Oerflak kwaliteit
De oerflakkwaliteit fan in optysk oerflak beskriuwt har kosmetyske uterlik en omfettet sokke mankeminten as krassen en pits, as graven.Yn 'e measte gefallen binne dizze oerflakdefekten suver kosmetysk en beynfloedzje de systeemprestaasjes net signifikant, hoewol, se kinne in lyts ferlies yn' e trochstreaming fan it systeem en in lytse taname fan ferspraat ljocht feroarsaakje.Beskate oerflakken binne lykwols gefoeliger foar dizze effekten, lykas: (1) oerflakken by ôfbyldingsfleantugen om't dizze defekten yn fokus binne en (2) oerflakken dy't hege krêftnivo's sjogge, om't dizze defekten ferhege opname fan enerzjy en skea kinne feroarsaakje de optyk.De meast foarkommende spesifikaasje brûkt foar oerflak kwaliteit is de scratch-dig spesifikaasje beskreaun troch MIL-PRF-13830B.De scratch oantsjutting wurdt bepaald troch it fergelykjen fan de krassen op in oerflak mei in set fan standert krassen ûnder kontrolearre ferljochting omstannichheden.Dêrom beskriuwt de scratch-oantsjutting de eigentlike kras sels net, mar fergeliket it earder mei in standertisearre kras neffens de MIL-Spec.De digbenaming hat lykwols direkt te krijen mei de dig, of lytse put yn it oerflak.De dig-oantsjutting wurdt berekkene op 'e diameter fan' e dig yn mikronen dield troch 10. Scratch-dig-spesifikaasjes fan 80-50 wurde typysk beskôge as standert kwaliteit, 60-40 presyzje kwaliteit, en 20-10 hege presyzje kwaliteit.
| tabel 6: Manufacturing Tolerances foar Surface Quality | |
| Oppervlaktekwaliteit (krasgraven) | Kwaliteitsklasse |
| 80-50 | Typysk |
| 60-40 | Krektens |
| 40-20 | Hege Precision |
Surface Flatness
Surface flatness is in soarte fan oerflak krektens spesifikaasje dy't mjit de ôfwiking fan in plat oerflak lykas dy fan in spegel, finster, prisma, of plano-lens.Dizze ôfwiking kin wurde mjitten mei in optyske flat, dat is in hege kwaliteit, heul presys plat referinsjeflak dat wurdt brûkt om de platheid fan in teststik te fergelykjen.As it platte oerflak fan 'e testoptyk wurdt pleatst tsjin' e optyske flak, ferskine franjes wêrfan de foarm de oerflakflakheid fan 'e optyk ûnder ynspeksje diktearret.As de franjes lyklik ferdield binne, rjocht en parallel, dan is it optyske oerflak ûnder test op syn minst sa flak as de referinsje optyske flak.As de franjes kromme binne, jouwe it oantal franjes tusken twa tinkbyldige rigels, ien tangint oan it sintrum fan in franje en ien troch de úteinen fan dyselde franje, de flaterflater oan.De ôfwikingen yn platheid wurde faak mjitten yn wearden fan weagen (λ), dy't multiples binne fan 'e golflingte fan' e testboarne.Ien franje komt oerien mei ½ fan in welle, dat wol sizze, 1 λ lykweardich oan 2 franjes.
| tabel 7: Manufacturing Tolerances foar Flatness | |
| Flatens | Kwaliteitsklasse |
| 1λ | Typysk |
| λ/4 | Krektens |
| λ/10 | Hege Precision |
Krêft
Power is in soarte fan oerflak krektens spesifikaasje, jildt foar bûgde optyske oerflakken, of oerflakken mei macht.It is in mjitting fan kromte op it oerflak fan in optyk en ferskilt fan de kromtestraal yn dat it jildt foar de mikroskaal ôfwiking yn de bolfoarm fan in lens.bygelyks, beskôgje de straal fan curvature tolerânsje is definiearre as 100 +/-0.1mm, ien kear dizze straal wurdt oanmakke, gepolijst en metten, wy fine syn eigentlike curvature te wêzen 99.95mm dy't falt binnen de oantsjutte meganyske tolerânsje.Yn dit gefal witte wy dat de brânpuntslingte ek korrekt is, om't wy de juste sfearyske foarm hawwe berikt.Mar krekt om't de straal en fokale lingte korrekt binne, betsjut net dat de lens sil prestearje lykas ûntwurpen.It is dêrom net genôch om gewoan de kromtestraal te definiearjen, mar ek de konsistinsje fan 'e kroming - en dit is krekt wat macht is ûntwurpen om te kontrolearjen.Op 'e nij mei deselde 99.95mm radius neamd hjirboppe, kin in optikus de krektens fan brutsen ljocht fierder kontrolearje troch de krêft te beheinen ta ≤ 1 λ.Dit betsjut dat der oer de hiele diameter gjin gruttere ôfwiking wêze kin as 632.8nm (1λ = 632.8nm) yn 'e konsistinsje fan' e bolfoarmige foarm.It tafoegjen fan dit strangere nivo fan kontrôle oan 'e oerflakfoarm helpt om te soargjen dat ljochtstrielen oan' e iene kant fan 'e lens net oars brekke as dy oan 'e oare kant.Om't it doel kin wêze om krekte fokus te berikken fan alle ynfallende ljocht, hoe konsekwinter de foarm, hoe krekter ljocht sil gedrage as it troch de lens giet.
