Qualità di a superficia
A qualità di a superficia di una superficia otticu descrive u so aspettu cusmeticu è include tali difetti cum'è scratchs and pits, o digs.In a maiò parte di i casi, sti difetti di a superficia sò puramente cusmetichi è ùn affettanu micca significativamente u rendiment di u sistema, però, ponu causà una piccula perdita in u throughput di u sistema è un picculu aumentu di a luce spargugliata.In ogni casu, certe superfici, in ogni modu, sò più sensittivi à questi effetti, cum'è: (1) superfici à i piani di l'imaghjini perchè sti difetti sò in focus è (2) superfici chì vedenu alti livelli di putenza perchè sti difetti ponu causà un assorbimentu aumentatu di energia è danni. l'ottica.A specificazione più cumuna utilizata per a qualità di a superficia hè a specificazione di scratch-dig descritta da MIL-PRF-13830B.A designazione di scratch hè determinata paragunendu i scratch nantu à una superficia à un inseme di scratch standard in cundizioni di illuminazione cuntrullata.Dunque, a designazione di scratch ùn descrive micca u scratch propiu stessu, ma piuttostu paragunà à un scratch standardizatu secondu a MIL-Spec.A designazione di scavà, però, hè direttamente in relazione cù u scavà, o piccula fossa in a superficia.A designazione di scavà hè calculata à u diametru di u dig in microns divisu da 10. L'specificazioni di scratch-dig di 80-50 sò tipicamente cunsiderate qualità standard, 60-40 qualità di precisione, è 20-10 alta qualità di precisione.
| Table 6: Tolleranze di fabricazione per a qualità di a superficia | |
| Qualità di a superficia (scratch-dig) | Qualità di qualità |
| 80-50 | Tipica |
| 60-40 | Precisione |
| 40-20 | Alta precisione |
Planitudine di a superficia
A piattezza di a superficia hè un tipu di specificazione di precisione di a superficia chì misura a deviazione di una superficia plana, cum'è quella di un specchiu, finestra, prisma o pianu-lens.Questa deviazione pò esse misurata utilizendu un pianu otticu, chì hè una superficia di riferimentu piatta d'alta qualità è assai precisa utilizata per paragunà a piattezza di un pezzu di prova.Quandu a superficia piatta di l'ottica di prova hè posta contr'à u pianu otticu, appariscenu frange chì a so forma detta a piattezza di a superficia di l'ottica sottu inspezione.Se e frange sò uniformi, dritte è parallele, allora a superficia ottica sottu a prova hè almenu piatta cum'è u pianu otticu di riferimentu.Sì i frange sò curve, u numeru di frange trà dui linii imaginarii, una tangente à u centru di una frangia è una attraversu l'estremità di quella stessa frangia, indicanu l'errore di flatness.Les déviations de planéité sont souvent mesurées en valeurs d'ondes (λ), qui sont des multiples de la longueur d'onde de la source d'essai.Una frangia corrisponde a ½ d'onda, cioè 1 λ equivalente a 2 frange.
| Table 7: Tolleranze di fabricazione per Flatness | |
| Piattezza | Qualità di qualità |
| 1λ | Tipica |
| λ/4 | Precisione |
| λ/10 | Alta precisione |
putenza
U putere hè un tipu di specificazione di precisione di a superficia, s'applica à superfici ottiche curve, o superfici cù putenza.Hè una misurazione di curvatura nantu à a superficia di l'ottica è difiere da u raghju di curvatura in quantu s'applica à a deviazione micro-scala in a forma sferica di una lente.per esempiu, cunziddi chì u raghju di a tolleranza di curvatura hè definitu cum'è 100 +/-0.1mm, una volta chì stu raghju hè generatu, pulitu è misuratu, truvamu a so curvatura attuale per esse 99.95mm chì entra in a tolleranza meccanica specificata.In questu casu, sapemu chì a lunghezza focale hè ancu curretta postu chì avemu ottenutu a forma sferica curretta.Ma solu perchè u raghju è a lunghezza focale sò curretti, ùn significa micca chì a lenti farà cum'è cuncepitu.Per quessa, ùn hè micca abbastanza solu per definisce u raghju di curvatura, ma ancu a cunsistenza di a curvatura - è questu hè precisamente ciò chì u putere hè designatu per cuntrullà.Encore une fois en utilisant le même rayon de 99,95 mm mentionné ci-dessus, un opticien peut souhaiter contrôler davantage la précision de la lumière réfractée en limitant la puissance à ≤ 1 λ.Questu significa chì nantu à u diametru tutale, ùn pò esse micca una deviazione più grande di 632.8nm (1λ = 632.8nm) in a cunsistenza di a forma sferica.Agghiuncennu stu livellu più strettu di cuntrollu à a forma di a superficia aiuta à assicurà chì i raghji di luce da un latu di a lente ùn si rifrattanu micca di manera diversa da quelli di l'altra parte.Siccomu l'obiettivu pò esse di ottene un focus puntuale di tutta a luce incidente, u più consistente a forma, u più precisamente a luce si cumportarà quandu passa per a lente.
