सतही गुणवत्ता
किसी ऑप्टिकल सतह की सतह की गुणवत्ता उसके कॉस्मेटिक स्वरूप का वर्णन करती है और इसमें खरोंच और गड्ढे, या खुदाई जैसे दोष शामिल होते हैं।ज्यादातर मामलों में, ये सतह दोष पूरी तरह से कॉस्मेटिक होते हैं और सिस्टम के प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करते हैं, हालांकि, वे सिस्टम थ्रूपुट में थोड़ी हानि और बिखरी हुई रोशनी में थोड़ी वृद्धि का कारण बन सकते हैं।हालाँकि, कुछ सतहें, हालांकि, इन प्रभावों के प्रति अधिक संवेदनशील होती हैं जैसे: (1) छवि तल पर सतहें क्योंकि ये दोष फोकस में हैं और (2) सतहें जो उच्च शक्ति स्तर देखती हैं क्योंकि ये दोष ऊर्जा के अवशोषण और क्षति में वृद्धि का कारण बन सकते हैं ऑप्टिक.सतह की गुणवत्ता के लिए उपयोग किया जाने वाला सबसे आम विनिर्देश MIL-PRF-13830B द्वारा वर्णित स्क्रैच-डिग विनिर्देश है।खरोंच का पदनाम नियंत्रित प्रकाश स्थितियों के तहत सतह पर खरोंच की मानक खरोंच के एक सेट से तुलना करके निर्धारित किया जाता है।इसलिए स्क्रैच पदनाम स्वयं वास्तविक स्क्रैच का वर्णन नहीं करता है, बल्कि इसकी तुलना एमआईएल-स्पेक के अनुसार एक मानकीकृत स्क्रैच से करता है।हालाँकि, खुदाई पदनाम सीधे तौर पर खुदाई, या सतह में छोटे गड्ढे से संबंधित है।डिग पदनाम की गणना डिग के व्यास को 10 से विभाजित माइक्रोन में की जाती है। 80-50 के स्क्रैच-डिग विनिर्देशों को आमतौर पर मानक गुणवत्ता, 60-40 परिशुद्धता गुणवत्ता और 20-10 उच्च परिशुद्धता गुणवत्ता माना जाता है।
| तालिका 6: सतह की गुणवत्ता के लिए विनिर्माण सहनशीलता | |
| सतह की गुणवत्ता (स्क्रैच-डिग) | गुणवत्ता ग्रेड |
| 80-50 | ठेठ |
| 60-40 | शुद्धता |
| 40-20 | उच्चा परिशुद्धि |
सतह की समतलता
सतह की समतलता एक प्रकार की सतह सटीकता विशिष्टता है जो दर्पण, खिड़की, प्रिज्म या प्लेनो-लेंस जैसी सपाट सतह के विचलन को मापती है।इस विचलन को एक ऑप्टिकल फ्लैट का उपयोग करके मापा जा सकता है, जो एक उच्च गुणवत्ता, अत्यधिक सटीक फ्लैट संदर्भ सतह है जिसका उपयोग परीक्षण टुकड़े की सपाटता की तुलना करने के लिए किया जाता है।जब परीक्षण ऑप्टिक की सपाट सतह को ऑप्टिकल फ्लैट के सामने रखा जाता है, तो फ्रिंज दिखाई देते हैं जिनका आकार निरीक्षण के तहत ऑप्टिक की सतह की समतलता को निर्धारित करता है।यदि फ्रिंज समान दूरी पर, सीधे और समानांतर हैं, तो परीक्षण के तहत ऑप्टिकल सतह कम से कम संदर्भ ऑप्टिकल फ्लैट जितनी सपाट है।यदि फ्रिंज घुमावदार हैं, तो दो काल्पनिक रेखाओं के बीच फ्रिंज की संख्या, एक फ्रिंज के केंद्र की स्पर्शरेखा और एक उसी फ्रिंज के सिरों के माध्यम से, समतलता त्रुटि को दर्शाती है।समतलता में विचलन को अक्सर तरंगों (λ) के मूल्यों में मापा जाता है, जो परीक्षण स्रोत की तरंग दैर्ध्य के गुणक होते हैं।एक फ्रिंज एक तरंग के ½ से मेल खाती है, यानी, 1 λ 2 फ्रिंज के बराबर है।
