Səth keyfiyyəti
Optik səthin səth keyfiyyəti onun kosmetik görünüşünü təsvir edir və cızıqlar, çuxurlar və ya qazıntılar kimi qüsurları ehtiva edir.Əksər hallarda, bu səth qüsurları sırf kosmetikdir və sistemin işinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərmir, baxmayaraq ki, onlar sistemin ötürücülüyündə kiçik itkilərə və səpələnmiş işığın kiçik artmasına səbəb ola bilər.Bununla belə, bəzi səthlər bu təsirlərə daha həssasdır, məsələn: (1) bu qüsurlar fokusda olduğu üçün təsvir müstəvilərində olan səthlər və (2) yüksək güc səviyyələrini görən səthlər, çünki bu qüsurlar enerjinin udulmasının və zədələnməsinin artmasına səbəb ola bilər. optika.Səth keyfiyyəti üçün istifadə edilən ən ümumi spesifikasiya MIL-PRF-13830B tərəfindən təsvir edilən cızıq-qazma spesifikasiyasıdır.Çizilmə təyinatı səthdəki cızıqları nəzarət olunan işıqlandırma şəraitində standart cızıqlar dəsti ilə müqayisə etməklə müəyyən edilir.Buna görə də cızıq təyinatı faktiki cızıqın özünü təsvir etmir, əksinə onu MIL-Spec-ə uyğun olaraq standartlaşdırılmış cızıqla müqayisə edir.Bununla belə, qazma təyinatı birbaşa qazıntıya və ya səthdəki kiçik çuxura aiddir.Qazma təyinatı qazıntının diametrinin 10-a bölünməsi ilə mikronlarla hesablanır. 80-50-lik cızıq-qazma xüsusiyyətləri adətən standart keyfiyyət, 60-40 dəqiqlik keyfiyyəti və 20-10 yüksək dəqiqlik keyfiyyəti hesab olunur.
| Cədvəl 6: Səthin Keyfiyyəti üçün İstehsal Dözümlülükləri | |
| Səth keyfiyyəti (cızıq-qazma) | Keyfiyyət dərəcəsi |
| 80-50 | Tipik |
| 60-40 | Dəqiqlik |
| 40-20 | Yüksək dəqiqlik |
Səthin hamarlığı
Səthin hamarlığı güzgü, pəncərə, prizma və ya plano-linza kimi düz bir səthin sapmasını ölçən bir növ səth dəqiqliyi spesifikasiyasıdır.Bu sapma test parçasının düzlüyünü müqayisə etmək üçün istifadə edilən yüksək keyfiyyətli, yüksək dəqiqlikli düz istinad səthi olan optik düz istifadə etməklə ölçülə bilər.Sınaq optikinin düz səthi optik yastığa qarşı yerləşdirildikdə, forması yoxlanılan optikanın səthinin düzlüyünü diktə edən saçaqlar görünür.Saçaqlar bərabər məsafədə, düz və paraleldirsə, sınaqdan keçirilən optik səth ən azı istinad optik düzü qədər düzdür.Əgər saçaqlar əyridirsə, biri saçağın mərkəzinə, biri isə həmin saçağın uclarından keçən iki xəyali xətt arasındakı saçaqların sayı düzlük xətasını göstərir.Düzlükdəki sapmalar çox vaxt sınaq mənbəyinin dalğa uzunluğunun qatları olan dalğaların (λ) dəyərlərində ölçülür.Bir saçaq dalğanın ½ hissəsinə, yəni 1 λ 2 saçağa bərabərdir.
