الضرر تحت السطح للعناصر البصرية

تقديم الضرر تحت السطح

2 طرق قياس الأضرار تحت السطح

نظرًا لأنه لا يمكن تجاهل الضرر الموجود تحت السطح، فيجب التحكم فيه بشكل فعال من قبل الشركات المصنعة للمكونات البصرية. ومن أجل السيطرة عليه بشكل فعال، من الضروري تحديد واكتشاف حجم الضرر تحت السطح على سطح المكون بدقة، منذ أوائل القرن الماضي، طور الناس مجموعة متنوعة من الأساليب لقياس وتقييم الحجم للضرر تحت السطح للمكون، وفقًا لطريقة درجة التأثير على المكون البصري، يمكن تقسيمه إلى فئتين: القياس المدمر والقياس غير المدمر (اختبار غير مدمر).

طريقة القياس المدمرة، كما يوحي الاسم، هي الحاجة إلى تغيير البنية السطحية للعنصر البصري، بحيث يمكن الكشف عن الضرر تحت السطح الذي ليس من السهل ملاحظته، ثم استخدام المجهر والأدوات الأخرى لمراقبة طريقة القياس، وعادةً ما تستغرق هذه الطريقة وقتًا طويلاً، إلا أن نتائج قياسها موثوقة ودقيقة. تستخدم طرق القياس غير المدمرة، التي لا تسبب ضررًا إضافيًا لسطح المكون، الضوء أو الصوت أو الموجات الكهرومغناطيسية الأخرى للكشف عن طبقة الضرر تحت السطح، وتستخدم مقدار تغيرات الخصائص التي تحدث في الطبقة لتقييم حجم الطبقة. SSD، هذه الأساليب مريحة نسبيا وسريعة، ولكن عادة ما تكون ملاحظة نوعية. ووفقاً لهذا التصنيف فإن طرق الكشف الحالية عن الأضرار تحت السطح موضحة في الشكل أدناه:

تصنيف وملخص لطرق الكشف عن الأضرار تحت السطح

وفيما يلي وصف موجز لطرق القياس هذه:

أ. الأساليب التدميرية

أ) طريقة التلميع

قبل ظهور التلميع المغنطيسي، كان عمال البصريات يستخدمون عادة التلميع المستدق لتحليل الأضرار تحت السطح للمكونات البصرية، أي قطع السطح البصري على طول زاوية مائلة لتشكيل سطح داخلي مائل، ثم تلميع السطح المائل. من المعتقد عمومًا أن التلميع لن يؤدي إلى تفاقم الضرر الأصلي الموجود تحت السطح. سيتم الكشف عن شقوق طبقة SSD بشكل أكثر وضوحًا من خلال التآكل المغمور بالكواشف الكيميائية. يمكن قياس العمق والطول والمعلومات الأخرى لطبقة الضرر تحت السطح من خلال المراقبة البصرية للسطح المائل بعد الغمر. فيما بعد اخترع العلماء طريقة الغماز الكروي (Ball dimpling)، وهي استخدام أداة تلميع كروية لتلميع السطح بعد الطحن، ورمي الحفرة للخارج، ويجب أن يكون عمق الحفرة عميقًا قدر الإمكان، حتى يتم التحليل من جانب الحفرة يمكن الحصول على معلومات الضرر تحت السطح من السطح الأصلي.

الطرق الشائعة للكشف عن الأضرار تحت السطح للعناصر البصرية

التلميع المغنطيسي (MRF) هو تقنية تستخدم شريط سائل مغناطيسي لتلميع المكونات البصرية، وهو يختلف عن تلميع الأسفلت/البولي يوريثين التقليدي. في طريقة التلميع التقليدية، تمارس أداة التلميع عادةً قوة عادية كبيرة على السطح البصري، بينما يقوم Mr Polishing بإزالة السطح البصري في الاتجاه العرضي، لذلك لا يغير Mr Polishing خصائص الضرر الأصلية تحت السطح للسطح البصري. لذلك، يمكن استخدام Mr Polishing لتلميع الأخدود الموجود على السطح البصري. ثم يتم تحليل منطقة التلميع لتقييم حجم الضرر تحت سطح السطح البصري الأصلي.