| तालिका 7: समतलता के लिए विनिर्माण सहनशीलता | |
| समतलता | गुणवत्ता ग्रेड |
| 1λ | ठेठ |
| λ/4 | शुद्धता |
| λ/10 | उच्चा परिशुद्धि |
शक्ति
पावर एक प्रकार की सतह सटीकता विशिष्टता है, जो घुमावदार ऑप्टिकल सतहों, या पावर वाली सतहों पर लागू होती है।यह एक ऑप्टिक की सतह पर वक्रता का माप है और वक्रता की त्रिज्या से भिन्न होता है क्योंकि यह लेंस के गोलाकार आकार में सूक्ष्म पैमाने के विचलन पर लागू होता है।उदाहरण के लिए, विचार करें कि वक्रता सहिष्णुता की त्रिज्या को 100 +/-0.1 मिमी के रूप में परिभाषित किया गया है, एक बार जब यह त्रिज्या उत्पन्न होती है, पॉलिश की जाती है और मापी जाती है, तो हम इसकी वास्तविक वक्रता 99.95 मिमी पाते हैं जो निर्दिष्ट यांत्रिक सहिष्णुता के भीतर आती है।इस मामले में, हम जानते हैं कि फोकल लंबाई भी सही है क्योंकि हमने सही गोलाकार आकार प्राप्त कर लिया है।लेकिन सिर्फ इसलिए कि त्रिज्या और फोकल लंबाई सही है, इसका मतलब यह नहीं है कि लेंस डिज़ाइन के अनुसार काम करेगा।इसलिए केवल वक्रता की त्रिज्या को परिभाषित करना ही पर्याप्त नहीं है, बल्कि वक्रता की स्थिरता को भी परिभाषित करना है - और शक्ति को ठीक इसी को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।ऊपर उल्लिखित उसी 99.95 मिमी त्रिज्या का फिर से उपयोग करते हुए, एक ऑप्टिशियन शक्ति को ≤ 1 λ तक सीमित करके अपवर्तित प्रकाश की सटीकता को और नियंत्रित करना चाह सकता है।इसका मतलब यह है कि पूरे व्यास में, गोलाकार आकृति की स्थिरता में 632.8nm (1λ = 632.8nm) से अधिक कोई विचलन नहीं हो सकता है।सतह के रूप में नियंत्रण के इस अधिक कड़े स्तर को जोड़ने से यह सुनिश्चित करने में सहायता मिलती है कि लेंस के एक तरफ की प्रकाश किरणें दूसरी तरफ की तुलना में अलग तरह से अपवर्तित नहीं होती हैं।चूँकि लक्ष्य सभी आपतित प्रकाश का सटीक फोकस प्राप्त करना हो सकता है, आकार जितना अधिक सुसंगत होगा, लेंस से गुजरते समय प्रकाश उतना ही अधिक सटीक व्यवहार करेगा।
ऑप्टिशियंस तरंगों या फ्रिंजों के संदर्भ में पावर त्रुटि निर्दिष्ट करते हैं और इंटरफेरोमीटर का उपयोग करके इसे मापते हैं।इसका परीक्षण समतलता के समान तरीके से किया जाता है, जिसमें एक घुमावदार सतह की तुलना अत्यधिक कैलिब्रेटेड वक्रता त्रिज्या वाली संदर्भ सतह से की जाती है।दो सतहों के बीच वायु अंतराल के कारण होने वाले हस्तक्षेप के समान सिद्धांत का उपयोग करते हुए, संदर्भ सतह से परीक्षण सतह के विचलन का वर्णन करने के लिए फ्रिंज के हस्तक्षेप पैटर्न का उपयोग किया जाता है (चित्रा 11)।