Εισαγωγή
Τα επιφανειακά ελαττώματα στα οπτικά εξαρτήματα είναι τοπικές ατέλειες που μπορούν να επηρεάσουν σοβαρά την απόδοση ενός οπτικού συστήματος. Τα κοινά ελαττώματα περιλαμβάνουν γρατσουνιές, κοιλώματα, φυσαλίδες, γρέζια και πελεκημένες άκρες. Αυτές οι ατέλειες διέπονται από πολλά διεθνή και εθνικά πρότυπα, όπως ISO 10110-7, GB/T 1185-2006 και MIL-PRF-13830B. Η αξιολόγηση και ο έλεγχος αυτών των ελαττωμάτων είναι κρίσιμοι για τη διασφάλιση της οπτικής απόδοσης. Οι ακόλουθες ενότητες διερευνούν τους διαφορετικούς τύπους ελαττωμάτων, τον τρόπο κατηγοριοποίησης και επιθεώρησης και τα σχετικά βιομηχανικά πρότυπα που χρησιμοποιούνται για την αξιολόγησή τους.
Τύποι ελαττωμάτων επιφάνειας σε οπτικά εξαρτήματα
Γρατσουνιές
Πρόκειται για στενά σημάδια ή εκδορές στην επιφάνεια ενός οπτικού εξαρτήματος, που συχνά προκαλούνται από τυχαία ζημιά κατά τη συναρμολόγηση ή τη διαδικασία κατασκευής. Οι γρατσουνιές είναι πολύ ευαίσθητες στο φως και μπορούν να επηρεάσουν σοβαρά την ανάκλαση, τη διάθλαση και τη μετάδοση του φωτός.
Πιτς
Μικρές κοιλότητες σχηματίστηκαν στην επιφάνεια, συχνά λόγω ακατάλληλου χειρισμού γυαλιστικής σκόνης ή λειαντικών κατά την παραγωγή. Οι λάκκοι παρεμποδίζουν την κανονική διάδοση του φωτός.
Φυσαλίδες
Οι φυσαλίδες που προκαλούνται από παγιδευμένα αέρια στο υλικό κατά τη διαδικασία κατασκευής, δημιουργούν κυκλικές ή ελλειπτικές κοιλότητες στην επιφάνεια, υποβαθμίζοντας την οπτική απόδοση.
Burrs
Αιχμηρές προεξοχές που σχηματίζονται κατά τη μηχανική κατεργασία, οι οποίες διασκορπίζουν το φως και μειώνουν τον ρυθμό μετάδοσης των οπτικών εξαρτημάτων.
Τεμαχισμένες άκρες
Ζημιά ή ανωμαλίες κατά μήκος της άκρης ενός οπτικού τμήματος, που συνήθως οφείλονται σε ακατάλληλη κοπή ή λείανση. Οι κομμένες άκρες μπορούν να επηρεάσουν τα άκρα του φωτός, επηρεάζοντας έτσι την απόδοση του οπτικού συστήματος.
Άλλα ελαττώματα
Αυτά περιλαμβάνουν κηλίδες, βαθουλώματα, διάβρωση και αυλακώσεις, που συχνά προκαλούνται από υπερβολική μηχανική καταπόνηση, υψηλούς ρυθμούς στίλβωσης ή την ευελιξία των επιθεμάτων γυαλίσματος.
Τύποι ελαττωμάτων επιφάνειας σε οπτικά εξαρτήματα
ISO 10110-7:2008
Αυτό το διεθνές πρότυπο καθορίζει τις απαιτήσεις ανοχής για επιφανειακά ελαττώματα σε οπτικά εξαρτήματα και συστήματα. Κατηγοριοποιεί τα επιφανειακά ελαττώματα, καθορίζει τον τρόπο με τον οποίο πρέπει να εκπροσωπούνται και παρέχει κριτήρια για την επιθεώρηση και την αξιολόγησή τους.
GB/T 1185-2006
Αυτό το κινεζικό εθνικό πρότυπο περιγράφει τη μέθοδο για την αξιολόγηση επιφανειακών ελαττωμάτων σε οπτικά εξαρτήματα. Το πρότυπο χρησιμοποιεί τον συμβολισμό "N×A", όπου Ν αντιπροσωπεύει τον επιτρεπόμενο αριθμό ελαττωμάτων και ΕΝΑ αντιπροσωπεύει το μέγεθος του ελαττώματος. Καθορίζει επίσης διαφορετικά επίπεδα ελαττωμάτων και τις αντίστοιχες απαιτήσεις για τις μεθόδους επιθεώρησης και τους όρους αποδοχής.
