала находят применение также другие материалы, например трепел, окись церия, окись алюминия, окись хрома, окись цинка и др.
Укажем здесь также на метод электролитической полировки, который в некоторых случаях может с успехом применяться вместо обычных процессов шлифовки и полировки.
При обработке растворимых в воде кристаллов, например каменной соли, необходимо вместо чистой воды применять другие жидкости, например насыщенный раствор поваренной соли или спирт. Так как другие щелочные галоиды тоже частично растворяются в спирте, то в таких случаях необходимо воспользоваться или насыщенным раствором, или подходящим углеводородом, в котором этот материал практически не растворяется. Кристаллы галоидных соединений щелочных металлов можно быстро и хорошо полировать только на шелку со спиртом без применения полирующих средств. Для этого натягивают шелк на матовую плоскую пластинку и полируют непрерывно, добавляя спирт так, чтобы кристалл все время' был достаточно влажным. По-видимому, при этом растворяются острия неровностей, имеющихся на шлифуемой поверхности, возможно также, что вещество из раствора, который благодаря испарению всегда является концентрированным, осаждается на поверхности, заполняя углубления. В настоящее время показано, что этим методом также можно отполировать плавиковый шпат, если в качестве полирующей жидкости применять насыщенный водный раствор двузамещенной натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты, которая, по-видимому, в состоянии освобождать ионы кальция.
Для начального обучения шлифовке и полировке стекла рекомендуется воспользоваться тремя круглыми дисками зеркального стекла диаметром 40 мм и толщиной 10 мм. В качестве опыта можно изготовить на одной их стороне плоскую поверхность, пробуя вначале получить грубо и тонко шлифованную плоскую поверхность по схеме: 1 на 2, 2 на 1, 1 на 3, 3 на 1, 2 на 3, 3 на 2,1 на 3, 3 на I1 1 на 2, 2 на I1 3 на 2, 2 на 3.
Если изготовляемые диски должны быть плоскими до самого своего края и потом будут применяться каждый в отдельности, то в вышеописанном методе рекомендуется при шлифовании и полировании дисков окружать их такими же вспомогательными кольцами, по возможности той же жесткости или из того же материала. Эти кольца служат направляющими и будут точно так же при этом отшлифованы и отполированы, однако оптически они неприменимы из-за образующихся на их внешних краях закруглений.
Затем каждый диск полируется отдельно на особой смоляной форме и отполированные диски испытывают на плоскость ньютоновским интерференционным методом. Смоляной слой можно наложить на стеклянный диск диаметром 5 см. Всем начинающим знакомиться с этой техникой обычно рекомендуется, если это возможно, установить связь с очень хорошим техником по точной оптике.
Во многих случаях изготовления оптических поверхностей можно частично или полностью отказаться от относительно сложных операций шлифовки или полировки. Некоторые из методов, позволяющих это сделать, будут здесь описаны, однако без претензий на полноту.
В) Иммерсионные методы Если кусок стекла или кристалл имеет неправильную поверхность, и необходимо исследовать, нет ли внутри него дефектов, таких, как помутнения, шлиры, изменение цвета, то это нетрудно сделать иммерсионным методом; достаточно погрузить этот кусок в жидкость с таким же, как и у него, коэффициентом преломления, которую предварительно наливают в сосуд прямоугольной формы с плоскими прозрачными стенками.
Стеклянные поверхности с тонкой шлифовкой можно сделать на время оптически прозрачными, протерев их водой, лучше маслом, ксилолом или глицерином; это дает возможность очень точно оптически исследовать их радиус кривизны, а также их отклонения от сферической формы, В кинопромышленности принято исцарапанные поверхности старых пленок оптически улучшать, покрывая их лаками. Стеклянные цилиндрические линзы можно очень быстро и просто изготовлять из стеклянных стержней, хороших по качеству; для этого на куске стеклянного стержня сошлифовывают плоскость, параллельную его оси, и, отказавшись от полировки, наклеивают вместо этого на нее пластинку из зеркального стекла канадским бальзамом или кедаксом. Практически клей имеет такой же показатель преломления, как и поделочное стекло. Поэтому неравномерности матовой плоскости на стеклянном стержне будут практически совершенно незаметными. Цилиндрические линзы такого типа выгодно применять в регистрирующих приспособлениях и в спектрографах для уменьшения экспозиции.
Кроме кедакса, который поставляется различного качества, в последние годы стало известно большое число искусственных смол, которые могут применяться вместо канадского бальзама. Обычно не бывает особых оснований для применения этих новых замазок. Однако в некоторых специальных случаях рекомендуется применение материалов с другими свойствами. Иногда может оказаться желательным применить материалы с большим или с малым коэффициентами преломления; иногда можно применять отвердевающие искусственные смолы, если место соединения не должно расплавляться даже при повышенных температурах. Наконец, при изготовлении сложных систем призм или линз иногда желательно облегчить юстировку при последовательном соединении деталей. В этом случае применение замазок с различными точками плавления или затвердевающих замазок служит большим облегчением.