Introducción
Los defectos superficiales en los componentes ópticos son imperfecciones localizadas que pueden afectar gravemente el rendimiento de un sistema óptico. Los defectos más comunes incluyen rayones, picaduras, burbujas, rebabas y bordes astillados. Estas imperfecciones están reguladas por varias normas internacionales y nacionales, como ISO 10110-7, GB/T 1185-2006 y MIL-PRF-13830B. La evaluación y el control de estos defectos son fundamentales para garantizar el rendimiento óptico. Las siguientes secciones exploran los diferentes tipos de defectos, cómo se clasifican e inspeccionan, y las normas industriales pertinentes que se utilizan para evaluarlos.
Tipos de defectos superficiales en componentes ópticos
Rasguños
Son marcas o raspaduras estrechas en la superficie de un componente óptico, a menudo causadas por daños accidentales durante el ensamblaje o el proceso de fabricación. Los rayones son muy sensibles a la luz y pueden afectar gravemente la reflexión, refracción y transmisión de la luz.
Pozos
Pequeñas depresiones formadas en la superficie, a menudo debido a una manipulación inadecuada del polvo de pulido o de los abrasivos durante la producción. Las picaduras interfieren con la propagación normal de la luz.
Burbujas
Causadas por gases atrapados en el material durante el proceso de fabricación, las burbujas crean depresiones circulares o elípticas en la superficie, degradando el rendimiento óptico.
Rebabas
Protuberancias afiladas formadas durante el mecanizado, que dispersan la luz y reducen la tasa de transmisión de los componentes ópticos.
Bordes astillados
Daños o irregularidades a lo largo del borde de una pieza óptica, generalmente como resultado de un corte o pulido inadecuados. Los bordes astillados pueden afectar los efectos de borde de la luz, lo que afecta el rendimiento del sistema óptico.
Otros defectos
Estos incluyen manchas, abolladuras, erosión y ranuras, a menudo causadas por un estrés mecánico excesivo, altas tasas de pulido o la flexibilidad de las almohadillas de pulido.
Tipos de defectos superficiales en componentes ópticos
ISO 10110-7:2008
Esta norma internacional especifica los requisitos de tolerancia para defectos superficiales en componentes y sistemas ópticos. Clasifica los defectos superficiales, define cómo deben representarse y proporciona criterios para su inspección y evaluación.
GB/T 1185-2006
Esta norma nacional china describe el método para evaluar defectos superficiales en componentes ópticos. La norma utiliza la notación “N×A”, donde norte representa el número permitido de defectos y A Representa el tamaño del defecto. También especifica los diferentes niveles de defectos y los requisitos correspondientes para los métodos de inspección y las condiciones de aceptación.
MIL-PRF-13830B
Esta norma militar estadounidense define las especificaciones técnicas para la producción, el montaje y la inspección de los componentes ópticos utilizados en los instrumentos de control de tiro. Los defectos superficiales se clasifican utilizando dos conjuntos de notaciones numéricas: “S” para rayones y “D” para perforaciones. Esta notación es similar a la de la norma GB/T 1185-2006, aunque la norma MIL-PRF-13830B pone mayor énfasis en el tamaño de los rayones y las perforaciones.
Métodos de inspección para detectar defectos superficiales
Norma china (GB/T 1185-2006)
La inspección se realiza con una luz incandescente de 36 V, 60 W–108 W y una lupa de 4×–10×, utilizando luz transmitida o reflejada sobre un fondo negro.
Norma rusa
Para la inspección se utiliza una luz incandescente de 60 W a 100 W, con un aumento que depende de la superficie óptica que se esté inspeccionando.
MIL-PRF-13830B
Se definen dos métodos:
- Observando el componente contra el vidrio esmerilado con una luz de 40 W detrás del vidrio y usando rayas horizontales oscuras en el vidrio para generar contraste.
- Utilizando luz transmitida a través de vidrio esmerilado para observar la pieza, con fondo negro.
Defectos superficiales y su impacto en el rendimiento óptico
Los defectos superficiales pueden tener un impacto directo en el rendimiento general de los sistemas ópticos. Los rayones, las picaduras y otras imperfecciones pueden causar dispersión de la luz, lo que reduce la eficiencia de transmisión y aumenta las aberraciones ópticas. En los sistemas ópticos de alta precisión, incluso los defectos pequeños pueden provocar una degradación significativa de la calidad y la precisión de la imagen. Por ejemplo, en los telescopios o sistemas láser, los rayones pueden provocar una difracción no deseada, lo que reduce la resolución o el enfoque. Además, los defectos como las burbujas o las astillas pueden distorsionar el frente de onda, lo que afecta la claridad de los sistemas de imágenes, como las cámaras o los microscopios.
Para mitigar estos problemas, los fabricantes aplican estrictas medidas de control de calidad para garantizar que los defectos permanezcan dentro de los niveles de tolerancia aceptables. Comprender cómo los defectos específicos influyen en el rendimiento óptico ayuda a los ingenieros a diseñar sistemas más resistentes y reducir la probabilidad de errores durante la fabricación.
Tecnologías avanzadas en detección de defectos superficiales
Conclusión
Los defectos superficiales en los componentes ópticos pueden afectar significativamente el rendimiento de un sistema óptico. Por lo tanto, es esencial contar con normas y directrices estrictas para evaluar y controlar estos defectos. A medida que avance la tecnología de inspección, se seguirán implementando métodos más eficientes y precisos para detectar defectos superficiales en la producción y el control de calidad de los componentes ópticos.