| Cədvəl 7: Düzlük üçün İstehsal Dözümlülükləri | |
| Yastılıq | Keyfiyyət dərəcəsi |
| 1λ | Tipik |
| λ/4 | Dəqiqlik |
| λ/10 | Yüksək dəqiqlik |
Güc
Güc bir növ səth dəqiqliyi spesifikasiyasıdır, əyri optik səthlərə və ya gücə malik səthlərə aiddir.Bu, optikanın səthindəki əyriliyin ölçülməsidir və əyrilik radiusundan lensin sferik formasındakı mikro miqyaslı sapmaya aid olması ilə fərqlənir.məsələn, əyriliyə dözümlülüyün radiusunun 100 +/-0,1 mm olaraq təyin olunduğunu nəzərə alın, bu radius yaradıldıqdan, cilalandıqdan və ölçüldükdən sonra onun faktiki əyriliyinin müəyyən edilmiş mexaniki dözümlülük daxilində olan 99,95 mm olduğunu tapırıq.Bu halda, düzgün sferik formaya nail olduğumuz üçün fokus uzunluğunun da düzgün olduğunu bilirik.Ancaq radius və fokus uzunluğunun düzgün olması lensin nəzərdə tutulduğu kimi çıxış edəcəyi demək deyil.Buna görə də əyrilik radiusunu sadəcə müəyyən etmək kifayət deyil, həm də əyriliyin tutarlılığını müəyyən etmək kifayətdir – və məhz bu gücə nəzarət etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur.Yenə yuxarıda qeyd olunan eyni 99,95 mm radiusdan istifadə edərək, bir optika gücü ≤ 1 λ ilə məhdudlaşdırmaqla qırılan işığın dəqiqliyinə daha çox nəzarət etmək istəyə bilər.Bu o deməkdir ki, bütün diametrdə sferik formanın tutarlılığında 632.8nm (1λ = 632.8nm)-dən daha böyük sapma ola bilməz.Səth formasına bu daha ciddi nəzarət səviyyəsinin əlavə edilməsi linzanın bir tərəfindəki işıq şüalarının digər tərəfdəkilərdən fərqli şəkildə sınmamasına əmin olmağa kömək edir.Məqsəd bütün gələn işığın dəqiq fokusuna nail olmaq ola biləcəyi üçün, forma nə qədər ardıcıl olarsa, linzadan keçən zaman işıq bir o qədər dəqiq davranacaqdır.
Optiklər dalğalar və ya saçaqlar baxımından güc xətasını təyin edir və onu interferometrdən istifadə edərək ölçürlər.O, əyri səthin yüksək kalibrlənmiş əyrilik radiusuna malik istinad səthi ilə müqayisə edildiyi düzlüyə bənzər bir şəkildə sınaqdan keçirilir.İki səth arasındakı hava boşluqlarının yaratdığı eyni müdaxilə prinsipindən istifadə edərək, test səthinin istinad səthindən sapmasını təsvir etmək üçün müdaxilənin saçaq nümunəsi istifadə olunur (Şəkil 11).İstinad parçasından sapma Nyuton Üzükləri kimi tanınan bir sıra üzüklər yaradacaq.Nə qədər çox üzük varsa, sapma bir o qədər böyükdür.Qaranlıq və ya açıq üzüklərin sayı, həm işıq, həm də qaranlıqların cəmi deyil, səhv dalğalarının sayının iki qatına uyğundur.
Şəkil 11: İstinad səthi ilə müqayisə etməklə və ya interferometrdən istifadə etməklə sınaqdan keçirilmiş güc xətası
Güc xətası əyrilik radiusundakı xəta ilə aşağıdakı tənliklə əlaqələndirilir, burada ∆R radius xətası, D linza diametri, R səth radiusu və λ dalğa uzunluğudur (adətən 632.8nm):
Güc xətası [dalğalar və ya λ] = ∆R D²/8R²λ
Şəkil 12: Mərkəzdə Diametr və Radius xətası üzərində güc xətası
Düzensizlik
Düzensizlik optik səthdə kiçik miqyaslı dəyişiklikləri nəzərə alır.Güc kimi, dalğalar və ya saçaqlar baxımından ölçülür və interferometrdən istifadə edərək xarakterizə olunur.Konseptual olaraq, qeyri-müntəzəmliyi optik səthin nə qədər bərabər hamar olması lazım olduğunu müəyyən edən spesifikasiya kimi düşünmək ən asandır.Optik səthdə ümumi ölçülmüş zirvələr və vadilər bir sahədə çox uyğun ola bilsə də, optikanın fərqli bir bölməsi daha böyük sapma nümayiş etdirə bilər.Belə bir vəziyyətdə, lens tərəfindən sındırılan işıq, optik tərəfindən sındığı yerdən asılı olaraq fərqli davrana bilər.Buna görə də, linzaların dizaynı zamanı nizamsızlıq vacib bir məsələdir.Aşağıdakı şəkildə bu səth formasının mükəmməl sferikdən sapmasının qeyri-müntəzəmlik PV spesifikasiyası ilə necə xarakterizə edilə biləcəyini göstərir.
