Yfirborðsgæði
Yfirborðsgæði sjónflöts lýsa snyrtilegu útliti þess og fela í sér galla eins og rispur og gryfjur eða grafir.Í flestum tilfellum eru þessir yfirborðsgallar eingöngu snyrtivörur og hafa ekki marktæk áhrif á afköst kerfisins, þó geta þeir valdið litlum tapi á afköstum kerfisins og lítilli aukningu á dreifðu ljósi.Hins vegar eru ákveðnir fletir næmari fyrir þessum áhrifum eins og: (1) yfirborð á myndflötum vegna þess að þessir gallar eru í fókus og (2) yfirborð sem sjá mikið aflstig vegna þess að þessir gallar geta valdið aukinni frásog orku og skemmdum sjónfræðinni.Algengasta forskriftin sem notuð er fyrir yfirborðsgæði er klóra-grafa forskriftin sem lýst er af MIL-PRF-13830B.Klófumerkingin er ákvörðuð með því að bera saman rispur á yfirborði við sett af stöðluðum rispum við stýrðar birtuskilyrði.Þess vegna lýsir klóramerkingin ekki raunverulegu rispunni sjálfu, heldur ber það saman við staðlaða klóra samkvæmt MIL-Spec.Grafaheitið tengist hins vegar beint gröfinni, eða litlum gryfju í yfirborðinu.Grafatilnefningin er reiknuð út með þvermál grafarinnar í míkronum deilt með 10. Forskriftir um 80-50 klóra eru venjulega álitnar staðlaðar gæði, 60-40 nákvæmni gæði og 20-10 hár nákvæmni gæði.
| Tafla 6: Framleiðsluvikmörk fyrir yfirborðsgæði | |
| Yfirborðsgæði (klóra grafa) | Gæðaeinkunn |
| 80-50 | Dæmigert |
| 60-40 | Nákvæmni |
| 40-20 | Mikil nákvæmni |
Flatness yfirborðs
Yfirborðssléttleiki er tegund yfirborðsnákvæmniforskriftar sem mælir frávik flats yfirborðs eins og spegils, glugga, prisma eða planlinsu.Þetta frávik er hægt að mæla með því að nota optíska flata, sem er hágæða, mjög nákvæmt flatt viðmiðunaryfirborð sem notað er til að bera saman flatleika prófunarhluta.Þegar flatt yfirborð prófunarljóssins er sett á móti sjónflötinni birtast brúnir sem lögun þeirra ræður flatleika yfirborðs ljóssins sem er í skoðun.Ef brúnirnar eru jafnt á milli, beinar og samsíða, þá er sjónflöturinn sem verið er að prófa að minnsta kosti jafn flatur og viðmiðunarsléttan.Ef brúnirnar eru bognar, gefur fjöldi jaðra á milli tveggja ímyndaðra lína, önnur sem snertir miðju jaðars og önnur í gegnum endana á sama jaðri, til kynna flatleikaskekkjuna.Frávik í flatneskju eru oft mæld í gildum bylgna (λ), sem eru margfeldi af bylgjulengd prófunargjafans.Ein jaðar samsvarar ½ bylgju, þ.e. 1 λ jafngildir 2 jaðri.
| Tafla 7: Framleiðsluvikmörk fyrir flatneskju | |
| Flatleiki | Gæðaeinkunn |
| 1λ | Dæmigert |
| λ/4 | Nákvæmni |
| λ/10 | Mikil nákvæmni |
Kraftur
Power er tegund yfirborðsnákvæmni forskrift, á við um bogna sjónfleti eða yfirborð með krafti.Það er mæling á sveigju á yfirborði ljósleiðara og er frábrugðin sveigjuradíusnum að því leyti að hann á við um örskala frávik í kúlulaga lögun linsu.td íhugaðu að sveigjuþol er skilgreint sem 100 +/-0,1 mm, þegar þessi radíus hefur verið myndaður, fáður og mældur, finnum við raunveruleg sveigju hans vera 99,95 mm sem fellur innan tilgreinds vélræns vikmarks.Í þessu tilfelli vitum við að brennivídd er líka rétt þar sem við höfum náð réttu kúlulaga löguninni.En þó að radíus og brennivídd séu rétt þýðir það ekki að linsan muni virka eins og hannað er.Það er því ekki nóg að skilgreina bara sveigjuradíus heldur líka samkvæmni sveigjunnar – og það er einmitt það sem kraftur er hannaður til að stjórna.Aftur með því að nota sama 99,95 mm radíus sem nefndur er hér að ofan, gæti sjóntækjafræðingur viljað stjórna frekar nákvæmni ljósbrots með því að takmarka kraftinn við ≤ 1 λ.Þetta þýðir að yfir allt þvermálið getur ekki verið meira frávik en 632,8nm (1λ = 632,8nm) í samkvæmni kúlulaga lögunarinnar.Með því að bæta þessu strangari stjórnunarstigi við yfirborðsformið er hægt að tryggja að ljósgeislar á annarri hlið linsunnar brotni ekki öðruvísi en þeir hinum megin.Þar sem markmiðið getur verið að ná nákvæmum fókus alls innfallsljóss, því samkvæmari lögunin, því nákvæmari hegðar ljósið sér þegar það fer í gegnum linsuna.
