ઓપ્ટિકલ તત્વોના ઉપસપાટીનું નુકસાન

સબસર્ફેસ ડેમેજ રેન્ડરીંગ

2 સબસર્ફેસ નુકસાન માપન પદ્ધતિઓ

સબ-સપાટી નુકસાનને અવગણી શકાતું ન હોવાથી, તેને ઓપ્ટિકલ કમ્પોનન્ટ ઉત્પાદકો દ્વારા અસરકારક રીતે નિયંત્રિત કરવું આવશ્યક છે. તેને અસરકારક રીતે નિયંત્રિત કરવા માટે, ઘટકની સપાટી પરની સપાટીના નુકસાનના કદને ચોક્કસ રીતે ઓળખવા અને શોધવા માટે જરૂરી છે, છેલ્લી સદીના પ્રારંભિક ભાગથી, લોકોએ કદને માપવા અને મૂલ્યાંકન કરવા માટે વિવિધ પદ્ધતિઓ વિકસાવી છે. ઓપ્ટિકલ ઘટક પરના પ્રભાવની ડિગ્રીના મોડ અનુસાર ઘટકના સબસર્ફેસ ડેમેજના આધારે, તેને બે કેટેગરીમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: વિનાશક માપન અને બિન-વિનાશક માપન (બિન-વિનાશક પરીક્ષણ).

વિનાશક માપન પદ્ધતિ, જેમ કે નામ સૂચવે છે, ઓપ્ટિકલ તત્વની સપાટીની રચનામાં ફેરફાર કરવાની જરૂર છે, જેથી અવલોકન કરવું સરળ ન હોય તેવા પેટા-સપાટીના નુકસાનને જાહેર કરી શકાય, અને પછી અવલોકન કરવા માટે માઇક્રોસ્કોપ અને અન્ય સાધનોનો ઉપયોગ કરો. માપન પદ્ધતિ, આ પદ્ધતિ સામાન્ય રીતે સમય માંગી લેતી હોય છે, પરંતુ તેના માપન પરિણામો વિશ્વસનીય અને સચોટ હોય છે. બિન-વિનાશક માપન પદ્ધતિઓ, જે ઘટકોની સપાટીને વધારાનું નુકસાન પહોંચાડતી નથી, પ્રકાશ, ધ્વનિ અથવા અન્ય ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોનો ઉપયોગ સબસર્ફેસ ડેમેજ લેયરને શોધવા માટે કરે છે, અને સ્તરના કદનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે તેઓ સ્તરમાં થતા મિલકત ફેરફારોની માત્રાનો ઉપયોગ કરે છે. SSD, આવી પદ્ધતિઓ પ્રમાણમાં અનુકૂળ અને ઝડપી હોય છે, પરંતુ સામાન્ય રીતે ગુણાત્મક અવલોકન હોય છે. આ વર્ગીકરણ મુજબ, પેટા-સપાટીના નુકસાન માટે વર્તમાન શોધ પદ્ધતિઓ નીચેની આકૃતિમાં બતાવવામાં આવી છે:

સબસર્ફેસ ડેમેજ ડિટેક્શન પદ્ધતિઓનું વર્ગીકરણ અને સારાંશ

આ માપન પદ્ધતિઓનું સંક્ષિપ્ત વર્ણન નીચે મુજબ છે:

A. વિનાશક પદ્ધતિઓ

a) પોલિશિંગ પદ્ધતિ

મેગ્નેટોરિયોલોજિકલ પોલિશિંગના દેખાવ પહેલા, ઓપ્ટિકલ કામદારો સામાન્ય રીતે ઓપ્ટિકલ ઘટકોના પેટા-સપાટીના નુકસાનનું વિશ્લેષણ કરવા માટે ટેપર પોલિશિંગનો ઉપયોગ કરતા હતા, એટલે કે, ત્રાંસી આંતરિક સપાટી બનાવવા માટે ઓપ્ટિકલ સપાટીને ત્રાંસી કોણ સાથે કાપીને, અને પછી ત્રાંસી સપાટીને પોલિશ કરતા હતા. સામાન્ય રીતે એવું માનવામાં આવે છે કે પોલિશિંગ મૂળ પેટા-સપાટીના નુકસાનને વધારે નહીં. એસએસડી સ્તરની તિરાડો વધુ સ્પષ્ટ રીતે રાસાયણિક રીએજન્ટ્સ સાથે નિમજ્જન કાટ દ્વારા પ્રગટ થશે. પેટા-સપાટી નુકસાન સ્તરની ઊંડાઈ, લંબાઈ અને અન્ય માહિતી નિમજ્જન પછી ઝોકવાળી સપાટીના ઓપ્ટિકલ અવલોકન દ્વારા માપી શકાય છે. પાછળથી, વૈજ્ઞાનિકોએ બોલ ડિમ્પલિંગ પદ્ધતિ (બોલ ડિમ્પલિંગ)ની શોધ કરી, જે ગોળાકાર પોલિશિંગ ટૂલનો ઉપયોગ કરીને સપાટીને પોલિશ કરવા માટે પીસ્યા પછી, ખાડો બહાર ફેંકી દે છે, ખાડાની ઊંડાઈ શક્ય તેટલી ઊંડી હોવી જરૂરી છે, જેથી વિશ્લેષણ કરી શકાય. ખાડાની બાજુની મૂળ સપાટીની સપાટીના નુકસાનની માહિતી મેળવી શકે છે.

ઓપ્ટિકલ તત્વોના સબસર્ફેસ નુકસાનને શોધવા માટેની સામાન્ય પદ્ધતિઓ

મેગ્નેટોરિયોલોજિકલ પોલિશિંગ (MRF) એ એક તકનીક છે જે ઓપ્ટિકલ ઘટકોને પોલિશ કરવા માટે ચુંબકીય પ્રવાહી પટ્ટીનો ઉપયોગ કરે છે, જે પરંપરાગત ડામર/પોલીયુરેથીન પોલિશિંગથી અલગ છે. પરંપરાગત પોલિશિંગ પદ્ધતિમાં, પોલિશિંગ ટૂલ સામાન્ય રીતે ઓપ્ટિકલ સપાટી પર મોટા સામાન્ય બળનો ઉપયોગ કરે છે, જ્યારે મિસ્ટર પોલિશિંગ સ્પર્શક દિશામાં ઓપ્ટિકલ સપાટીને દૂર કરે છે, તેથી મિસ્ટર પોલિશિંગ ઓપ્ટિકલ સપાટીની મૂળ સબ-સપાટી નુકસાન લાક્ષણિકતાઓને બદલતું નથી. તેથી, મિસ્ટર પોલિશિંગનો ઉપયોગ ઓપ્ટિકલ સપાટી પર ગ્રુવને પોલિશ કરવા માટે કરી શકાય છે. પછી મૂળ ઓપ્ટિકલ સપાટીના સબસર્ફેસ નુકસાનના કદનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે પોલિશિંગ વિસ્તારનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે.

a) બ્લોક ગ્લુઇંગ પદ્ધતિ

આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ પેટા-સપાટીના નુકસાનને ચકાસવા માટે પણ કરવામાં આવ્યો છે. વાસ્તવમાં, સમાન આકાર અને સામગ્રી સાથે ચોરસ નમૂના પસંદ કરો, નમૂનાની બે સપાટીને પોલિશ કરો, અને પછી નમૂનાની બે પોલિશ્ડ સપાટીને એકસાથે ગુંદર કરવા માટે એડહેસિવનો ઉપયોગ કરો, અને પછી બંને નમૂનાઓની બાજુઓને એકસાથે ગ્રાઇન્ડ કરો. સમય ગ્રાઇન્ડીંગ પછી, રાસાયણિક રીએજન્ટ્સનો ઉપયોગ બે ચોરસ નમૂનાઓને અલગ કરવા માટે થાય છે. માઈક્રોસ્કોપ વડે વિભાજિત પોલિશ્ડ સપાટીનું અવલોકન કરીને ગ્રાઇન્ડીંગ સ્ટેજને કારણે સબસરફેસના નુકસાનનું કદ મૂલ્યાંકન કરી શકાય છે. પદ્ધતિની પ્રક્રિયા યોજનાકીય રેખાકૃતિ નીચે મુજબ છે:

બ્લોક એડહેસિવ પદ્ધતિ દ્વારા સબસર્ફેસ ડેમેજ ડિટેક્શનનું સ્કીમેટિક ડાયાગ્રામ

આ પદ્ધતિમાં અમુક મર્યાદાઓ છે. કારણ કે ત્યાં એક ચીકણું સપાટી છે, સ્ટીકી સપાટીની સ્થિતિ ગ્રાઇન્ડીંગ પછી સામગ્રીની અંદરની સપાટીના વાસ્તવિક નુકસાનને સંપૂર્ણપણે પ્રતિબિંબિત કરી શકતી નથી, તેથી માપન પરિણામો માત્ર ચોક્કસ હદ સુધી SSD પરિસ્થિતિને પ્રતિબિંબિત કરી શકે છે.

a) કેમિકલ એચીંગ

ઓપ્ટિકલ સપાટીના ક્ષતિગ્રસ્ત સ્તરને દૂર કરવા માટે પદ્ધતિ યોગ્ય રાસાયણિક એજન્ટોનો ઉપયોગ કરે છે. ધોવાણ પ્રક્રિયા પૂર્ણ થયા પછી, સપાટીના આકાર અને ઘટકની સપાટીની ખરબચડી અને ધોવાણ દરના અનુક્રમણિકા ફેરફાર દ્વારા ઉપસપાટીના નુકસાનનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા રાસાયણિક રીએજન્ટ્સ હાઇડ્રોફ્લોરિક એસિડ (HF), એમોનિયમ હાઇડ્રોજન ફ્લોરાઇડ (NH4HF) અને અન્ય કાટરોધક એજન્ટો છે.

b) ક્રોસ સેક્શન પદ્ધતિ

નમૂનાનું વિચ્છેદન કરવામાં આવે છે અને સ્કેનીંગ ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપનો ઉપયોગ સપાટીના નુકસાનનું સીધું નિરીક્ષણ કરવા માટે થાય છે.

c) ડાય ગર્ભાધાન પદ્ધતિ

કારણ કે ગ્રાઉન્ડ ઓપ્ટિકલ તત્વના સપાટીના સ્તરમાં મોટી સંખ્યામાં માઇક્રોક્રેક્સ હોય છે, રંગો કે જે ઓપ્ટિકલ સબસ્ટ્રેટ સાથે કલર કોન્ટ્રાસ્ટ બનાવી શકે છે અથવા સબસ્ટ્રેટ સાથે કોન્ટ્રાસ્ટ સામગ્રીમાં દબાવી શકાય છે. જો સબસ્ટ્રેટમાં શ્યામ સામગ્રી હોય, તો ફ્લોરોસન્ટ રંગોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. પેટા-સપાટી નુકસાન પછી સરળતાથી ઓપ્ટિકલી અથવા ઇલેક્ટ્રોનિક રીતે તપાસી શકાય છે. કારણ કે તિરાડો સામાન્ય રીતે ખૂબ જ ઝીણી અને સામગ્રીની અંદર હોય છે, જ્યારે ડાઈના ઘૂંસપેંઠની ઘૂંસપેંઠ ઊંડાઈ પૂરતી ન હોય, ત્યારે તે માઇક્રોક્રેકની સાચી ઊંડાઈને રજૂ કરી શકતી નથી. તિરાડની ઊંડાઈ શક્ય તેટલી સચોટ રીતે મેળવવા માટે, રંગોને ગર્ભિત કરવા માટે ઘણી પદ્ધતિઓ સૂચવવામાં આવી છે: યાંત્રિક પ્રીપ્રેસિંગ અને કોલ્ડ આઇસોસ્ટેટિક પ્રેસિંગ, અને ખૂબ ઓછી સાંદ્રતામાં રંગના નિશાન શોધવા માટે ઇલેક્ટ્રોન પ્રોબ માઇક્રોએનાલિસિસ (EPMA) નો ઉપયોગ.