संदर्भ टुकड़े से विचलन छल्लों की एक श्रृंखला बनाएगा, जिसे न्यूटन के छल्ले के रूप में जाना जाता है।जितने अधिक वलय मौजूद होंगे, विचलन उतना ही बड़ा होगा।अंधेरे या हल्के छल्लों की संख्या, प्रकाश और अंधेरे दोनों का योग नहीं, त्रुटि की तरंगों की संख्या से दोगुनी है।
चित्र 11: संदर्भ सतह से तुलना करके या इंटरफेरोमीटर का उपयोग करके पावर त्रुटि का परीक्षण किया गया
पावर त्रुटि निम्नलिखित समीकरण द्वारा वक्रता त्रिज्या में त्रुटि से संबंधित है जहां ∆R त्रिज्या त्रुटि है, D लेंस व्यास है, R सतह त्रिज्या है, और λ तरंग दैर्ध्य है (आमतौर पर 632.8nm):
पावर त्रुटि [तरंगें या λ] = ∆R D²/8R²λ
चित्र 12: केंद्र में डायमीटर बनाम त्रिज्या त्रुटि पर पावर त्रुटि
अनियमितता
अनियमितता एक ऑप्टिकल सतह पर छोटे पैमाने पर बदलाव को ध्यान में रखती है।शक्ति की तरह, इसे तरंगों या फ्रिन्ज के रूप में मापा जाता है और एक इंटरफेरोमीटर का उपयोग करके इसकी विशेषता बताई जाती है।वैचारिक रूप से, अनियमितता को एक विनिर्देश के रूप में सोचना सबसे आसान है जो परिभाषित करता है कि एक ऑप्टिकल सतह कितनी समान रूप से चिकनी होनी चाहिए।जबकि एक ऑप्टिकल सतह पर समग्र रूप से मापी गई चोटियाँ और घाटियाँ एक क्षेत्र में बहुत सुसंगत हो सकती हैं, ऑप्टिक का एक अलग खंड बहुत बड़ा विचलन प्रदर्शित कर सकता है।ऐसे मामले में, लेंस द्वारा अपवर्तित प्रकाश अलग-अलग व्यवहार कर सकता है, यह इस पर निर्भर करता है कि यह ऑप्टिक द्वारा कहां अपवर्तित होता है।इसलिए लेंस डिज़ाइन करते समय अनियमितता एक महत्वपूर्ण विचार है।निम्नलिखित चित्र से पता चलता है कि कैसे इस सतह के पूर्ण गोलाकार से विचलन को एक अनियमितता पीवी विनिर्देश का उपयोग करके चित्रित किया जा सकता है।
चित्र 13: अनियमितता पीवी मापन
अनियमितता एक प्रकार की सतह सटीकता विशिष्टता है जो बताती है कि सतह का आकार संदर्भ सतह के आकार से कैसे विचलित होता है।इसे शक्ति के समान माप से प्राप्त किया जाता है।नियमितता वृत्ताकार फ्रिजों की गोलाकारता को संदर्भित करती है जो परीक्षण सतह की संदर्भ सतह से तुलना से बनती है।जब किसी सतह की शक्ति 5 फ्रिंज से अधिक होती है, तो 1 फ्रिंज से कम की छोटी अनियमितताओं का पता लगाना मुश्किल होता है।इसलिए लगभग 5:1 की शक्ति और अनियमितता के अनुपात वाली सतहों को निर्दिष्ट करना आम बात है।
चित्र 14: सपाटता बनाम शक्ति बनाम अनियमितता
आरएमएस वर्सेज पीवी पावर और अनियमितता