L'ottichi specificanu l'errore di putenza in termini di onde o frange è misuranu cù un interferometru.Hè pruvatu in una manera simile à a flatness, in quantu una superficia curva hè paragunata à una superficia di riferimentu cù un raghju di curvatura altamente calibratu.Utilizendu u listessu principiu di interferenza causata da i spazii d'aria trà e duie superfici, u mudellu di l'interferenza di frange hè utilizatu per discrìviri a deviazione di a superficia di prova da a superficia di riferimentu (Figura 11).Una deviazione da u pezzu di riferimentu creà una seria di anelli, cunnisciuti cum'è Anelli di Newton.A più anelli prisenti, più grande a deviazione.U nùmeru di anelli scuri o di luce, micca a summa di u lume è u scuru, currisponde à duie volte u nùmeru d'onda d'errore.
Figura 11: Errore di putenza testatu paragunendu à una superficia di riferimentu o utilizendu un interferometru
L'errore di putenza hè ligatu à l'errore in u raghju di curvatura da a seguente equazione induve ∆R hè l'errore di raghju, D hè u diametru di a lente, R hè u raghju di a superficia, è λ hè a lunghezza d'onda (tipicamente 632,8 nm):
Erreur de puissance [ondes ou λ] = ∆R D²/8R²λ
Figura 12: Errore di putenza nantu à Diamater vs Radius Error à u Centru
Irregularità
L'irregularità piglia in contu e variazioni di piccula scala nantu à una superficia ottica.Cum'è a putenza, hè misurata in termini di onde o frange è carattarizatu cù un interferometru.Conceptually, hè più faciule per pensà à l'irregularità cum'è una specificazione chì definisce quantu uniformemente liscia una superficia ottica deve esse.Mentre chì i picchi è e valli misurati in generale nantu à una superficia ottica pò esse assai coherente in una zona, una sezione sfarente di l'ottica pò esse una deviazione assai più grande.In un tali casu, a luce rifratta da a lente pò esse cumportanu in modu diversu secondu induve hè rifratta da l'ottica.L'irregularità hè dunque una considerazione impurtante in u disignu di lenti.A figura seguente mostra cumu sta deviazione di a forma di a superficia da quella perfettamente sferica pò esse carattarizzata cù una specificazione PV di irregolarità.
Figura 13: Irregularity PV Measurement
L'irregularità hè un tipu di specificazione di precisione di a superficia chì descrive cumu a forma di una superficia devia da a forma di una superficia di riferimentu.Hè ottinutu da a stessa misurazione cum'è a putenza.A rigularità si riferisce à a sfericità di e frange circulari chì sò furmati da a comparazione di a superficia di prova à a superficia di riferimentu.Quandu u putere di una superficia hè più di 5 frange, hè difficiule di detectà picculi irregularità di menu di 1 frangia.Per quessa, hè una pratica cumuni per specificà e superfici cù un rapportu di putenza à irregularità di circa 5: 1.
Figura 14: Flatness vs Power vs Irregularità
RMS Versi PV Power and Irregularity
Quandu si discute u putere è l'irregularità, hè impurtante discernisce i dui metudi da quale ponu esse definiti.U primu hè un valore assolutu.Per esempiu, se un otticu hè definitu cum'è 1 irregularità d'onda, ùn pò esse micca più di 1 differenza d'onda trà u puntu più altu è più bassu nantu à a superficia ottica o piccu à valle (PV).U sicondu metudu hè di specificà a putenza o l'irregularità cum'è 1 onda RMS (radica media quadrata) o media.In questa interpretazione, una superficia ottica definita cum'è 1 onda RMS irregulare pò, infatti, avè picchi è valli chì sò in più di 1 onda, in ogni modu, quandu esaminendu a superficia completa, l'irregularità media generale deve esse in 1 onda.
