Invoering
Oppervlaktedefecten in optische componenten zijn gelokaliseerde imperfecties die de prestaties van een optisch systeem ernstig kunnen beïnvloeden. Veelvoorkomende defecten zijn krassen, putjes, bellen, bramen en afgebroken randen. Deze imperfecties worden gereguleerd door verschillende internationale en nationale normen, zoals ISO 10110-7, GB/T 1185-2006 en MIL-PRF-13830B. De evaluatie en beheersing van deze defecten zijn cruciaal voor het waarborgen van optische prestaties. In de volgende secties worden de verschillende soorten defecten, hoe ze worden gecategoriseerd en geïnspecteerd, en de relevante industrienormen die worden gebruikt om ze te beoordelen, besproken.
Soorten oppervlaktedefecten in optische componenten
Krassen
Dit zijn smalle markeringen of schaafplekken op het oppervlak van een optisch onderdeel, vaak veroorzaakt door accidentele schade tijdens de assemblage of het productieproces. Krassen zijn zeer gevoelig voor licht en kunnen een ernstige impact hebben op lichtreflectie, refractie en transmissie.
Putten
Kleine deuken op het oppervlak, vaak door onjuiste behandeling van polijstpoeder of schuurmiddelen tijdens de productie. Putjes verstoren de normale voortplanting van licht.
Bubbels
Bellen ontstaan doordat er tijdens het productieproces gassen in het materiaal opgesloten zitten. Hierdoor ontstaan er ronde of ellipsvormige holtes op het oppervlak, waardoor de optische prestaties afnemen.
Bramen
Tijdens het bewerken ontstaan scherpe uitsteeksels die het licht verstrooien en de transmissiesnelheid van optische componenten verminderen.
Afgebroken randen
Schade of onregelmatigheden langs de rand van een optisch onderdeel, meestal het gevolg van onjuist snijden of slijpen. Afgebroken randen kunnen de randeffecten van licht beïnvloeden, en zo de prestaties van het optische systeem beïnvloeden.
Andere gebreken
Voorbeelden hiervan zijn vlekken, deuken, erosie en groeven, die vaak worden veroorzaakt door overmatige mechanische belasting, hoge polijstsnelheden of de flexibiliteit van polijstpads.
Soorten oppervlaktedefecten in optische componenten
ISO 10110-7:2008
Deze internationale norm specificeert de tolerantievereisten voor oppervlaktedefecten in optische componenten en systemen. Het categoriseert oppervlaktedefecten, definieert hoe ze moeten worden weergegeven en biedt criteria voor hun inspectie en evaluatie.
GB/T 1185-2006
Deze Chinese nationale norm beschrijft de methode voor het evalueren van oppervlaktedefecten in optische componenten. De norm gebruikt de notatie “N×A,” waarbij N vertegenwoordigt het toegestane aantal defecten en A geeft de defectgrootte weer. Het specificeert ook verschillende niveaus van defecten en de bijbehorende vereisten voor inspectiemethoden en acceptatievoorwaarden.
MIL-PRF-13830B
Deze Amerikaanse militaire norm definieert de technische specificaties voor de productie, assemblage en inspectie van optische componenten die worden gebruikt in vuurleidingsinstrumenten. Oppervlaktedefecten worden geclassificeerd met behulp van twee sets numerieke notaties: "S" voor krassen en "D" voor graafwerkzaamheden. Deze notatie is vergelijkbaar met die in de GB/T 1185-2006-norm, hoewel MIL-PRF-13830B meer nadruk legt op de grootte van krassen en graafwerkzaamheden.
Inspectiemethoden voor oppervlaktedefecten
Chinese standaard (GB/T 1185-2006)
De inspectie wordt uitgevoerd met een gloeilamp van 36 V, 60 W–108 W en een vergrootglas van 4×–10×, waarbij gebruik wordt gemaakt van doorgelaten of gereflecteerd licht tegen een zwarte achtergrond.
Russische standaard
Voor de inspectie wordt een gloeilamp van 60W–100W gebruikt, waarbij de vergroting afhankelijk is van het optische oppervlak dat wordt geïnspecteerd.
MIL-PRF-13830B
Er worden twee methoden gedefinieerd:
- Bekijk het onderdeel tegen matglas met een 40W-lamp achter het glas en gebruik donkere horizontale strepen op het glas voor contrast.
- Door het doorvallende licht door matglas wordt het onderdeel met een zwarte achtergrond bekeken.
Oppervlaktedefecten en hun impact op optische prestaties
Oppervlaktedefecten kunnen een directe impact hebben op de algehele prestaties van optische systemen. Krassen, putjes en andere onvolkomenheden kunnen lichtverstrooiing veroorzaken, wat de transmissie-efficiëntie vermindert en optische aberraties vergroot. In optische systemen met hoge precisie kunnen zelfs kleine defecten leiden tot een aanzienlijke verslechtering van de beeldkwaliteit en nauwkeurigheid. In telescopen of lasersystemen kunnen krassen bijvoorbeeld ongewenste diffractie veroorzaken, wat leidt tot een verminderde resolutie of focus. Bovendien kunnen defecten zoals bellen of chips het golffront vervormen, wat de helderheid van beeldvormingssystemen zoals camera's of microscopen beïnvloedt.
Om deze problemen te beperken, passen fabrikanten strenge kwaliteitscontrolemaatregelen toe om ervoor te zorgen dat defecten binnen acceptabele tolerantieniveaus blijven. Begrijpen hoe specifieke defecten optische prestaties beïnvloeden, helpt ingenieurs om veerkrachtigere systemen te ontwerpen en de kans op fouten tijdens de productie te verkleinen.
Geavanceerde technologieën voor het detecteren van oppervlaktedefecten
Conclusie
Oppervlaktedefecten in optische componenten kunnen de prestaties van een optisch systeem aanzienlijk aantasten. Daarom zijn strikte normen en richtlijnen essentieel voor het evalueren en beheersen van deze defecten. Naarmate inspectietechnologie vordert, zullen efficiëntere en nauwkeurigere methoden voor het detecteren van oppervlaktedefecten worden geïmplementeerd in de productie en kwaliteitscontrole van optische componenten.
