کیفیت سطح
کیفیت سطح یک سطح نوری ظاهر زیبایی آن را توصیف می کند و شامل عیوبی مانند خراش ها و گودال ها یا حفر می شود.در بیشتر موارد، این عیوب سطحی صرفاً جنبه زیبایی دارند و به طور قابل توجهی بر عملکرد سیستم تأثیر نمی‌گذارند، اگرچه می‌توانند باعث از دست دادن اندک در توان عملیاتی سیستم و افزایش کمی در نور پراکنده شوند.با این حال، سطوح خاصی نسبت به این اثرات حساس تر هستند، مانند: (1) سطوح در سطوح تصویر، زیرا این نقص ها در فوکوس هستند و (2) سطوحی که سطوح قدرت بالایی را می بینند، زیرا این نقص ها می توانند باعث افزایش جذب انرژی و آسیب شوند. نوریرایج ترین مشخصات مورد استفاده برای کیفیت سطح، مشخصات حفاری خراش است که توسط MIL-PRF-13830B توصیف شده است.تعیین خراش با مقایسه خراش های روی سطح با مجموعه ای از خراش های استاندارد در شرایط نور کنترل شده تعیین می شود.بنابراین، نام خراش، خود خراش واقعی را توصیف نمی کند، بلکه آن را با یک خراش استاندارد مطابق با MIL-Spec مقایسه می کند.با این حال، نام حفاری مستقیماً به حفاری یا گودال کوچک در سطح مربوط می شود.تعیین حفاری بر اساس قطر حفاری بر حسب میکرون تقسیم بر 10 محاسبه می شود. مشخصات حفاری خراش 80-50 معمولاً کیفیت استاندارد، کیفیت دقت 60-40 و کیفیت دقت بالا 20-10 در نظر گرفته می شود.
| جدول 6: تحمل تولید برای کیفیت سطح | |
| کیفیت سطح (خراش خوردگی) | درجه کیفیت |
| 80-50 | معمول |
| 60-40 | دقت، درستی |
| 40-20 | دقت بالا |
صافی سطح
مسطح بودن سطح نوعی مشخصات دقت سطح است که انحراف سطح صاف مانند آینه، پنجره، منشور یا عدسی پلان را اندازه می‌گیرد.این انحراف را می توان با استفاده از یک تخت نوری اندازه گیری کرد، که یک سطح مرجع مسطح با کیفیت بالا و بسیار دقیق است که برای مقایسه صافی یک قطعه آزمایش استفاده می شود.هنگامی که سطح صاف اپتیک آزمایشی در برابر تخت اپتیکال قرار می گیرد، حاشیه هایی ظاهر می شود که شکل آنها صافی سطح اپتیک تحت بازرسی را دیکته می کند.اگر حاشیه ها به طور مساوی، مستقیم و موازی باشند، سطح نوری مورد آزمایش حداقل به اندازه تخت نوری مرجع صاف است.اگر حاشیه‌ها منحنی باشند، تعداد حاشیه‌های بین دو خط فرضی، یکی مماس به مرکز یک حاشیه و دیگری از طریق انتهای همان حاشیه، نشان‌دهنده خطای صافی است.انحراف در صافی اغلب در مقادیر امواج (λ) اندازه گیری می شود که مضربی از طول موج منبع آزمایش هستند.یک حاشیه مربوط به ½ موج است، یعنی 1 λ معادل 2 حاشیه.
