נזק תת-קרקעי של אלמנטים אופטיים

עיבוד נזקים תת-קרקעיים

2 שיטות מדידת נזקים תת-קרקעיים

מכיוון שלא ניתן להתעלם מנזק תת-קרקעי, יש לשלוט בו ביעילות על ידי יצרני רכיבים אופטיים. על מנת לשלוט בו בצורה יעילה, יש צורך לזהות ולזהות במדויק את גודל הנזק התת-קרקעי על פני הרכיב, מאז תחילת המאה הקודמת, אנשים פיתחו מגוון שיטות למדידה והערכת הגודל. של הנזק התת-קרקעי של הרכיב, לפי אופן מידת ההשפעה על הרכיב האופטי, ניתן לחלק אותו לשתי קטגוריות: מדידה הרסנית ומדידה לא הרסנית (בדיקה לא הרסנית).

שיטת מדידה הרסנית, כפי שהשם מרמז, היא הצורך לשנות את מבנה פני השטח של האלמנט האופטי, כך שניתן יהיה לחשוף את הנזק התת-קרקעי שאינו קל לצפייה, ולאחר מכן להשתמש במיקרוסקופ ובמכשירים אחרים כדי לצפות ב שיטת המדידה, שיטה זו לרוב גוזלת זמן, אך תוצאות המדידה שלה אמינות ומדויקות. שיטות מדידה לא הרסניות, שאינן גורמות נזק נוסף למשטח הרכיב, משתמשות באור, קול או גלים אלקטרומגנטיים אחרים כדי לזהות את שכבת הנזק התת-קרקעית, ומשתמשות בכמות השינויים ברכוש שהם מתרחשים בשכבה כדי להעריך את גודל ה-SSD, שיטות כאלה נוחות ומהירות יחסית, אבל בדרך כלל תצפית איכותית. לפי סיווג זה, שיטות הזיהוי הנוכחיות של נזק תת-קרקעי מוצגות באיור שלהלן:

סיווג וסיכום שיטות גילוי נזקים תת-קרקעיים

להלן תיאור קצר של שיטות מדידה אלה:

א.שיטות הרס

א) שיטת ליטוש

לפני הופעת הליטוש המגנטוריאולוגי, עובדים אופטיים השתמשו בדרך כלל בליטוש Taper כדי לנתח את הנזק התת-קרקעי של רכיבים אופטיים, כלומר, חיתוך המשטח האופטי לאורך זווית אלכסונית ליצירת משטח פנימי אלכסוני, ולאחר מכן ליטוש המשטח האלכסוני. נהוג לחשוב שליטוש לא יחמיר את הנזק התת-קרקעי המקורי. הסדקים של שכבת ה-SSD יתגלו בצורה ברורה יותר באמצעות קורוזיה בטבילה עם ריאגנטים כימיים. ניתן למדוד את העומק, האורך ומידע אחר של שכבת הנזק התת-קרקעית על ידי תצפית אופטית על פני השטח המשופע לאחר הטבילה. מאוחר יותר, מדענים המציאו את שיטת Ball dimpling (Ball dimpling), כלומר להשתמש בכלי ליטוש כדורי כדי ללטש את פני השטח לאחר השחזה, זריקת בור החוצה, עומק הבור צריך להיות כמה שיותר עמוק, כדי שהניתוח של צד הבור יכול לקבל את מידע הנזק התת-קרקעי של המשטח המקורי.

שיטות נפוצות לזיהוי נזק תת-קרקעי של אלמנטים אופטיים

ליטוש מגנטוריאולוגי (MRF) היא טכניקה המשתמשת ברצועת נוזל מגנטי לליטוש רכיבים אופטיים, השונה מליטוש אספלט/פוליאוריתן מסורתי. בשיטת הליטוש המסורתית, כלי הליטוש בדרך כלל מפעיל כוח נורמלי גדול על המשטח האופטי, בעוד ש-Mr Polishing מסיר את המשטח האופטי בכיוון המשיק, כך ש-Mr Polishing אינו משנה את מאפייני הנזק התת-קרקעי המקוריים של המשטח האופטי. לכן, ניתן להשתמש ב-Mr Polishing כדי להבריק חריץ במשטח האופטי. ואז אזור הליטוש מנותח כדי להעריך את גודל הנזק התת-קרקעי של המשטח האופטי המקורי.