Opticians spesifisearje macht flater yn termen fan weagen of franjes en mjitte it mei help fan in interferometer.It wurdt hifke op in moade fergelykber mei flatness, yn dat in bûgde oerflak wurdt fergelike mei in referinsje oerflak mei in tige kalibrearre kromningsradius.Mei it brûken fan itselde prinsipe fan ynterferinsje feroarsake troch de luchtgatten tusken de twa oerflakken, wurdt it patroan fan franjes fan de ynterferinsje brûkt om de ôfwiking fan it testflak fan it referinsjeoerflak te beskriuwen (figuer 11).In ôfwiking fan it referinsjestik sil in searje ringen meitsje, bekend as Newton's Rings.De mear ringen oanwêzich, hoe grutter de ôfwiking.It oantal tsjustere of ljochte ringen, net de som fan sawol ljocht as tsjuster, komt oerien mei twa kear it oantal flaterswellen.
figuer 11: Power flater hifke troch te fergelykjen mei in referinsje oerflak of mei help fan in interferometer
Power flater is relatearre oan de flater yn 'e kromteradius troch de folgjende fergeliking wêrby't ∆R de straalflater is, D de lensdiameter is, R de oerflakradius is, en λ de golflingte is (typysk 632.8nm):
Power Error [wellen of λ] = ∆R D²/8R²λ
Ofbylding 12: Power Flater oer Diamater vs Radius Flater yn it sintrum
Unregelmjittigens
Unregelmjittichheid hâldt rekken mei de lytse skaal fariaasjes op in optysk oerflak.Lykas macht wurdt it mjitten yn termen fan weagen as franjes en karakterisearre mei in interferometer.Konseptueel is it it maklikst om unregelmjittigens te tinken as in spesifikaasje dy't definiearret hoe unifoarm glêd in optysk oerflak moat wêze.Wylst de algemiene mjitten peaks en dellingen op in optysk oerflak yn ien gebiet heul konsekwint kinne wêze, kin in oare seksje fan 'e optyk in folle gruttere ôfwiking sjen litte.Yn sa'n gefal kin ljocht brutsen troch de lens oars gedrage ôfhinklik fan wêr't it wurdt brutsen troch de optyk.Unregelmjittichheid is dêrom in wichtige konsideraasje by it ûntwerpen fan linzen.De folgjende figuer lit sjen hoe't dit oerflak foarmje ôfwiking fan de perfekt bolfoarmige men kin wurde karakterisearre mei help fan in irregularity PV spesifikaasje.
figuer 13: irregularity PV Measurement
Unregelmjittichheid is in soarte fan oerflak accuracy spesifikaasje beskriuwt hoe't de foarm fan in oerflak ôfwykt fan de foarm fan in referinsje oerflak.It wurdt krigen fan deselde mjitting as macht.Regelmjittichheid ferwiist nei de sfericiteit fan 'e sirkelfoarmige franjes dy't wurde foarme út' e ferliking fan it testflak mei it referinsjeflak.As de krêft fan in oerflak mear is as 5 franjes, is it lestich om lytse ûnregelmjittichheden fan minder dan 1 franje te detektearjen.Dêrom is it gewoane praktyk om oerflakken te spesifisearjen mei in ferhâlding fan krêft oant ûnregelmjittichheid fan sawat 5:1.
figuer 14: Flatness vs Power vs irregularity
RMS Fersen PV Power en ûnregelmjittichheid
By it besprekken fan macht en ûnregelmjittichheid is it wichtich om de twa metoaden te ûnderskieden wêrmei't se kinne wurde definieare.De earste is in absolute wearde.Bygelyks, as in optyk wurdt definiearre as hawwende 1 wave irregularity, der kin net mear as 1 wave ferskil tusken it heechste en leechste punt op de optyske oerflak of peak-to-delling (PV).De twadde metoade is om de krêft of ûnregelmjittichheid oan te jaan as 1 wave RMS (root mean squared) as gemiddelde.Yn dizze ynterpretaasje, in optysk oerflak definiearre as 1 wave RMS irregular kin, yn feite, hawwe peaks en dellingen dy't mear as 1 wave, lykwols, by it ûndersiikjen fan it folsleine oerflak, de totale gemiddelde ûnregelmjittichheid moat falle binnen 1 wave.