| جدول 7: تحمل تولید برای صافی | |
| صافی | درجه کیفیت |
| 1λ | معمول |
| λ/4 | دقت، درستی |
| λ/10 | دقت بالا |
قدرت
پاور یک نوع مشخصات دقت سطح است که برای سطوح نوری خمیده یا سطوح با قدرت اعمال می شود.این یک اندازه گیری انحنای سطح یک اپتیک است و با شعاع انحنای آن تفاوت دارد که در مورد انحراف مقیاس میکرو در شکل کروی یک عدسی اعمال می شود.به عنوان مثال، شعاع تحمل انحنا را به عنوان 100 +/-0.1 میلی متر در نظر بگیرید، هنگامی که این شعاع تولید، صیقلی و اندازه گیری شد، انحنای واقعی آن را 99.95 میلی متر می یابیم که در محدوده تحمل مکانیکی مشخص شده قرار می گیرد.در این مورد، ما می دانیم که فاصله کانونی نیز درست است، زیرا به شکل کروی صحیح دست یافته ایم.اما فقط به این دلیل که شعاع و فاصله کانونی صحیح است، به این معنی نیست که لنز مطابق طراحی عمل می کند.بنابراین صرفاً تعریف شعاع انحنای کافی نیست، بلکه یکنواختی انحنا را نیز تعریف کنیم - و این دقیقاً همان چیزی است که قدرت برای کنترل آن طراحی شده است.مجدداً با استفاده از همان شعاع 99.95 میلی‌متری که در بالا ذکر شد، یک بینایی‌شناس ممکن است بخواهد دقت نور شکسته را با محدود کردن توان به ≤ 1 λ کنترل کند.این بدان معنی است که در کل قطر، هیچ انحرافی بیشتر از 632.8 نانومتر (1λ = 632.8nm) در قوام شکل کروی وجود ندارد.افزودن این سطح کنترل دقیق تر به فرم سطح کمک می کند تا اطمینان حاصل شود که پرتوهای نور در یک طرف لنز به طور متفاوتی نسبت به طرف دیگر شکست نمی شوند.از آنجایی که هدف ممکن است دستیابی به فوکوس دقیق تمام نور فرودی باشد، هر چه شکل یکنواخت تر باشد، نور هنگام عبور از لنز با دقت بیشتری رفتار می کند.
بینایی‌شناسان خطای توان را بر حسب امواج یا حاشیه مشخص می‌کنند و آن را با استفاده از تداخل سنج اندازه‌گیری می‌کنند.این به روشی مشابه مسطح بودن آزمایش می شود، به این ترتیب که یک سطح منحنی در برابر یک سطح مرجع با شعاع انحنای بسیار کالیبره شده مقایسه می شود.با استفاده از همان اصل تداخل ناشی از شکاف های هوا بین دو سطح، الگوی حاشیه های تداخل برای توصیف انحراف سطح آزمایش از سطح مرجع استفاده می شود (شکل 11).انحراف از قطعه مرجع یک سری حلقه ایجاد می کند که به حلقه های نیوتن معروف هستند.هرچه تعداد حلقه ها بیشتر باشد، انحراف بیشتر است.تعداد حلقه های تاریک یا روشن، نه مجموع نور و تاریکی، با دو برابر تعداد امواج خطا مطابقت دارد.
شکل 11: خطای توان با مقایسه با سطح مرجع یا با استفاده از تداخل سنج تست شده است
خطای توان به خطای شعاع انحنا با معادله زیر مربوط می شود که در آن ∆R خطای شعاع، D قطر عدسی، R شعاع سطح و λ طول موج (معمولاً 632.8 نانومتر) است:
خطای توان [امواج یا λ] = ∆R D²/8R²λ
شکل 12: خطای قدرت بیش از قطر در مقابل خطای شعاع در مرکز
بی نظمی
بی نظمی تغییرات مقیاس کوچک در سطح نوری را در نظر می گیرد.مانند توان، بر حسب امواج یا حاشیه اندازه گیری می شود و با استفاده از تداخل سنج مشخص می شود.از نظر مفهومی، ساده‌تر است که بی‌نظمی را به‌عنوان مشخصه‌ای در نظر بگیریم که مشخص می‌کند یک سطح نوری باید چقدر صاف باشد.در حالی که قله‌ها و دره‌های اندازه‌گیری شده روی یک سطح نوری ممکن است در یک منطقه بسیار سازگار باشند، بخش دیگری از اپتیک ممکن است انحراف بسیار بیشتری را نشان دهد.در چنین حالتی، نور شکسته شده توسط عدسی ممکن است بسته به محل شکست آن توسط اپتیک، رفتار متفاوتی داشته باشد.بنابراین بی نظمی یکی از نکات مهم در طراحی لنز است.شکل زیر نشان می دهد که چگونه می توان انحراف شکل این سطح از سطح کاملاً کروی را با استفاده از مشخصات PV نامنظم مشخص کرد.