शक्ति और अनियमितता पर चर्चा करते समय, उन दो तरीकों को समझना महत्वपूर्ण है जिनके द्वारा उन्हें परिभाषित किया जा सकता है।पहला एक निरपेक्ष मान है.उदाहरण के लिए, यदि किसी ऑप्टिक को 1 तरंग अनियमितता के रूप में परिभाषित किया गया है, तो ऑप्टिकल सतह या पीक-टू-वैली (पीवी) पर उच्चतम और निम्नतम बिंदु के बीच 1 तरंग अंतर से अधिक नहीं हो सकता है।दूसरी विधि शक्ति या अनियमितता को 1 तरंग आरएमएस (मूल माध्य वर्ग) या औसत के रूप में निर्दिष्ट करना है।इस व्याख्या में, 1 तरंग आरएमएस अनियमित के रूप में परिभाषित एक ऑप्टिकल सतह में वास्तव में चोटियां और घाटियां 1 तरंग से अधिक हो सकती हैं, हालांकि, पूर्ण सतह की जांच करते समय, समग्र औसत अनियमितता 1 तरंग के भीतर आनी चाहिए।
कुल मिलाकर, आरएमएस और पीवी दोनों यह बताने के तरीके हैं कि किसी वस्तु का आकार उसकी डिज़ाइन की गई वक्रता से कितनी अच्छी तरह मेल खाता है, जिसे क्रमशः "सतह आकृति" और "सतह खुरदरापन" कहा जाता है।इन दोनों की गणना एक ही डेटा से की जाती है, जैसे इंटरफेरोमीटर माप, लेकिन अर्थ काफी अलग हैं।पीवी सतह के लिए "सबसे खराब स्थिति" देने में अच्छा है;आरएमएस वांछित या संदर्भ सतह से सतह आकृति के औसत विचलन का वर्णन करने की एक विधि है।आरएमएस समग्र सतह भिन्नता का वर्णन करने के लिए अच्छा है।पीवी और आरएमएस के बीच कोई साधारण संबंध नहीं है।हालाँकि, एक सामान्य नियम के रूप में, जब साथ-साथ तुलना की जाती है, तो एक आरएमएस मान गैर-औसत मान के बराबर लगभग 0.2 होता है, यानी 0.1 तरंग अनियमित पीवी लगभग 0.5 तरंग आरएमएस के बराबर होता है।
सतह खत्म
सतह फिनिश, जिसे सतह खुरदरापन भी कहा जाता है, सतह पर छोटे पैमाने पर अनियमितताओं को मापता है।वे आम तौर पर पॉलिशिंग प्रक्रिया और सामग्री प्रकार का एक दुर्भाग्यपूर्ण उप-उत्पाद होते हैं।भले ही ऑप्टिक को सतह पर थोड़ी अनियमितता के साथ असाधारण रूप से चिकना माना जाता है, क्लोज़-अप निरीक्षण पर, वास्तविक सूक्ष्म परीक्षण से सतह की बनावट में काफी भिन्नता दिखाई दे सकती है।इस कलाकृति का एक अच्छा सादृश्य सतह के खुरदरेपन की तुलना सैंडपेपर ग्रिट से करना है।जबकि बेहतरीन ग्रिट का आकार स्पर्श करने पर चिकना और नियमित लग सकता है, सतह वास्तव में ग्रिट के भौतिक आकार द्वारा निर्धारित सूक्ष्म चोटियों और घाटियों से बनी होती है।प्रकाशिकी के मामले में, "ग्रिट" को पॉलिश की गुणवत्ता के कारण सतह की बनावट में सूक्ष्म अनियमितताओं के रूप में माना जा सकता है।खुरदरी सतहें चिकनी सतहों की तुलना में तेजी से घिसती हैं और कुछ अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं हो सकती हैं, विशेष रूप से लेजर या तीव्र गर्मी वाले अनुप्रयोगों के लिए, संभावित न्यूक्लियेशन साइटों के कारण जो छोटी दरारें या खामियों में दिखाई दे सकती हैं।
