Úvod
Povrchové vady optických součástí jsou lokalizované nedokonalosti, které mohou vážně ovlivnit výkon optického systému. Mezi běžné vady patří škrábance, důlky, bubliny, otřepy a odštípnuté hrany. Tyto nedokonalosti se řídí několika mezinárodními a národními normami, jako jsou ISO 10110-7, GB/T 1185-2006 a MIL-PRF-13830B. Vyhodnocení a kontrola těchto defektů jsou zásadní pro zajištění optického výkonu. Následující části prozkoumají různé typy vad, způsob jejich kategorizace a kontroly a příslušné průmyslové standardy používané k jejich posouzení.
Typy povrchových vad optických součástí
Škrábance
Jedná se o úzké stopy nebo oděrky na povrchu optické součásti, často způsobené náhodným poškozením během montáže nebo výrobního procesu. Škrábance jsou vysoce citlivé na světlo a mohou vážně ovlivnit odraz, lom a prostup světla.
Jámy
Na povrchu se vytvořily malé prohlubně, často kvůli nesprávné manipulaci s leštícím práškem nebo abrazivem při výrobě. Jámy narušují normální šíření světla.
Bubliny
Bubliny způsobené plyny zachycenými v materiálu během výrobního procesu vytvářejí na povrchu kruhové nebo eliptické prohlubně, které snižují optický výkon.
Burrs
Ostré výčnělky vzniklé při obrábění, které rozptylují světlo a snižují přenosovou rychlost optických součástek.
Štípané hrany
Poškození nebo nepravidelnosti podél okraje optické části, obvykle způsobené nesprávným řezáním nebo broušením. Odštípnuté hrany mohou ovlivnit okrajové efekty světla, a tím ovlivnit výkon optického systému.
Jiné vady
Patří mezi ně skvrny, promáčkliny, eroze a drážky, často způsobené nadměrným mechanickým namáháním, vysokou rychlostí leštění nebo pružností leštících kotoučů.
Typy povrchových vad optických součástí
ISO 10110-7:2008
Tato mezinárodní norma specifikuje požadavky na toleranci pro povrchové vady optických součástí a systémů. Kategorizuje povrchové vady, definuje, jak by měly být reprezentovány, a poskytuje kritéria pro jejich kontrolu a hodnocení.
GB/T 1185-2006
Tato čínská národní norma popisuje metodu hodnocení povrchových vad optických součástí. Norma používá označení „N×A“, kde N představuje povolený počet vad a A představuje velikost defektu. Specifikuje také různé úrovně vad a odpovídající požadavky na metody kontroly a podmínky převzetí.
MIL-PRF-13830B
Tato americká vojenská norma definuje technické specifikace pro výrobu, montáž a kontrolu optických komponent používaných v přístrojích pro řízení palby. Povrchové vady jsou klasifikovány pomocí dvou sad číselných označení: „S“ pro škrábance a „D“ pro rýhy. Tento zápis je podobný zápisu ve standardu GB/T 1185-2006, i když MIL-PRF-13830B klade větší důraz na velikost škrábanců a rýh.
Metody kontroly povrchových vad
Čínský standard (GB/T 1185-2006)
Kontrola se provádí žárovkovým světlem 36V, 60W–108W a lupou 4×–10× s využitím procházejícího nebo odraženého světla na černém pozadí.
Ruský standard
Ke kontrole se používá žárovka 60W–100W, přičemž zvětšení závisí na kontrolovaném optickém povrchu.
MIL-PRF-13830B
Jsou definovány dvě metody:
- Pozorování součásti proti matnému sklu pomocí 40W světla za sklem a použití tmavých vodorovných pruhů na skle pro kontrast.
- Použití procházejícího světla přes matné sklo k pozorování dílu s černým pozadím.
Povrchové vady a jejich vliv na optický výkon
Povrchové vady mohou mít přímý dopad na celkový výkon optických systémů. Škrábance, důlky a jiné nedokonalosti mohou způsobit rozptyl světla, což snižuje účinnost přenosu a zvyšuje optické aberace. Ve vysoce přesných optických systémech mohou i malé vady vést k výraznému snížení kvality a přesnosti obrazu. Například v dalekohledech nebo laserových systémech mohou škrábance způsobit nežádoucí difrakci, což vede ke snížení rozlišení nebo zaostření. Kromě toho mohou defekty, jako jsou bubliny nebo čipy, deformovat čelo vlny, což ovlivňuje jasnost zobrazovacích systémů, jako jsou kamery nebo mikroskopy.
Aby se tyto problémy zmírnily, výrobci uplatňují přísná opatření kontroly kvality, aby zajistili, že vady zůstanou v přijatelných tolerančních úrovních. Pochopení toho, jak specifické vady ovlivňují optický výkon, pomáhá inženýrům navrhovat odolnější systémy a snižovat pravděpodobnost chyb při výrobě.
Pokročilé technologie v detekci povrchových vad
Závěr
Povrchové vady optických součástí mohou výrazně zhoršit výkon optického systému. Proto jsou pro hodnocení a kontrolu těchto vad nezbytné přísné normy a směrnice. S pokrokem v technologii inspekce budou do výroby a kontroly kvality optických součástí i nadále zaváděny účinnější a přesnější metody zjišťování povrchových vad.
