ზედაპირის ხარისხი
ოპტიკური ზედაპირის ზედაპირის ხარისხი აღწერს მის კოსმეტიკურ გარეგნობას და მოიცავს ისეთ დეფექტებს, როგორიცაა ნაკაწრები და ორმოები, ან გათხრები.უმეტეს შემთხვევაში, ეს ზედაპირული დეფექტები წმინდა კოსმეტიკურია და მნიშვნელოვან გავლენას არ ახდენს სისტემის მუშაობაზე, თუმცა მათ შეუძლიათ გამოიწვიონ სისტემის გამტარუნარიანობის მცირე დანაკარგი და გაფანტული სინათლის მცირე ზრდა.თუმცა, ზოგიერთი ზედაპირი უფრო მგრძნობიარეა ამ ეფექტების მიმართ, როგორიცაა: (1) ზედაპირები გამოსახულების სიბრტყეზე, რადგან ეს დეფექტები ფოკუსირებულია და (2) ზედაპირები, რომლებიც ხედავენ მაღალი სიმძლავრის დონეს, რადგან ამ დეფექტებმა შეიძლება გამოიწვიოს ენერგიის გაზრდილი შთანთქმა და დაზიანება. ოპტიკა.ზედაპირის ხარისხისთვის გამოყენებული ყველაზე გავრცელებული სპეციფიკაცია არის MIL-PRF-13830B-ით აღწერილი ნაკაწრის სპეციფიკაცია.ნაკაწრის აღნიშვნა განისაზღვრება ზედაპირზე არსებული ნაკაწრების შედარებით სტანდარტული ნაკაწრების კომპლექტთან კონტროლირებადი განათების პირობებში.ამიტომ, ნაკაწრის აღნიშვნა არ აღწერს თავად ფაქტობრივ ნაკაწრს, არამედ ადარებს მას სტანდარტიზებულ ნაკაწრს MIL-Spec-ის მიხედვით.თუმცა, თხრის აღნიშვნა პირდაპირ კავშირშია თხრილთან ან ზედაპირზე არსებულ პატარა ორმოსთან.თხრის აღნიშვნა გამოითვლება თხრის დიამეტრზე მიკრონი გაყოფილი 10-ზე. ნაკაწრის თხრილის სპეციფიკაციები 80-50 ჩვეულებრივ განიხილება სტანდარტული ხარისხის, 60-40 სიზუსტის ხარისხის და 20-10 მაღალი სიზუსტის ხარისხის.
| ცხრილი 6: წარმოების ტოლერანტობა ზედაპირის ხარისხისთვის | |
| ზედაპირის ხარისხი (ნაკაწრი) | ხარისხის შეფასება |
| 80-50 | Ტიპიური |
| 60-40 | სიზუსტე |
| 40-20 | მაღალი სიზუსტე |
ზედაპირის სიბრტყე
ზედაპირის სიბრტყე არის ზედაპირის სიზუსტის სპეციფიკაციის ტიპი, რომელიც ზომავს ბრტყელი ზედაპირის გადახრას, როგორიცაა სარკის, ფანჯრის, პრიზმის ან პლანოლინზა.ეს გადახრა შეიძლება გაიზომოს ოპტიკური სიბრტყის გამოყენებით, რომელიც არის მაღალი ხარისხის, მაღალი სიზუსტით ბრტყელი საცნობარო ზედაპირი, რომელიც გამოიყენება საცდელი ნაწილის სიბრტყის შესადარებლად.როდესაც სატესტო ოპტიკის ბრტყელი ზედაპირი მოთავსებულია ოპტიკურ სიბრტყესთან, ჩნდება ზოლები, რომელთა ფორმა კარნახობს შემოწმების ქვეშ მყოფი ოპტიკის ზედაპირის სიბრტყეს.თუ კიდეები თანაბრად განლაგებულია, სწორი და პარალელური, მაშინ შესამოწმებელი ოპტიკური ზედაპირი მინიმუმ ისეთივე ბრტყელია, როგორც საცნობარო ოპტიკური სიბრტყე.თუ კიდეები მოხრილია, ფრაგმენტების რაოდენობა ორ წარმოსახვით ხაზს შორის, ერთი ტანგენტი ზოლის ცენტრზე და ერთი იმავე ზღურბლის ბოლოებში, მიუთითებს სიბრტყის შეცდომაზე.სიბრტყეში გადახრები ხშირად იზომება ტალღების მნიშვნელობებში (λ), რომლებიც ტესტირების წყაროს ტალღის სიგრძის ჯერადებია.ერთი ზოლი შეესაბამება ტალღის ½-ს, ანუ 1 λ უდრის 2 ზღურბლს.