Al mei al, RMS en PV binne beide metoaden foar it beskriuwen fan hoe goed de foarm fan in foarwerp oerienkomt mei syn ûntwurpen kromte, neamd respektivelik "oerflak figuer" en "oerflak rûchheid."Se wurde beide berekkene út deselde gegevens, lykas in interferometer mjitting, mar de betsjuttingen binne hiel oars.PV is goed yn it jaan fan in "worst-case-senario" foar it oerflak;RMS is in metoade foar it beskriuwen fan de gemiddelde ôfwiking fan it oerflak figuer út de winske of referinsje oerflak.RMS is goed foar it beskriuwen fan de totale oerflak fariaasje.D'r is gjin ienfâldige relaasje tusken PV en RMS.As algemiene regel is in RMS-wearde lykwols sawat 0,2 sa stringend as de net-gemiddelde wearde yn fergeliking njonken inoar, dws 0,1 wave irregular PV is lykweardich oan likernôch 0,5 wave RMS.
Oerflakte ôfwurking
Oerflak finish, ek bekend as oerflak rûchheid, mjit lytsskalige ûnregelmjittichheden op in oerflak.Se binne normaal in ûngelokkige byprodukt fan it polystproses en materiaaltype.Sels as de optyk as útsûnderlik glêd wurdt beskôge mei in bytsje ûnregelmjittichheid oer it oerflak, kin by ynspeksje fan tichtby in eigentlik mikroskopysk ûndersyk in protte fariaasje yn 'e oerflaktekstuer sjen litte.In goede analogy fan dit artefakt is om oerflakrûch te fergelykjen mei skuorpapiergrit.Wylst de moaiste grit grutte kin fiele glêd en regelmjittich oan 'e touch, it oerflak is eins gearstald út mikroskopyske piken en dellingen bepaald troch de fysike grutte fan it grit sels.Yn it gefal fan optyk kin de "grit" wurde tocht as mikroskopyske ûnregelmjittichheden yn 'e oerflaktekstuer feroarsake troch de kwaliteit fan' e polish.Rûge oerflakken hawwe de neiging om rapper te dragen as glêde oerflakken en binne miskien net geskikt foar guon tapassingen, benammen dy mei lasers of yntinsive waarmte, fanwege mooglike nukleaasjeplakken dy't kinne ferskine yn lytse skuorren of ûnfolsleinens.
Oars as krêft en ûnregelmjittingen, dy't wurde mjitten yn weagen as fraksjes fan in welle, wurdt oerflakruwheid, troch syn ekstreme close-up fokus op oerflaktekstuer, metten op 'e skaal fan angstroms en altyd yn termen fan RMS.Foar fergeliking duorret it tsien Angstrom om gelyk oan ien nanometer en 632,8 nanometer om gelyk te wêzen oan ien welle.
figuer 15: Surface Roughness RMS Measurement
| tabel 8: Manufacturing tolerânsjes foar Surface Finish | |
| Surface Roughness (RMS) | Kwaliteitsklasse |
| 50Å | Typysk |
| 20Å | Krektens |
| 5Å | Hege Precision |
Ferstjoerde Wavefront-flater
Transmitted wavefront error (TWE) wurdt brûkt om de prestaasjes fan optyske eleminten te kwalifisearjen as ljocht trochgiet.Oars as mjittingen fan oerflakfoarm, omfetsje oerdroegen golffrontmjittingen flaters fan it foar- en efterflak, wig en homogeniteit fan it materiaal.Dizze metrik fan algemiene prestaasjes biedt in better begryp fan 'e prestaasjes fan in optika yn 'e echte wrâld.
Wylst in protte optyske komponinten yndividueel wurde hifke foar oerflakfoarm as TWE-spesifikaasjes, binne dizze komponinten ûnûntkomber ynboud yn kompleksere optyske gearkomsten mei har eigen prestaasjeseasken.Yn guon applikaasjes is it akseptabel om te fertrouwe op mjittingen en tolerânsje fan komponinten om de definitive prestaasjes te foarsizzen, mar foar mear easken applikaasjes is it wichtich om de gearstalling as boud te mjitten.
TWE-mjittingen wurde brûkt om te befêstigjen dat in optysk systeem is boud nei spesifikaasje en sil funksjonearje lykas ferwachte.Derneist kinne TWE-mjittingen wurde brûkt om systemen aktyf út te rjochtsjen, assemblagetiid te ferminderjen, wylst jo soargje dat de ferwachte prestaasje wurdt berikt.
Paralight Optics omfettet state-of-the-art CNC grinders en polishers, sawol foar standert sfearyske foarmen, lykas asferyske en frije foarmkonturen.It brûken fan de avansearre metrology ynklusyf Zygo-interferometers, profilometers, TriOptics Opticentric, TriOptics OptiSpheric, ensfh. heechprestearjende optyk om te foldwaan oan de fereaske optyske spesifikaasjes fan 'e klanten.
Foar mear yngeande spesifikaasjes, besjoch asjebleaft ús katalogus optyk as featured produkten.
Post tiid: Apr-26-2023