બી, બિન-વિનાશક પદ્ધતિઓ

એ) અંદાજ પદ્ધતિ

અંદાજ પદ્ધતિ મુખ્યત્વે ઘર્ષક સામગ્રીના કણોના કદના કદ અને ઘટકની સપાટીની રફનેસના કદ અનુસાર પેટા-સપાટીના નુકસાનની ઊંડાઈનો અંદાજ કાઢે છે. સંશોધકો ઘર્ષક સામગ્રીના કણોના કદ અને પેટા-સપાટીના નુકસાનની ઊંડાઈ, તેમજ ઘટકની સપાટીની ખરબચડીના કદ અને પેટા-સપાટીના કદ વચ્ચેના મેચિંગ ટેબલ વચ્ચે અનુરૂપ સંબંધ સ્થાપિત કરવા માટે મોટી સંખ્યામાં પરીક્ષણોનો ઉપયોગ કરે છે. સપાટીને નુકસાન. તેમના પત્રવ્યવહારનો ઉપયોગ કરીને વર્તમાન ઘટકની સપાટીની સપાટીના નુકસાનનો અંદાજ લગાવી શકાય છે.

b) ઓપ્ટિકલ કોહેરેન્સ ટોમોગ્રાફી (OCT)

ઓપ્ટિકલ કોહેરેન્સ ટોમોગ્રાફી, જેનો મૂળ સિદ્ધાંત માઈકલસન હસ્તક્ષેપ છે, તે પ્રકાશના બે બીમના હસ્તક્ષેપ સંકેતો દ્વારા માપેલી માહિતીનું મૂલ્યાંકન કરે છે. આ ટેકનિકનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે જૈવિક પેશીઓનું અવલોકન કરવા અને પેશીના પેટાળની રચનાની ક્રોસ-વિભાગીય ટોમોગ્રાફી આપવા માટે થાય છે. જ્યારે ઓપ્ટિકલ સપાટીના સબસરફેસ ડેમેજનું નિરીક્ષણ કરવા માટે OCT ટેકનિકનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે વાસ્તવિક તિરાડની ઊંડાઈ મેળવવા માટે માપેલા નમૂનાના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ પેરામીટરને ધ્યાનમાં લેવું આવશ્યક છે. પદ્ધતિ 20μm કરતાં વધુ સારી ઊભી રીઝોલ્યુશન સાથે 500μm ની ઊંડાઈએ ખામીઓ શોધી શકે છે. જો કે, જ્યારે તેનો ઉપયોગ ઓપ્ટિકલ સામગ્રીના SSD શોધ માટે કરવામાં આવે છે, ત્યારે SSD સ્તરમાંથી પ્રતિબિંબિત થતો પ્રકાશ પ્રમાણમાં નબળો હોય છે, તેથી તેમાં હસ્તક્ષેપ બનાવવો મુશ્કેલ છે. વધુમાં, સરફેસ સ્કેટરિંગ પણ માપના પરિણામોને અસર કરશે અને માપનની ચોકસાઈમાં સુધારો કરવાની જરૂર છે.

c) લેસર સ્કેટરિંગ પદ્ધતિ

ફોટોમેટ્રિક સપાટી પર લેસર ઇરેડિયેશન, લેસરના સ્કેટરિંગ પ્રોપર્ટીઝનો ઉપયોગ કરીને સપાટીના નુકસાનના કદનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે, પણ વ્યાપકપણે અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. સામાન્યમાં ટોટલ ઈન્ટરનલ રીફેક્શન માઈક્રોસ્કોપી (TIRM), કોન્ફોકલ લેસર સ્કેનીંગ માઈક્રોસ્કોપી (CLSM), અને આંતરછેદ પોલરાઈઝેશન કોન્ફોકલ માઈક્રોસ્કોપી (CPCM) નો સમાવેશ થાય છે. ક્રોસ-પોલરાઇઝેશન કોન્ફોકલ માઇક્રોસ્કોપી, વગેરે.

