Įvadas
Optinių komponentų paviršiaus defektai yra vietiniai trūkumai, kurie gali labai paveikti optinės sistemos veikimą. Dažni defektai yra įbrėžimai, įdubimai, burbuliukai, įbrėžimai ir nuskilę kraštai. Šiuos trūkumus reglamentuoja keli tarptautiniai ir nacionaliniai standartai, tokie kaip ISO 10110-7, GB/T 1185-2006 ir MIL-PRF-13830B. Šių defektų įvertinimas ir kontrolė yra labai svarbūs siekiant užtikrinti optinį veikimą. Tolesniuose skyriuose nagrinėjami įvairūs defektų tipai, kaip jie skirstomi į kategorijas ir tikrinami bei atitinkami pramonės standartai, naudojami jiems įvertinti.
Optinių komponentų paviršiaus defektų tipai
Įbrėžimai
Tai siauros žymės arba įbrėžimai ant optinio komponento paviršiaus, dažnai atsiradę dėl atsitiktinio pažeidimo surinkimo ar gamybos proceso metu. Įbrėžimai yra labai jautrūs šviesai ir gali stipriai paveikti šviesos atspindį, lūžį ir pralaidumą.
Duobės
Paviršiuje susidarė nedideli įdubimai, dažnai dėl netinkamo poliravimo miltelių ar abrazyvų naudojimo gamybos metu. Duobės trukdo normaliam šviesos sklidimui.
Burbulai
Dėl gamybos proceso metu medžiagoje įstrigusių dujų burbuliukai sukuria apskritus arba elipsinius įdubimus ant paviršiaus, o tai pablogina optines savybes.
Burrs
Apdirbimo metu susidaro aštrūs išsikišimai, kurie išsklaido šviesą ir sumažina optinių komponentų perdavimo greitį.
Smulkinti kraštai
Pažeidimai arba nelygumai išilgai optinės dalies krašto, dažniausiai atsirandantys dėl netinkamo pjovimo ar šlifavimo. Nuskilusios briaunos gali turėti įtakos šviesos kraštų poveikiui ir taip paveikti optinės sistemos veikimą.
Kiti defektai
Tai dėmės, įlenkimai, erozija ir grioveliai, kuriuos dažnai sukelia per didelis mechaninis įtempis, didelis poliravimo greitis arba poliravimo trinkelių lankstumas.
Optinių komponentų paviršiaus defektų tipai
ISO 10110-7:2008
Šis tarptautinis standartas nustato optinių komponentų ir sistemų paviršiaus defektų tolerancijos reikalavimus. Jame paviršiaus defektai suskirstyti į kategorijas, apibrėžiama, kaip jie turi būti pavaizduoti, ir pateikiami jų tikrinimo ir įvertinimo kriterijai.
GB/T 1185-2006
Šis Kinijos nacionalinis standartas apibūdina optinių komponentų paviršiaus defektų įvertinimo metodą. Standarte naudojamas žymėjimas „N×A“, kur N reiškia leistiną defektų skaičių ir A parodo defekto dydį. Jame taip pat nurodyti skirtingi defektų lygiai ir atitinkami tikrinimo metodų bei priėmimo sąlygų reikalavimai.
MIL-PRF-13830B
Šis amerikietiškas karinis standartas apibrėžia ugnies valdymo prietaisuose naudojamų optinių komponentų gamybos, surinkimo ir tikrinimo technines specifikacijas. Paviršiaus defektai klasifikuojami naudojant du skaitinių ženklų rinkinius: „S“ – įbrėžimams ir „D“ – įkasimams. Šis žymėjimas yra panašus į GB/T 1185-2006 standarto žymėjimą, nors MIL-PRF-13830B labiau pabrėžia įbrėžimų ir įdubimų dydį.
Paviršiaus defektų tikrinimo metodai
Kinijos standartas (GB/T 1185-2006)
Patikra atliekama naudojant 36V, 60W–108W kaitrinę lemputę ir 4×–10× didinamąjį stiklą, naudojant skleidžiamą arba atspindėtą šviesą juodame fone.
Rusijos standartas
Apžiūrai naudojama 60W–100W kaitrinė lemputė, kurios padidinimas priklauso nuo tikrinamo optinio paviršiaus.
MIL-PRF-13830B
Apibrėžiami du metodai:
- Stebėkite komponentą prieš matinį stiklą su 40 W šviesa už stiklo ir naudodami tamsias horizontalias juosteles ant stiklo, kad būtų kontrastas.
- Naudojant matinį stiklą sklindančią šviesą, kad būtų galima stebėti dalį juodame fone.
Paviršiaus defektai ir jų įtaka optiniam veikimui
Paviršiaus defektai gali turėti tiesioginės įtakos bendram optinių sistemų veikimui. Įbrėžimai, duobės ir kiti trūkumai gali sukelti šviesos sklaidą, dėl ko sumažėja perdavimo efektyvumas ir padidėja optinės aberacijos. Didelio tikslumo optinėse sistemose net ir nedideli defektai gali labai pabloginti vaizdo kokybę ir tikslumą. Pavyzdžiui, teleskopuose ar lazerinėse sistemose įbrėžimai gali sukelti nepageidaujamą difrakciją, dėl kurios sumažėja skiriamoji geba arba židinys. Be to, defektai, pvz., burbuliukai ar lustai, gali iškraipyti bangos frontą ir turėti įtakos vaizdo sistemų, tokių kaip fotoaparatai ar mikroskopai, aiškumui.
Siekdami sušvelninti šias problemas, gamintojai taiko griežtas kokybės kontrolės priemones, siekdami užtikrinti, kad defektai neviršytų priimtinų tolerancijos lygių. Supratimas, kaip konkretūs defektai turi įtakos optiniam veikimui, padeda inžinieriams sukurti atsparesnes sistemas ir sumažinti klaidų tikimybę gamybos metu.
Pažangios paviršiaus defektų aptikimo technologijos
Išvada
Optinių komponentų paviršiaus defektai gali labai pabloginti optinės sistemos veikimą. Todėl norint įvertinti ir kontroliuoti šiuos defektus būtina laikytis griežtų standartų ir gairių. Tobulėjant tikrinimo technologijoms, optinių komponentų gamyboje ir kokybės kontrolėje ir toliau bus taikomi efektyvesni ir tikslesni paviršiaus defektų nustatymo metodai.