In tuttu, RMS è PV sò tramindui metudi per discrive quantu a forma di un ughjettu currisponde à a so curvatura designata, chjamata "figura di a superficia" è "rugosità di a superficia", rispettivamente.Sò tramindui calculati da i stessi dati, cum'è una misurazione di l'interferometri, ma i significati sò assai diffirenti.PV hè bonu per dà un "scenariu peghju" per a superficia;RMS hè un metudu per descriverà a deviazione media di a figura di a superficia da a superficia desiderata o di riferimentu.RMS hè bonu per descriverà a variazione di a superficia generale.Ùn ci hè micca una relazione simplice trà PV è RMS.Tuttavia, in regula generale, un valore RMS hè di circa 0,2 strettu cum'è u valore micca mediu quandu paragunatu fiancu à fiancu, vale à dì 0,1 onda PV irregolare hè equivalente à circa 0,5 onda RMS.
Finitura di a superficia
A finitura di a superficia, cunnisciuta ancu com'è rugosità di a superficia, misura l'irregularità à piccula scala nantu à una superficia.Di solitu sò un disgraziatu subproduttu di u prucessu di lucidatura è u tipu di materiale.Ancu s'è l'ottica hè cunsiderata eccezziunale liscia cù pocu irregularità in tutta a superficia, nantu à l'ispezione ravvicinata, un esame microscòpicu propiu pò revelà una grande variazione in a struttura di a superficia.Una bona analogia di questu artefattu hè di paragunà a rugosità di a superficia cù a grana di carta vetrata.Mentre chì a grana più fina pò esse liscia è regulare à u toccu, a superficia hè in realtà cumposta di picchi microscòpichi è valli determinati da a dimensione fisica di u granu stessu.In u casu di l'ottica, a "grana" pò esse pensata cum'è irregularità microscòpichi in a struttura di a superficia causata da a qualità di u pulitu.A superficia rugosa tendenu à usà più veloce di e superfici lisce è pò esse micca adattatu per alcune applicazioni, in particulare quelli cù laser o calore intensu, per via di pussibuli siti di nucleazione chì ponu appare in picculi crepe o imperfezioni.
A cuntrariu di a putenza è di l'irregularità, chì sò misurati in onde o frazioni d'onda, a rugosità di a superficia, per via di u so focus estremu vicinu à a struttura di a superficia, hè misurata nantu à a scala di angstroms è sempre in termini di RMS.Per paragunà, ci vole dece angstroms per uguali à un nanometru è 632,8 nanometri per uguali à una onda.
Figura 15: Misurazione RMS di rugosità di a superficia
| Table 8: Tolleranze di fabricazione per a finitura di a superficia | |
| Rugosità superficiale (RMS) | Qualità di qualità |
| 50Å | Tipica |
| 20Å | Precisione |
| 5Å | Alta precisione |
Errore di Wavefront trasmessu
L'errore di fronti d'onda trasmessi (TWE) hè utilizatu per qualificà a prestazione di elementi ottici mentre a luce passa.A cuntrariu di e misurazioni di forma di superficia, e misurazioni di fronti d'onda trasmessi includenu errori da a superficia frontale è posteriore, cunea è omogeneità di u materiale.Questa metrica di u rendiment generale offre una megliu comprensione di u rendiment reale di l'ottica.
Mentre chì parechji cumpunenti ottici sò testati individualmente per a forma di superficia o specificazioni TWE, questi cumpunenti sò inevitabilmente integrati in assemblei ottici più cumplessi cù esigenze di prestazione propria.In certi appiicazioni, hè accettatu di s'appoghjanu nantu à e misure di cumpunenti è a tolleranza per predichendu u rendiment finali, ma per l'applicazioni più esigenti hè impurtante di misurà l'assemblea cum'è custruita.
E misurazioni TWE sò aduprate per cunfirmà chì un sistema otticu hè custruitu à specificazione è funziona cum'è previstu.Inoltre, e misurazioni TWE ponu esse aduprate per allineà attivamente i sistemi, diminuendu u tempu di assemblea, mentre assicurendu chì u rendiment previstu hè ottenutu.
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Per una specificazione più approfondita, vedi u nostru catalogu otticu o prudutti presentati.
Tempu di post: Apr-26-2023