MIL-PRF-13830B
Αυτό το αμερικανικό στρατιωτικό πρότυπο ορίζει τις τεχνικές προδιαγραφές για την παραγωγή, τη συναρμολόγηση και την επιθεώρηση των οπτικών εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται σε όργανα ελέγχου πυρκαγιάς. Τα ελαττώματα της επιφάνειας ταξινομούνται χρησιμοποιώντας δύο σετ αριθμητικών σημειώσεων: "S" για γρατσουνιές και "D" για σκάψιμο. Αυτή η σημείωση είναι παρόμοια με αυτή του προτύπου GB/T 1185-2006, αν και το MIL-PRF-13830B δίνει μεγαλύτερη έμφαση στο μέγεθος των γρατσουνιών και των σκαλισμάτων.
Μέθοδοι επιθεώρησης για ελαττώματα επιφάνειας
Κινεζικό πρότυπο (GB/T 1185-2006)
Η επιθεώρηση πραγματοποιείται με λαμπτήρα πυρακτώσεως 36V, 60W–108W και μεγεθυντικό φακό 4×–10×, χρησιμοποιώντας είτε εκπεμπόμενο είτε ανακλώμενο φως σε μαύρο φόντο.
Ρωσικό Πρότυπο
Ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως 60W–100W χρησιμοποιείται για επιθεώρηση, με μεγέθυνση ανάλογα με την οπτική επιφάνεια που επιθεωρείται.
MIL-PRF-13830B
Ορίζονται δύο μέθοδοι:
- Παρατηρώντας το εξάρτημα έναντι παγωμένου γυαλιού με φως 40W πίσω από το τζάμι και χρησιμοποιώντας σκούρες οριζόντιες ρίγες στο τζάμι για αντίθεση.
- Χρησιμοποιώντας το μεταδιδόμενο φως μέσω παγωμένου γυαλιού για να παρατηρήσετε το τμήμα, με μαύρο φόντο.
Επιφανειακά ελαττώματα και η επίδρασή τους στην οπτική απόδοση
Τα επιφανειακά ελαττώματα μπορεί να έχουν άμεσο αντίκτυπο στη συνολική απόδοση των οπτικών συστημάτων. Γρατσουνιές, κοιλώματα και άλλες ατέλειες μπορεί να προκαλέσουν σκέδαση φωτός, η οποία μειώνει την απόδοση μετάδοσης και αυξάνει τις οπτικές εκτροπές. Σε οπτικά συστήματα υψηλής ακρίβειας, ακόμη και μικρά ελαττώματα μπορεί να οδηγήσουν σε σημαντική υποβάθμιση της ποιότητας και της ακρίβειας της εικόνας. Για παράδειγμα, σε τηλεσκόπια ή συστήματα λέιζερ, οι γρατσουνιές μπορεί να προκαλέσουν ανεπιθύμητη περίθλαση, οδηγώντας σε μειωμένη ανάλυση ή εστίαση. Επιπλέον, ελαττώματα όπως φυσαλίδες ή τσιπ μπορεί να παραμορφώσουν το μέτωπο κύματος, επηρεάζοντας την ευκρίνεια των συστημάτων απεικόνισης όπως οι κάμερες ή τα μικροσκόπια.
Για να μετριαστούν αυτά τα ζητήματα, οι κατασκευαστές εφαρμόζουν αυστηρά μέτρα ποιοτικού ελέγχου για να διασφαλίσουν ότι τα ελαττώματα παραμένουν εντός αποδεκτών επιπέδων ανοχής. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο συγκεκριμένα ελαττώματα επηρεάζουν την οπτική απόδοση βοηθά τους μηχανικούς να σχεδιάσουν πιο ανθεκτικά συστήματα και να μειώσουν την πιθανότητα σφαλμάτων κατά την κατασκευή.
Προηγμένες Τεχνολογίες στον εντοπισμό ελαττωμάτων επιφάνειας
συμπέρασμα
Τα επιφανειακά ελαττώματα σε οπτικά εξαρτήματα μπορούν να βλάψουν σημαντικά την απόδοση ενός οπτικού συστήματος. Ως εκ τούτου, αυστηρά πρότυπα και οδηγίες είναι απαραίτητα για την αξιολόγηση και τον έλεγχο αυτών των ελαττωμάτων. Καθώς η τεχνολογία επιθεώρησης προχωρά, θα συνεχίσουν να εφαρμόζονται πιο αποτελεσματικές και ακριβείς μέθοδοι για την ανίχνευση επιφανειακών ελαττωμάτων στην παραγωγή και τον ποιοτικό έλεγχο των οπτικών εξαρτημάτων.