| ცხრილი 7: სიბრტყის წარმოების ტოლერანტობა | |
| სიბრტყე | ხარისხის შეფასება |
| 1ლ | Ტიპიური |
| λ/4 | სიზუსტე |
| λ/10 | მაღალი სიზუსტე |
Ძალა
სიმძლავრე არის ზედაპირის სიზუსტის სპეციფიკაციის ტიპი, რომელიც ვრცელდება მოსახვევ ოპტიკურ ზედაპირებზე ან ზედაპირებზე, რომლებსაც აქვთ სიმძლავრე.ეს არის მრუდის საზომი ოპტიკის ზედაპირზე და განსხვავდება გამრუდების რადიუსისგან იმით, რომ ვრცელდება ლინზების სფერული ფორმის მიკრო მასშტაბის გადახრაზე.მაგ., განვიხილოთ, რომ გამრუდების ტოლერანტობის რადიუსი განისაზღვრება, როგორც 100 +/-0.1 მმ, ამ რადიუსის გენერირების, გაპრიალების და გაზომვის შემდეგ, ჩვენ აღმოვაჩენთ, რომ მისი რეალური გამრუდება არის 99.95 მმ, რომელიც ხვდება მითითებულ მექანიკურ ტოლერანტობის ფარგლებში.ამ შემთხვევაში, ჩვენ ვიცით, რომ ფოკუსური მანძილი ასევე სწორია, რადგან ჩვენ მივაღწიეთ სწორ სფერულ ფორმას.მაგრამ მხოლოდ იმიტომ, რომ რადიუსი და ფოკუსური მანძილი სწორია, არ ნიშნავს რომ ლინზა შემუშავებული იქნება.ამიტომ საკმარისი არ არის უბრალოდ გამრუდების რადიუსის განსაზღვრა, არამედ მრუდის თანმიმდევრულობაც - და სწორედ ამის კონტროლია შექმნილი ძალა.ისევ ზემოთ ნახსენები იგივე 99,95 მმ რადიუსის გამოყენებით, ოპტიკოსს შეიძლება სურდეს შემდგომი გააკონტროლოს გარდატეხილი სინათლის სიზუსტე ≤ 1 λ-მდე სიმძლავრის შეზღუდვით.ეს ნიშნავს, რომ მთელ დიამეტრზე არ შეიძლება იყოს 632,8 ნმ (1λ = 632,8 ნმ) მეტი გადახრა სფერული ფორმის კონსისტენციაში.კონტროლის ამ უფრო მკაცრი დონის დამატება ზედაპირულ ფორმაზე დაგვეხმარება იმის დარწმუნდეთ, რომ ლინზის ერთ მხარეს სინათლის სხივები არ ირღვევა განსხვავებულად, ვიდრე მეორე მხარეს.ვინაიდან მიზანი შეიძლება იყოს ყველა ინციდენტის სინათლის ზუსტი ფოკუსის მიღწევა, რაც უფრო თანმიმდევრული იქნება ფორმა, მით უფრო ზუსტად იქცევა სინათლე ობიექტივში გავლისას.
ოპტიკოსები აკონკრეტებენ დენის შეცდომას ტალღების ან ზღურბლების თვალსაზრისით და ზომავენ მას ინტერფერომეტრის გამოყენებით.იგი შემოწმებულია სიბრტყის მსგავსი ფორმით, იმით, რომ მოხრილი ზედაპირი შედარებულია საცნობარო ზედაპირთან, რომელსაც აქვს მრუდის მაღალ დაკალიბრებული რადიუსი.ორ ზედაპირს შორის ჰაერის უფსკრულით გამოწვეული ინტერფერენციის იგივე პრინციპის გამოყენებით, ჩარევის ფრაგმენტების ნიმუში გამოიყენება ტესტის ზედაპირის გადახრის აღსაწერად საცნობარო ზედაპირიდან (სურათი 11).საცნობარო ნაწილიდან გადახრა შექმნის რგოლების სერიას, რომელიც ცნობილია როგორც ნიუტონის რგოლები.რაც უფრო მეტი რგოლია, მით უფრო დიდია გადახრა.მუქი ან ღია რგოლების რაოდენობა და არა სინათლისა და ბნელის ჯამი, შეესაბამება შეცდომის ტალღების ორჯერ რაოდენობას.