א) שיטת הדבקת בלוקים

שיטה זו שימשה גם לבדיקת נזק תת-קרקעי. למעשה, בחרו מדגם מרובע עם אותה צורה וחומר, צחצחו את שני המשטחים של המדגם, ולאחר מכן השתמשו בדבק כדי להדביק את שני המשטחים המלוטשים של המדגם יחדיו, ולאחר מכן טחנו את הצדדים של שתי הדוגמאות יחדיו באותה מידה. זְמַן. לאחר הטחינה, משתמשים בריאגנטים כימיים להפרדת שתי הדגימות המרובעות. ניתן להעריך את גודל הנזק התת-קרקעי שנגרם על ידי שלב ההשחזה על ידי התבוננות במשטח המלוטש המופרד במיקרוסקופ. תרשים התהליך הסכמטי של השיטה הוא כדלקמן:

דיאגרמה סכמטית של זיהוי נזק תת-קרקעי בשיטת הדבקה בלוק

לשיטה זו יש מגבלות מסוימות. מכיוון שיש משטח דביק, ייתכן שמצב המשטח הדביק לא ישקף במלואו את הנזק התת-קרקעי בפועל בתוך החומר לאחר השחזה, כך שתוצאות המדידה יכולות לשקף רק במידה מסוימת את מצב ה-SSD.

א) תחריט כימי

השיטה משתמשת בחומרים כימיים מתאימים כדי לשחוק את השכבה הפגועה של המשטח האופטי. לאחר השלמת תהליך השחיקה, הנזק התת-קרקעי מוערך לפי צורת פני השטח והחספוס של משטח הרכיב ושינוי האינדקס של קצב השחיקה. ריאגנטים כימיים נפוצים הם חומצה הידרופלואורית (HF), אמוניום מימן פלואוריד (NH4HF) וחומרים מאכלים אחרים.

ב) שיטת חתך רוחב

הדגימה מנותקת ומשמשת מיקרוסקופ אלקטרוני סורק כדי לצפות ישירות בגודל הנזק התת-קרקעי.

ג) שיטת הספגה של צבע

מכיוון ששכבת פני השטח של האלמנט האופטי הקרקע מכילה מספר רב של סדקים מיקרו, ניתן ללחוץ לתוך החומר צבעים שיכולים ליצור ניגודיות צבע עם המצע האופטי או ניגוד למצע. אם המצע מורכב מחומר כהה, ניתן להשתמש בצבעים ניאון. לאחר מכן ניתן לבדוק בקלות נזק תת-קרקעי בצורה אופטית או אלקטרונית. מכיוון שהסדקים בדרך כלל עדינים מאוד ובתוך החומר, כאשר עומק החדירה של חדירת הצבע אינו מספיק, ייתכן שהוא לא מייצג את העומק האמיתי של המיקרו-סדק. על מנת לקבל את עומק הסדק בצורה מדויקת ככל האפשר, הוצעו מספר שיטות להספגת צבעים: לחיצה מקדימה מכנית וכבישה איזוסטטית קרה, ושימוש במיקרואנליזה של בדיקה אלקטרונית (EPMA) לאיתור עקבות של צבע בריכוזים נמוכים מאוד.

ב, שיטות לא הרסניות

א) שיטת אומדן

שיטת האומדן מעריכה בעיקר את עומק הנזק התת-קרקעי לפי גודל גודל החלקיקים של החומר השוחק וגודל החספוס פני השטח של הרכיב. חוקרים משתמשים במספר רב של בדיקות כדי לקבוע את הקשר המקביל בין גודל החלקיקים של החומר השוחק לעומק הנזק התת-קרקעי, כמו גם את טבלת ההתאמה בין גודל החספוס של הרכיב לבין תת-השטח. נזק פני השטח. ניתן להעריך את הנזק התת-קרקעי של משטח הרכיב הנוכחי באמצעות התאמתם.