أ) طريقة لصق الكتل

تم استخدام هذه الطريقة أيضًا لاختبار الضرر الموجود تحت السطح. في الواقع، قم باختيار عينة مربعة بنفس الشكل والمادة، ثم قم بتلميع سطحي العينة، ثم استخدم مادة لاصقة للصق السطحين المصقولين للعينة معًا، ثم قم بطحن جانبي العينتين معًا في نفس الوقت وقت. بعد الطحن، يتم استخدام الكواشف الكيميائية لفصل العينتين المربعتين. يمكن تقييم حجم الضرر تحت السطح الناجم عن مرحلة الطحن من خلال مراقبة السطح المصقول المنفصل بالمجهر. الرسم التخطيطي للعملية للطريقة هو كما يلي:

رسم تخطيطي للكشف عن الأضرار تحت السطح بطريقة لصق الكتل

هذه الطريقة لها قيود معينة. نظرًا لوجود سطح لزج، فإن حالة السطح اللزج قد لا تعكس بشكل كامل الضرر الفعلي تحت السطح داخل المادة بعد الطحن، وبالتالي فإن نتائج القياس يمكن أن تعكس حالة SSD إلى حد معين فقط.

أ) النقش الكيميائي

تستخدم الطريقة عوامل كيميائية مناسبة لتآكل الطبقة التالفة من السطح البصري. بعد الانتهاء من عملية التآكل، يتم تقييم الضرر تحت السطح من خلال شكل السطح وخشونة السطح المكون ومؤشر التغير في معدل التآكل. الكواشف الكيميائية شائعة الاستخدام هي حمض الهيدروفلوريك (HF)، وفلوريد هيدروجين الأمونيوم (NH4HF) وغيرها من العوامل المسببة للتآكل.

ب) طريقة المقطع العرضي

يتم تشريح العينة واستخدام المجهر الإلكتروني الماسح لمراقبة حجم الضرر الموجود تحت السطح بشكل مباشر.

ج) طريقة تشريب الصبغة

نظرًا لأن الطبقة السطحية للعنصر البصري الأرضي تحتوي على عدد كبير من الشقوق الصغيرة، يمكن ضغط الأصباغ التي يمكن أن تشكل تباينًا لونيًا مع الركيزة البصرية أو تباينًا مع الركيزة في المادة. إذا كانت الركيزة تتكون من مادة داكنة، يمكن استخدام الأصباغ الفلورية. يمكن بعد ذلك فحص الضرر الموجود تحت السطح بسهولة بصريًا أو إلكترونيًا. نظرًا لأن الشقوق عادة ما تكون دقيقة جدًا وداخل المادة، عندما لا يكون عمق تغلغل الصبغة كافيًا، فقد لا يمثل العمق الحقيقي للتشقق الصغير. من أجل الحصول على عمق الشق بأكبر قدر ممكن من الدقة، تم اقتراح عدد من الطرق لتشريب الأصباغ: الضغط الميكانيكي المسبق والضغط المتوازن البارد، واستخدام التحليل الدقيق للمسبار الإلكتروني (EPMA) للكشف عن آثار الصبغة بتركيزات منخفضة جدًا.

ب- الأساليب غير المدمرة

أ) طريقة التقدير

تقوم طريقة التقدير بشكل أساسي بتقدير عمق الضرر تحت السطح وفقًا لحجم حجم الجسيمات للمادة الكاشطة وحجم خشونة السطح للمكون. يستخدم الباحثون عددًا كبيرًا من الاختبارات لتحديد العلاقة المقابلة بين حجم جسيمات المادة الكاشطة وعمق الضرر تحت السطح، بالإضافة إلى جدول المطابقة بين حجم خشونة سطح المكون والخشونة تحت السطح. تلف السطح. يمكن تقدير الضرر تحت السطح لسطح المكون الحالي باستخدام مراسلاتهم.