სურათი 11: დენის შეცდომა შემოწმებული საცნობარო ზედაპირთან შედარებით ან ინტერფერომეტრის გამოყენებით
სიმძლავრის შეცდომა დაკავშირებულია გამრუდების რადიუსში არსებულ შეცდომასთან შემდეგი განტოლებით, სადაც ∆R არის რადიუსის შეცდომა, D არის ლინზის დიამეტრი, R არის ზედაპირის რადიუსი და λ არის ტალღის სიგრძე (ჩვეულებრივ 632,8 ნმ):
დენის შეცდომა [ტალღები ან λ] = ∆R D²/8R²λ
სურათი 12: დენის შეცდომა ცენტრში დიამატერის წინააღმდეგ რადიუსის შეცდომა
უწესრიგობა
უწესობა ითვალისწინებს მცირე მასშტაბის ვარიაციებს ოპტიკურ ზედაპირზე.სიმძლავრის მსგავსად, ის იზომება ტალღების ან ზღურბლების მიხედვით და ხასიათდება ინტერფერომეტრის გამოყენებით.კონცეპტუალურად, ყველაზე ადვილია ვიფიქროთ უსწორმასწორობაზე, როგორც სპეციფიკაციაზე, რომელიც განსაზღვრავს რამდენად თანაბრად გლუვი უნდა იყოს ოპტიკური ზედაპირი.მიუხედავად იმისა, რომ ოპტიკურ ზედაპირზე მთლიანი გაზომილი მწვერვალები და ხეობები შეიძლება იყოს ძალიან თანმიმდევრული ერთ არეალში, ოპტიკის სხვა მონაკვეთმა შეიძლება აჩვენოს ბევრად უფრო დიდი გადახრა.ასეთ შემთხვევაში, ლინზების მიერ გარდატეხილი სინათლე შეიძლება განსხვავებულად იქცეს იმისდა მიხედვით, თუ სად ირღვევა იგი ოპტიკით.ამიტომ ლინზების დიზაინის დროს უწესობა მნიშვნელოვანია.შემდეგი სურათი გვიჩვენებს, თუ როგორ შეიძლება დახასიათდეს ამ ზედაპირის ფორმის გადახრა იდეალურად სფერულიდან, არარეგულარული PV სპეციფიკაციის გამოყენებით.
სურათი 13: არარეგულარობის PV გაზომვა
არარეგულარულობა არის ზედაპირის სიზუსტის სპეციფიკაციის ტიპი, რომელიც აღწერს, თუ როგორ გადახრის ზედაპირის ფორმა საცნობარო ზედაპირის ფორმას.იგი მიიღება იმავე გაზომვით, როგორც სიმძლავრე.რეგულარულობა გულისხმობს წრიული ზოლების სფერულობას, რომლებიც წარმოიქმნება ტესტის ზედაპირის საცნობარო ზედაპირთან შედარებიდან.როდესაც ზედაპირის სიმძლავრე 5 ღერზე მეტია, ძნელია აღმოაჩინო მცირე დარღვევები 1-ზე ნაკლები.ამიტომ ჩვეულებრივი პრაქტიკაა ზედაპირების მითითება სიმძლავრის და არარეგულარულობის თანაფარდობით დაახლოებით 5:1.