Sjóntækjafræðingar tilgreina aflskekkju með tilliti til bylgna eða jaðra og mæla það með víxlmæli.Það er prófað á svipaðan hátt og flatneskju, að því leyti að bogið yfirborð er borið saman við viðmiðunarflöt með mjög kvarðaðan sveigjuradíus.Með því að nota sömu regluna um truflun af völdum loftbilanna á milli yfirborðanna tveggja, er jaðarmynstur truflunarinnar notað til að lýsa fráviki prófunarflatarins frá viðmiðunarflötinum (Mynd 11).Frávik frá viðmiðunarhlutanum mun búa til röð hringa, þekktir sem hringir Newtons.Því fleiri hringir sem eru til staðar, því meira er frávikið.Fjöldi dökkra eða ljósra hringa, ekki summan af bæði ljósum og dökkum, samsvarar tvöföldum fjölda villubylgna.
Mynd 11: Aflvilla prófuð með því að bera saman við viðmiðunaryfirborð eða nota víxlmæli
Aflskekkja tengist villunni í bogadíusnum með eftirfarandi jöfnu þar sem ∆R er radíusskekkjan, D er þvermál linsunnar, R er yfirborðsradíus og λ er bylgjulengd (venjulega 632,8nm):
Power Villa [bylgjur eða λ] = ∆R D²/8R²λ
Mynd 12: Rafmagnsvilla yfir þvermál vs radíusvilla í miðjunni
Óreglu
Óreglu tekur tillit til smáskalabreytinga á sjónfleti.Eins og kraftur er hann mældur með tilliti til bylgna eða jaðra og einkennist með því að nota interferometer.Hugmyndalega er auðveldast að hugsa um óreglu sem forskrift sem skilgreinir hversu jafnt slétt sjónflöt verður að vera.Þó að heildarmældir toppar og dalir á sjónrænu yfirborði geti verið mjög samkvæmir á einu svæði, getur annar hluti ljóssins sýnt miklu meira frávik.Í slíku tilviki getur ljós sem brotið er af linsunni hegðað sér öðruvísi eftir því hvar það er brotið af ljósleiðara.Óreglu er því mikilvægt atriði þegar verið er að hanna linsur.Eftirfarandi mynd sýnir hvernig þetta yfirborðsform frávik frá hinu fullkomlega kúlulaga má einkenna með því að nota óreglulega PV forskrift.
Mynd 13: Óreglu PV Mæling
Óregluleiki er tegund yfirborðsnákvæmniforskriftar sem lýsir því hvernig lögun yfirborðs víkur frá lögun viðmiðunarflatar.Það fæst úr sömu mælingu og afl.Regluleiki vísar til kúlulaga hringlaga jaðra sem myndast við samanburð á prófyfirborði við viðmiðunarflöt.Þegar kraftur yfirborðs er meira en 5 jaðar er erfitt að greina litlar ójöfnur sem eru innan við 1 jaðar.Þess vegna er algengt að tilgreina yfirborð með hlutfalli krafts og óreglu sem er um það bil 5:1.
Mynd 14: Flatness vs Power vs irregularity
RMS vísur PV Kraft og óreglu
Þegar rætt er um völd og óreglu er mikilvægt að greina þær tvær aðferðir sem hægt er að skilgreina þær með.Hið fyrra er algjört gildi.Til dæmis, ef ljósleiðari er skilgreindur með 1 bylgjuóreglu, getur ekki verið meira en 1 bylgjumunur á milli hæsta og lægsta punkts á sjónræna yfirborðinu eða toppi-til-dal (PV).Önnur aðferðin er að tilgreina kraft eða óreglu sem 1 bylgju RMS (root mean squared) eða meðaltal.Í þessari túlkun getur sjónflötur sem er skilgreindur sem 1 bylgju RMS óreglulegur í raun verið með toppa og dali sem eru umfram 1 bylgju, en þegar allt yfirborðið er skoðað verður heildarmeðalóregluleysið að falla innan við 1 bylgju.