ב) טומוגרפיה קוהרנטית אופטית (OCT)

טומוגרפיה קוהרנטית אופטית, שהעיקרון הבסיסי שלה הוא התערבות מיכלסון, מעריכה את המידע הנמדד באמצעות אותות ההפרעה של שתי אלומות אור. טכניקה זו משמשת בדרך כלל לצפייה ברקמות ביולוגיות ולתת טומוגרפיה של חתך רוחב של המבנה התת-קרקעי של הרקמה. כאשר נעשה שימוש בטכניקת OCT כדי לצפות בנזק התת-קרקעי של משטח אופטי, יש לשקול את פרמטר מקדם השבירה של המדגם הנמדד כדי לקבל את עומק הסדק בפועל. לפי הדיווח, השיטה יכולה לזהות פגמים בעומק של 500 מיקרומטר ברזולוציה אנכית טובה מ-20 מיקרומטר. עם זאת, כאשר הוא משמש לזיהוי SSD של חומרים אופטיים, האור המוחזר משכבת ​​ה-SSD חלש יחסית, כך שקשה ליצור הפרעות. בנוסף, פיזור פני השטח ישפיע גם על תוצאות המדידה, ויש לשפר את דיוק המדידה.

ג) שיטת פיזור בלייזר

הקרנת לייזר על פני השטח הפוטומטריים, תוך שימוש בתכונות הפיזור של הלייזר כדי להעריך את גודל הנזק התת-קרקעי, נחקרה גם היא בהרחבה. הנפוצים כוללים מיקרוסקופיה פנימית מלאה (TIRM), מיקרוסקופיה סריקת לייזר קונפוקלית (CLSM) ומיקרוסקופיה קונפוקלית מצטלבת (CPCM). מיקרוסקופיה קונפוקלית של קוטביות צולבת וכו'.

ד) מיקרוסקופ אקוסטי סורק

סריקת מיקרוסקופיה אקוסטית (SAM), כשיטת זיהוי קולי, היא שיטת בדיקה לא הרסנית שנמצאת בשימוש נרחב לאיתור פגמים פנימיים. שיטה זו משמשת בדרך כלל למדידת דגימות עם משטחים חלקים. כאשר פני השטח של המדגם מחוספסים מאוד, דיוק המדידה יקטן עקב השפעת גלים מפוזרים על פני השטח.

3 שיטות בקרת נזקים תת-קרקעיים

המטרה הסופית שלנו היא לשלוט ביעילות על הנזק התת-קרקעי של רכיבים אופטיים ולהשיג רכיבים שמסירים לחלוטין SSDS. בנסיבות רגילות, עומק הנזק התת-קרקעי הוא פרופורציונלי לגודל החלקיקים השוחקים, ככל שגודל החלקיקים של החומר השוחק קטן יותר, כך הנזק התת-קרקעי רדוד יותר, לכן, על ידי הפחתת הגרנולריות של הטחינה, ובאופן מלא. שחיקה, אתה יכול לשפר ביעילות את מידת הנזק התת-קרקעי. תרשים העיבוד של בקרת נזקים תת-קרקעיים בשלבים מוצג באיור שלהלן:

הנזק התת-קרקעי נשלט בשלבים
השלב הראשון של השחזה יסיר במלואו את הנזק התת-קרקעי על המשטח הריק וייצור תת-קרקע חדש בשלב זה, ולאחר מכן בשלב השני של השחזה, יש צורך להסיר את ה-SSD שנוצר בשלב הראשון ולייצר נזק תת-קרקעי חדש. שוב, עיבוד בתורו, ולשלוט בגודל החלקיקים וטוהר החומר השוחק, ולבסוף להשיג את המשטח האופטי הצפוי. זו גם אסטרטגיית העיבוד שהייצור האופטי נוקט אחריה במשך מאות שנים.

בנוסף, לאחר תהליך ההשחזה, כבישה של פני הרכיב יכולה להסיר ביעילות את הנזק התת-קרקעי, ובכך לשפר את איכות פני השטח ולשפר את יעילות העיבוד.

מַגָע:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
טלפון/וואטסאפ/ווצ'ט:86 19013265659
אינטרנט:www.pliroptics.com

הוסף: בניין 1, מס' 1558, כביש מודיעין, צ'ינגבאיג'יאנג, צ'נגדו, סצ'ואן, סין