شکل 13: اندازه گیری بی نظمی PV
بی نظمی نوعی مشخصات دقت سطح است که نحوه انحراف شکل یک سطح از شکل سطح مرجع را توصیف می کند.از همان اندازه گیری قدرت به دست می آید.نظم به کروی بودن حاشیه های دایره ای اشاره دارد که از مقایسه سطح آزمایش با سطح مرجع تشکیل می شوند.هنگامی که قدرت یک سطح بیش از 5 حاشیه باشد، تشخیص بی نظمی های کوچک کمتر از 1 حاشیه دشوار است.بنابراین معمول است که سطوحی با نسبت توان به نامنظمی تقریباً 5:1 مشخص کنید.
شکل 14: صافی در مقابل قدرت در مقابل بی نظمی
RMS آیات PV قدرت و بی نظمی
هنگام بحث درباره قدرت و بی‌نظمی، تشخیص دو روشی که می‌توان آنها را تعریف کرد، مهم است.اولی یک مقدار مطلق است.به عنوان مثال، اگر یک نوری به عنوان دارای 1 بی نظمی موج تعریف شود، نمی تواند بیش از 1 اختلاف موج بین بالاترین و پایین ترین نقطه در سطح نوری یا قله به دره (PV) وجود داشته باشد.روش دوم این است که توان یا بی نظمی را به صورت 1 موج RMS (میانگین ریشه مجذور) یا میانگین مشخص کنید.در این تفسیر، یک سطح نوری که به‌عنوان یک موج RMS نامنظم تعریف می‌شود، در واقع ممکن است دارای قله‌ها و دره‌هایی باشد که بیش از یک موج هستند، با این حال، هنگام بررسی سطح کامل، میانگین کلی بی‌نظمی باید در یک موج قرار گیرد.
در مجموع، RMS و PV هر دو روشی برای توصیف میزان مطابقت شکل یک جسم با انحنای طراحی شده آن هستند که به ترتیب "شکل سطح" و "زبری سطح" نامیده می شوند.آنها هر دو از یک داده محاسبه می شوند، مانند اندازه گیری تداخل سنج، اما معانی کاملا متفاوت است.PV در ارائه "بدترین سناریو" برای سطح خوب است.RMS روشی برای توصیف میانگین انحراف شکل سطح از سطح مورد نظر یا مرجع است.RMS برای توصیف تغییرات کلی سطح خوب است.رابطه ساده ای بین PV و RMS وجود ندارد.با این حال به عنوان یک قاعده کلی، مقدار RMS تقریباً 0.2 به اندازه مقدار غیرمتوسط در کنار هم مقایسه می شود، یعنی PV نامنظم موج 0.1 معادل تقریباً 0.5 موج RMS است.
پایان سطح
پرداخت سطح، همچنین به عنوان زبری سطح شناخته می شود، بی نظمی های مقیاس کوچک را روی سطح اندازه گیری می کند.آنها معمولاً محصول جانبی ناخوشایند فرآیند پرداخت و نوع مواد هستند.حتی اگر اپتیک فوق‌العاده صاف با بی‌نظمی کمی در سراسر سطح در نظر گرفته شود، در بازرسی نزدیک، یک بررسی میکروسکوپی واقعی ممکن است تغییرات زیادی را در بافت سطح نشان دهد.یک تشبیه خوب از این مصنوع، مقایسه زبری سطح با سنگ سنباده است.در حالی که بهترین اندازه شن ممکن است در لمس صاف و منظم به نظر برسد، سطح در واقع از قله ها و دره های میکروسکوپی تشکیل شده است که توسط اندازه فیزیکی خود شن تعیین می شود.در مورد اپتیک، "شن" را می توان به عنوان بی نظمی های میکروسکوپی در بافت سطح ناشی از کیفیت پولیش در نظر گرفت.سطوح ناهموار سریعتر از سطوح صاف سایش می‌شوند و ممکن است برای برخی کاربردها مناسب نباشند، به‌ویژه آن‌هایی که لیزر یا گرمای شدید دارند، به دلیل نقاط هسته‌زایی احتمالی که می‌توانند در ترک‌های کوچک یا نقص ظاهر شوند.