ب) التصوير المقطعي التوافقي البصري (OCT)

يقوم التصوير المقطعي بالتماس البصري، والذي يتمثل مبدأه الأساسي في تداخل ميشيلسون، بتقييم المعلومات المقاسة من خلال إشارات التداخل لشعاعين من الضوء. تُستخدم هذه التقنية بشكل شائع لمراقبة الأنسجة البيولوجية وإجراء تصوير مقطعي مقطعي للبنية تحت سطح الأنسجة. عند استخدام تقنية OCT لمراقبة الضرر تحت السطح للسطح البصري، يجب مراعاة معامل الانكسار للعينة المقاسة للحصول على عمق الشق الفعلي. ويقال إن هذه الطريقة يمكنها اكتشاف العيوب على عمق 500 ميكرومتر بدقة رأسية أفضل من 20 ميكرومتر. ومع ذلك، عند استخدامه لاكتشاف SSD للمواد البصرية، يكون الضوء المنعكس من طبقة SSD ضعيفًا نسبيًا، لذلك من الصعب تشكيل تداخل. بالإضافة إلى ذلك، سيؤثر تشتت السطح أيضًا على نتائج القياس، ويجب تحسين دقة القياس.

ج) طريقة نثر الليزر

تمت أيضًا دراسة تشعيع الليزر على السطح الضوئي، باستخدام خصائص تشتت الليزر لتقييم حجم الضرر تحت السطح، على نطاق واسع. تشمل الأنواع الشائعة الفحص المجهري للانعكاس الداخلي الكلي (TIRM)، والمجهر المسحي بالليزر متحد البؤر (CLSM)، والمجهر متحد البؤر للاستقطاب المتقاطع (CPCM). الفحص المجهري متحد البؤر عبر الاستقطاب ، إلخ.

د) المجهر الصوتي الماسح

يعد المسح المجهري الصوتي (SAM)، كطريقة للكشف بالموجات فوق الصوتية، طريقة اختبار غير مدمرة تستخدم على نطاق واسع للكشف عن العيوب الداخلية. تُستخدم هذه الطريقة عادةً لقياس العينات ذات الأسطح الملساء. عندما يكون سطح العينة خشنًا جدًا، تنخفض دقة القياس بسبب تأثير الموجات السطحية المتناثرة.

3 طرق التحكم في الأضرار تحت السطح

إن هدفنا النهائي هو التحكم بشكل فعال في الضرر الموجود تحت السطح للمكونات البصرية والحصول على المكونات التي تزيل SSDS تمامًا. في ظل الظروف العادية، يتناسب عمق الضرر تحت السطح مع حجم حجم الجسيمات الكاشطة، فكلما كان حجم الجسيمات الكاشطة أصغر، كان الضرر تحت السطح أقل عمقًا، وبالتالي، عن طريق تقليل حبيبات الطحن، وبشكل كامل طحن، يمكنك تحسين درجة الضرر تحت السطح بشكل فعال. يظهر الرسم التخطيطي لمعالجة التحكم في الأضرار تحت السطح على مراحل في الشكل أدناه:

يتم التحكم في الضرر تحت السطح على مراحل
ستعمل المرحلة الأولى من الطحن على إزالة الضرر التحت سطحي على السطح الفارغ بالكامل وإنتاج سطح تحت سطحي جديد في هذه المرحلة، ثم في المرحلة الثانية من الطحن، من الضروري إزالة SSD المتولد في المرحلة الأولى وإنتاج ضرر تحت السطح جديد مرة أخرى، تتم المعالجة بدورها، والتحكم في حجم الجسيمات ونقاء المادة الكاشطة، وأخيراً الحصول على السطح البصري المتوقع. وهذه أيضًا هي استراتيجية المعالجة التي اتبعها التصنيع البصري لمئات السنين.

بالإضافة إلى ذلك، بعد عملية الطحن، يمكن أن يؤدي تخليل سطح المكون إلى إزالة الضرر الموجود تحت السطح بشكل فعال، وبالتالي تحسين جودة السطح وتحسين كفاءة المعالجة.

اتصال:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
الهاتف/واتساب/ويشات: 86 19013265659
الويب:www.pliroptics.com

إضافة:المبنى 1، رقم 1558، طريق المخابرات، تشينغبايجيانغ، تشنغدو، سيتشوان، الصين