d) એકોસ્ટિક માઇક્રોસ્કોપ સ્કેન કરી રહ્યું છે

સ્કેનિંગ એકોસ્ટિક માઇક્રોસ્કોપી (SAM), અલ્ટ્રાસોનિક ડિટેક્શન પદ્ધતિ તરીકે, એક બિન-વિનાશક પરીક્ષણ પદ્ધતિ છે જેનો ઉપયોગ આંતરિક ખામીઓ શોધવા માટે વ્યાપકપણે થાય છે. આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે સરળ સપાટીવાળા નમૂનાઓને માપવા માટે થાય છે. જ્યારે નમૂનાની સપાટી ખૂબ જ ખરબચડી હોય છે, ત્યારે સપાટીના વિખરાયેલા તરંગોના પ્રભાવને કારણે માપનની ચોકસાઈમાં ઘટાડો થશે.

3 ઉપસપાટી નુકસાન નિયંત્રણ પદ્ધતિઓ

ઓપ્ટિકલ ઘટકોના સબસર્ફેસ નુકસાનને અસરકારક રીતે નિયંત્રિત કરવું અને SSDSને સંપૂર્ણપણે દૂર કરતા ઘટકો મેળવવાનું અમારું અંતિમ લક્ષ્ય છે. સામાન્ય સંજોગોમાં, પેટા-સપાટીના નુકસાનની ઊંડાઈ ઘર્ષક કણોના કદના પ્રમાણસર હોય છે, ઘર્ષકના કણોનું કદ જેટલું નાનું હોય છે, પેટા-સપાટીને નુકસાન જેટલું ઓછું હોય છે, તેથી, ગ્રાઇન્ડીંગની ગ્રેન્યુલારિટી ઘટાડીને, અને સંપૂર્ણ રીતે ગ્રાઇન્ડીંગ, તમે પેટા-સપાટીના નુકસાનની ડિગ્રીને અસરકારક રીતે સુધારી શકો છો. તબક્કામાં પેટા-સપાટી નુકસાન નિયંત્રણની પ્રક્રિયા રેખાકૃતિ નીચેની આકૃતિમાં બતાવવામાં આવી છે:

ઉપસપાટીના નુકસાનને તબક્કાવાર નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે
ગ્રાઇન્ડીંગનો પ્રથમ તબક્કો ખાલી સપાટી પરના ઉપસપાટીના નુકસાનને સંપૂર્ણપણે દૂર કરશે અને આ તબક્કામાં નવી ઉપસપાટીનું નિર્માણ કરશે, અને પછી ગ્રાઇન્ડીંગના બીજા તબક્કામાં, પ્રથમ તબક્કામાં ઉત્પન્ન થયેલ SSD ને દૂર કરવું અને નવી સપાટીને નુકસાન ઉત્પન્ન કરવું જરૂરી છે. ફરીથી, બદલામાં પ્રક્રિયા કરો, અને ઘર્ષકના કણોના કદ અને શુદ્ધતાને નિયંત્રિત કરો, અને અંતે અપેક્ષિત ઓપ્ટિકલ સપાટી મેળવો. આ પણ પ્રોસેસિંગ વ્યૂહરચના છે જે ઓપ્ટિકલ મેન્યુફેક્ચરિંગ સેંકડો વર્ષોથી અનુસરે છે.

વધુમાં, ગ્રાઇન્ડીંગ પ્રક્રિયા પછી, ઘટકની સપાટીને અથાણું કરવું અસરકારક રીતે પેટા-સપાટીના નુકસાનને દૂર કરી શકે છે, જેનાથી સપાટીની ગુણવત્તામાં સુધારો થાય છે અને પ્રક્રિયા કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થાય છે.

સંપર્ક:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
ફોન/વોટ્સએપ/વેચેટ:86 19013265659
વેબ:www.pliroptics.com

ઉમેરો:બિલ્ડીંગ 1, નંબર 1558, ઇન્ટેલિજન્સ રોડ, કિંગબાઇજીઆંગ, ચેંગડુ, સિચુઆન, ચીન