Şəkil 13: Düzensizliyin PV ölçülməsi
Düzensizlik, səthin formasının istinad səthinin şəklindən necə yayındığını təsvir edən bir səth dəqiqliyi spesifikasiyasının bir növüdür.Gücü ilə eyni ölçüdən əldə edilir.Regularity test səthinin istinad səthi ilə müqayisəsindən əmələ gələn dairəvi saçaqların sferikliyinə aiddir.Səthin gücü 5 saçaqdan çox olduqda, 1 saçaqdan az olan kiçik pozuntuları aşkar etmək çətindir.Buna görə də, təxminən 5:1 gücün nizamsızlığa nisbəti ilə səthlərin təyin edilməsi ümumi təcrübədir.
Şəkil 14: Düzlük və Güc və Qeyri-müntəzəmlik
RMS Ayətləri PV Gücü və Düzensizliyi
Güc və qeyri-qanuniliyi müzakirə edərkən, onların müəyyən edilə biləcəyi iki üsulu ayırd etmək vacibdir.Birincisi mütləq dəyərdir.Məsələn, bir optik 1 dalğa nizamsızlığına malik olaraq müəyyən edilirsə, optik səthin ən yüksək və ən aşağı nöqtəsi və ya zirvədən vadiyə (PV) arasında 1 dalğa fərqindən çox ola bilməz.İkinci üsul gücü və ya nizamsızlığı 1 dalğa RMS (kök orta kvadrat) və ya orta kimi təyin etməkdir.Bu şərhdə, 1 dalğa RMS qeyri-müntəzəm olaraq təyin olunan optik səth, əslində, 1 dalğadan çox olan zirvələrə və vadilərə malik ola bilər, lakin tam səthi araşdırarkən, ümumi orta nizamsızlıq 1 dalğa daxilində düşməlidir.
Bütövlükdə, RMS və PV obyektin formasının müvafiq olaraq "səthi fiqur" və "səthin pürüzlülüyü" adlanan dizayn əyriliyinə nə qədər uyğun olduğunu təsvir etmək üçün hər iki üsuldur.Onların hər ikisi interferometrin ölçülməsi kimi eyni məlumatdan hesablanır, lakin mənalar tamamilə fərqlidir.PV səth üçün "ən pis vəziyyət ssenarisi" verməkdə yaxşıdır;RMS, səth rəqəminin istənilən və ya istinad səthindən orta sapmasını təsvir etmək üçün bir üsuldur.RMS ümumi səth dəyişikliyini təsvir etmək üçün yaxşıdır.PV və RMS arasında sadə bir əlaqə yoxdur.Bununla belə, bir qayda olaraq, RMS dəyəri yan-yana müqayisə edildikdə, qeyri-orta dəyər kimi təxminən 0,2 sərtdir, yəni 0,1 dalğalı qeyri-müntəzəm PV təxminən 0,5 dalğa RMS-ə ekvivalentdir.