शक्ति और अनियमितता के विपरीत, जिसे तरंगों या तरंग के अंशों में मापा जाता है, सतह खुरदरापन, सतह की बनावट पर अत्यधिक क्लोज़-अप फोकस के कारण, एंगस्ट्रॉम के पैमाने पर और हमेशा आरएमएस के संदर्भ में मापा जाता है।तुलना के लिए, एक नैनोमीटर के बराबर दस एंगस्ट्रॉम और एक तरंग के बराबर 632.8 नैनोमीटर लगते हैं।
चित्र 15: सतह खुरदरापन आरएमएस माप
| तालिका 8: सतही फिनिश के लिए विनिर्माण सहनशीलता | |
| सतही खुरदरापन (आरएमएस) | गुणवत्ता ग्रेड |
| 50Å | ठेठ |
| 20Å | शुद्धता |
| 5Å | उच्चा परिशुद्धि |
प्रेषित वेवफ्रंट त्रुटि
ट्रांसमिटेड वेवफ्रंट एरर (TWE) का उपयोग प्रकाश के गुजरने पर ऑप्टिकल तत्वों के प्रदर्शन को योग्य बनाने के लिए किया जाता है।सतह के आकार के माप के विपरीत, संचरित वेवफ्रंट माप में सामने और पीछे की सतह, पच्चर और सामग्री की एकरूपता से त्रुटियां शामिल होती हैं।समग्र प्रदर्शन का यह मीट्रिक किसी ऑप्टिक के वास्तविक दुनिया के प्रदर्शन को बेहतर ढंग से समझने की पेशकश करता है।
जबकि कई ऑप्टिकल घटकों को सतह के रूप या टीडब्ल्यूई विनिर्देशों के लिए व्यक्तिगत रूप से परीक्षण किया जाता है, इन घटकों को अनिवार्य रूप से अपनी स्वयं की प्रदर्शन आवश्यकताओं के साथ अधिक जटिल ऑप्टिकल असेंबली में बनाया जाता है।कुछ अनुप्रयोगों में अंतिम प्रदर्शन की भविष्यवाणी करने के लिए घटक माप और सहनशीलता पर भरोसा करना स्वीकार्य है, लेकिन अधिक मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए निर्मित असेंबली को मापना महत्वपूर्ण है।
TWE माप का उपयोग यह पुष्टि करने के लिए किया जाता है कि एक ऑप्टिकल सिस्टम विनिर्देश के अनुसार बनाया गया है और अपेक्षा के अनुरूप कार्य करेगा।इसके अतिरिक्त, TWE माप का उपयोग सिस्टम को सक्रिय रूप से संरेखित करने, असेंबली समय को कम करने और अपेक्षित प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए किया जा सकता है।
पैरालाइट ऑप्टिक्स में मानक गोलाकार आकृतियों के साथ-साथ एस्फेरिक और फ्री-फॉर्म आकृति दोनों के लिए अत्याधुनिक सीएनसी ग्राइंडर और पॉलिशर्स शामिल हैं।इन-प्रोसेस मेट्रोलॉजी और अंतिम निरीक्षण दोनों के लिए जाइगो इंटरफेरोमीटर, प्रोफिलोमीटर, ट्राइऑप्टिक्स ऑप्टिसेंट्रिक, ट्राइऑप्टिक्स ऑप्टिस्फेरिक इत्यादि सहित उन्नत मेट्रोलॉजी को नियोजित करना, साथ ही ऑप्टिकल फैब्रिकेशन और कोटिंग में हमारे वर्षों का अनुभव हमें कुछ सबसे जटिल और से निपटने की अनुमति देता है। ग्राहकों से आवश्यक ऑप्टिकल विनिर्देश को पूरा करने के लिए उच्च प्रदर्शन वाले ऑप्टिक्स।
अधिक गहन विशिष्टता के लिए, कृपया हमारे कैटलॉग ऑप्टिक्स या चुनिंदा उत्पाद देखें।
पोस्ट करने का समय: अप्रैल-26-2023