Allt í allt eru RMS og PV báðar aðferðir til að lýsa því hversu vel lögun hlutar passar við hannaða sveigju hans, sem kallast „yfirborðsmynd“ og „yfirborðsgrófleiki“ í sömu röð.Þeir eru báðir reiknaðir út frá sömu gögnum, svo sem víxlmælingum, en merkingarnar eru nokkuð mismunandi.PV er góður í að gefa "versta-tilfelli-sviðsmynd" fyrir yfirborðið;RMS er aðferð til að lýsa meðalfráviki yfirborðsmyndarinnar frá æskilegu yfirborði eða viðmiðunaryfirborði.RMS er gott til að lýsa heildaryfirborðsbreytingunni.Það er ekki einfalt samband á milli PV og RMS.Hins vegar er almenn regla að RMS gildi er um það bil 0,2 jafn ströngt og ómeðalgildið þegar það er borið saman hlið við hlið, þ.e. 0,1 bylgju óreglulegur PV jafngildir um það bil 0,5 bylgju RMS.
Yfirborðsfrágangur
Yfirborðsfrágangur, einnig þekktur sem yfirborðsgrófleiki, mælir ójöfnur í litlum mæli á yfirborði.Þeir eru venjulega óheppileg aukaafurð fægjaferlisins og efnisgerðarinnar.Jafnvel þótt sjóntaugurinn teljist einstaklega sléttur með litla óreglu yfir yfirborðið, getur raunveruleg smásæ skoðun leitt í ljós mikla breytileika í yfirborðsáferð, við nánari skoðun.Góð samlíking við þennan grip er að bera saman grófleika yfirborðs við sandpappírskorn.Þó að fínasta kornstærð gæti verið slétt og regluleg viðkomu, er yfirborðið í raun samsett af smásæjum tindum og dölum sem ákvarðast af líkamlegri stærð kornsins sjálfs.Þegar um er að ræða ljósfræði, má líta á „grind“ sem smásæja óreglu í yfirborðsáferð sem stafar af gæðum pólsku.Gróft yfirborð hefur tilhneigingu til að slitna hraðar en slétt yfirborð og hentar kannski ekki fyrir suma notkun, sérstaklega þá sem eru með leysir eða mikinn hita, vegna hugsanlegra kjarnamyndunarstaða sem geta birst í litlum sprungum eða ófullkomleika.
Ólíkt krafti og óreglu, sem eru mæld í bylgjum eða brotum af bylgju, er yfirborðsgrófleiki, vegna mikillar nærmyndaráherslu á yfirborðsáferð, mældur á kvarða angströms og alltaf í skilmálar af RMS.Til samanburðar tekur það tíu angström til að jafngilda einum nanómetra og 632,8 nanómetra til að jafngilda einni bylgju.
Mynd 15: Yfirborðsgrófleiki RMS mælingar
| Tafla 8: Framleiðsluvikmörk fyrir yfirborðsáferð | |
| Yfirborðsgrófleiki (RMS) | Gæðaeinkunn |
| 50Å | Dæmigert |
| 20Å | Nákvæmni |
| 5Å | Mikil nákvæmni |
Sendt bylgjufront villa
Sendt bylgjusviðsvilla (TWE) er notað til að dæma frammistöðu sjónþátta þegar ljós fer í gegnum.Ólíkt mælingum á yfirborðsformi innihalda sendar bylgjusviðsmælingar villur frá fram- og bakfleti, fleyg og einsleitni efnisins.Þessi mælikvarði á heildarframmistöðu veitir betri skilning á raunverulegum frammistöðu sjóntækjabúnaðar.
Þó að margir sjónhlutar séu prófaðir fyrir sig fyrir yfirborðsform eða TWE forskriftir, eru þessir íhlutir óhjákvæmilega innbyggðir í flóknari sjónsamsetningar með eigin frammistöðukröfum.Í sumum forritum er ásættanlegt að treysta á íhlutamælingar og umburðarlyndi til að spá fyrir um endanlega frammistöðu, en fyrir meira krefjandi forrit er mikilvægt að mæla samsetninguna eins og hún er byggð.
TWE mælingar eru notaðar til að staðfesta að sjónkerfi sé smíðað samkvæmt forskrift og mun virka eins og búist er við.Að auki er hægt að nota TWE mælingar til að samræma kerfi virkan, stytta samsetningartíma, á sama tíma og tryggja að væntanleg afköst náist.
Paralight Optics inniheldur háþróaða CNC slípun og fægivélar, bæði fyrir venjuleg kúlulaga lögun, sem og ókúlulaga og frjálsa útlínur.Með því að nota háþróaða mælifræðina, þar á meðal Zygo víxlamæla, prófílmæla, TriOptics Opticentric, TriOptics OptiSpheric, o.s.frv. fyrir bæði mælifræði í vinnslu og lokaskoðun, sem og margra ára reynslu okkar í sjónframleiðslu og húðun gerir okkur kleift að takast á við eitthvað af því flóknasta og afkastamikil ljóstækni til að uppfylla nauðsynlegar ljósfræðilegar forskriftir viðskiptavina.
Til að fá ítarlegri forskrift, vinsamlegast skoðaðu sjónræna vörulista okkar eða vörur sem eru í boði.
Birtingartími: 26. apríl 2023