بر خلاف توان و بی نظمی که بر حسب امواج یا کسری از موج اندازه گیری می شود، زبری سطح به دلیل تمرکز بسیار نزدیک بر روی بافت سطح، در مقیاس آنگستروم و همیشه بر حسب RMS اندازه گیری می شود.برای مقایسه، ده آنگستروم برای برابر با یک نانومتر و 632.8 نانومتر برای برابر با یک موج طول می‌کشد.
شکل 15: اندازه گیری RMS زبری سطح
| جدول 8: تلورانس های تولید برای سطح پایان | |
| زبری سطح (RMS) | درجه کیفیت |
| 50A | معمول |
| 20A | دقت، درستی |
| 5A | دقت بالا |
خطای جبهه موج منتقل شده
خطای جبهه موج ارسالی (TWE) برای واجد شرایط بودن عملکرد عناصر نوری هنگام عبور نور استفاده می شود.برخلاف اندازه‌گیری‌های شکل سطح، اندازه‌گیری‌های جبهه موج ارسالی شامل خطاهای سطح جلو و عقب، گوه و همگنی مواد است.این معیار عملکرد کلی درک بهتری از عملکرد دنیای واقعی یک اپتیک ارائه می دهد.
در حالی که بسیاری از اجزای نوری به صورت جداگانه برای مشخصات فرم سطحی یا TWE آزمایش می شوند، این اجزا به ناچار در مجموعه های نوری پیچیده تر با الزامات عملکردی خاص خود ساخته می شوند.در برخی از کاربردها، تکیه بر اندازه‌گیری‌ها و تحمل اجزا برای پیش‌بینی عملکرد نهایی قابل قبول است، اما برای کاربردهای سخت‌تر، اندازه‌گیری مونتاژ به‌صورت ساخته‌شده مهم است.
اندازه گیری های TWE برای تأیید اینکه یک سیستم نوری مطابق با مشخصات ساخته شده است و همانطور که انتظار می رود عمل می کند استفاده می شود.علاوه بر این، اندازه‌گیری‌های TWE را می‌توان برای تراز کردن فعالانه سیستم‌ها، کاهش زمان مونتاژ و در عین حال حصول اطمینان از عملکرد مورد انتظار استفاده کرد.
Paralight Optics دارای پیشرفته ترین آسیاب ها و صیقل دهنده های CNC، هم برای اشکال کروی استاندارد و هم برای خطوط غیرکروی و آزاد است.استفاده از مترولوژی پیشرفته از جمله تداخل سنج‌های Zygo، پروفایل‌سنج‌ها، TriOptics OptiSpheric، TriOptics OptiSpheric و غیره برای اندازه‌شناسی در فرآیند و بازرسی نهایی، و همچنین سال‌ها تجربه ما در ساخت و پوشش‌های نوری به ما این امکان را می‌دهد تا با برخی از پیچیده‌ترین و پیچیده‌ترین موارد مقابله کنیم. اپتیک با کارایی بالا برای برآوردن مشخصات نوری مورد نیاز مشتریان.
برای مشخصات دقیق تر، لطفاً اپتیک کاتالوگ یا محصولات برجسته ما را مشاهده کنید.
زمان ارسال: آوریل-26-2023