Səthi bitirmə
Səth pürüzlülüyü olaraq da bilinən səthi bitirmə, səthdəki kiçik miqyaslı pozuntuları ölçür.Onlar adətən cilalama prosesinin və material növünün uğursuz əlavə məhsuludur.Optik səth boyunca az nizamsızlıq ilə müstəsna dərəcədə hamar hesab edilsə belə, yaxından yoxlama zamanı faktiki mikroskopik müayinə səth toxumasında çoxlu variasiya aşkar edə bilər.Bu artefaktın yaxşı bir bənzətməsi, səth pürüzlülüyünü zımpara qumu ilə müqayisə etməkdir.Ən incə qum ölçüsü toxunuşda hamar və müntəzəm görünsə də, səth əslində qumun fiziki ölçüsü ilə müəyyən edilən mikroskopik zirvələrdən və vadilərdən ibarətdir.Optika vəziyyətində, "qırmızı" lakın keyfiyyətindən qaynaqlanan səth toxumasında mikroskopik pozuntular kimi düşünülə bilər.Kobud səthlər hamar səthlərə nisbətən daha tez köhnəlir və kiçik çatlarda və ya qüsurlarda görünə bilən nüvələşmə yerləri səbəbindən bəzi tətbiqlər üçün, xüsusən lazer və ya güclü istilik tətbiqləri üçün uyğun olmaya bilər.
Dalğalar və ya dalğaların fraksiyaları ilə ölçülən güc və nizamsızlıqdan fərqli olaraq, səthin pürüzlülüyü, səth toxumasına həddindən artıq yaxından diqqət yetirdiyinə görə, angstromlar miqyasında və həmişə RMS baxımından ölçülür.Müqayisə üçün qeyd edək ki, bir nanometrə bərabər olmaq üçün on angstrom, bir dalğaya bərabər olmaq üçün isə 632,8 nanometr lazımdır.
Şəkil 15: Səthin pürüzlülüyünün RMS ölçülməsi
| Cədvəl 8: Səthi bitirmə üçün istehsal toleransları | |
| Səthi pürüzlülük (RMS) | Keyfiyyət dərəcəsi |
| 50Å | Tipik |
| 20Å | Dəqiqlik |
| 5Å | Yüksək dəqiqlik |
Köçürülən Dalğa Cəbhəsi Xətası
Transmitted wavefront xətası (TWE) işığın keçməsi zamanı optik elementlərin performansını təyin etmək üçün istifadə olunur.Səth formasının ölçmələrindən fərqli olaraq, ötürülən dalğa cəbhəsi ölçmələrinə ön və arxa səthdən, pazdan və materialın homojenliyindən səhvlər daxildir.Ümumi performansın bu göstəricisi optikanın real dünya performansını daha yaxşı başa düşməyi təklif edir.
Bir çox optik komponentlər səth forması və ya TWE spesifikasiyası üçün fərdi olaraq sınaqdan keçirilsə də, bu komponentlər qaçılmaz olaraq öz performans tələbləri ilə daha mürəkkəb optik birləşmələrə qurulur.Bəzi tətbiqlərdə son performansı proqnozlaşdırmaq üçün komponentlərin ölçülməsinə və dözümlülüyünə etibar etmək məqbuldur, lakin daha tələbkar tətbiqlər üçün montajı qurulmuş kimi ölçmək vacibdir.
TWE ölçmələri optik sistemin spesifikasiyaya uyğun qurulduğunu və gözlənildiyi kimi işləyəcəyini təsdiqləmək üçün istifadə olunur.Əlavə olaraq, TWE ölçmələri sistemləri aktiv şəkildə uyğunlaşdırmaq üçün istifadə edilə bilər, yığılma vaxtını azaldır və gözlənilən performansa nail olur.
Paralight Optics həm standart sferik formalar, həm də asferik və sərbəst formalı konturlar üçün ən müasir CNC dəyirmanları və cilalayıcıları özündə birləşdirir.Həm prosesdaxili metrologiya, həm də yekun yoxlama üçün Zygo interferometrləri, profilometrləri, TriOptics Opticentric, TriOptics OptiSpheric və s., o cümlədən qabaqcıl metrologiyadan, eləcə də optik istehsal və örtükdə illərlə təcrübəmizdən istifadə etmək bizə ən mürəkkəb və mürəkkəb problemləri həll etməyə imkan verir. Müştərilərdən tələb olunan optik spesifikasiyaya cavab vermək üçün yüksək performanslı optika.
Daha ətraflı spesifikasiya üçün, lütfən, kataloq optiklərimizə və ya təqdim olunan məhsullara baxın.
Göndərmə vaxtı: 26 aprel 2023-cü il