სურათი 14: სიბრტყე vs სიმძლავრე vs უწესობა
RMS Verses PV სიმძლავრე და უწესობა
ძალაუფლებისა და არარეგულარობის განხილვისას მნიშვნელოვანია განვასხვავოთ ორი მეთოდი, რომლითაც ისინი შეიძლება განისაზღვროს.პირველი არის აბსოლუტური მნიშვნელობა.მაგალითად, თუ ოპტიკა განისაზღვრება, როგორც 1 ტალღის დარღვევა, არ შეიძლება იყოს 1-ზე მეტი ტალღის სხვაობა ოპტიკური ზედაპირის უმაღლეს და დაბალ წერტილებს შორის ან მწვერვალიდან ველზე (PV).მეორე მეთოდი არის სიმძლავრის ან უწესობის მითითება, როგორც 1 ტალღის RMS (ძირის საშუალო კვადრატი) ან საშუალოდ.ამ ინტერპრეტაციაში, ოპტიკურ ზედაპირს, რომელიც განსაზღვრულია როგორც 1 ტალღის RMS არარეგულარული, შეიძლება, ფაქტობრივად, ჰქონდეს მწვერვალები და ხეობები, რომლებიც აღემატება 1 ტალღას, თუმცა, სრული ზედაპირის შესწავლისას, საერთო საშუალო უწესრიგობა უნდა იყოს 1 ტალღის ფარგლებში.
მთლიანობაში, RMS და PV არის ორივე მეთოდი იმის აღსაწერად, თუ რამდენად ემთხვევა ობიექტის ფორმა მის შემუშავებულ გამრუდებას, სახელწოდებით "ზედაპირის ფიგურა" და "ზედაპირის უხეშობა", შესაბამისად.ისინი ორივე გამოითვლება ერთი და იგივე მონაცემებით, როგორიცაა ინტერფერომეტრის გაზომვა, მაგრამ მნიშვნელობა საკმაოდ განსხვავებულია.PV-ს კარგად შეუძლია ზედაპირისთვის „ყველაზე უარესი სცენარის“ მიცემა;RMS არის მეთოდი ზედაპირის ფიგურის საშუალო გადახრის აღწერისთვის სასურველი ან საცნობარო ზედაპირიდან.RMS კარგია მთლიანი ზედაპირის ცვალებადობის აღსაწერად.არ არსებობს მარტივი კავშირი PV-სა და RMS-ს შორის.თუმცა, როგორც ზოგადი წესი, RMS მნიშვნელობა არის დაახლოებით 0.2 ისეთივე მკაცრი, როგორც არასაშუალო მნიშვნელობა, როდესაც შევადარებთ ერთმანეთს, ანუ 0.1 ტალღის არარეგულარული PV უდრის დაახლოებით 0.5 ტალღის RMS-ს.
ზედაპირის დასრულება
ზედაპირის დასრულება, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც ზედაპირის უხეშობა, ზომავს მცირე მასშტაბის დარღვევებს ზედაპირზე.ისინი, როგორც წესი, გაპრიალების პროცესისა და მასალის ტიპის სამწუხარო გვერდითი პროდუქტია.მაშინაც კი, თუ ოპტიკა ჩაითვლება განსაკუთრებულად გლუვი ზედაპირის გასწვრივ მცირე უსწორმასწოროობით, ახლოდან დათვალიერებისას, რეალურმა მიკროსკოპულმა გამოკვლევამ შეიძლება გამოავლინოს ზედაპირის ტექსტურის დიდი ცვალებადობა.ამ არტეფაქტის კარგი ანალოგია ზედაპირის უხეშობის შედარება ქვიშის ქაღალდთან.მიუხედავად იმისა, რომ შეხებისას ყველაზე წვრილმარცვლოვანი ზომა შეიძლება გლუვი და რეგულარული იყოს, ზედაპირი ფაქტობრივად შედგება მიკროსკოპული მწვერვალებისა და ხეობებისაგან, რომლებიც განისაზღვრება თავად ღორღის ფიზიკური ზომით.ოპტიკის შემთხვევაში, "გრიტი" შეიძლება ჩაითვალოს, როგორც მიკროსკოპული დარღვევები ზედაპირის ტექსტურაში, რომელიც გამოწვეულია ლაქის ხარისხით.უხეში ზედაპირები უფრო სწრაფად ცვივა, ვიდრე გლუვ ზედაპირებზე და შეიძლება არ იყოს შესაფერისი ზოგიერთი აპლიკაციისთვის, განსაკუთრებით ლაზერის ან ინტენსიური სითბოს მქონე აპლიკაციებისთვის, შესაძლო ბირთვული ადგილების გამო, რომლებიც შეიძლება აღმოჩნდეს მცირე ბზარებში ან ნაკლოვანებებში.
სიმძლავრისა და არარეგულარულობისგან განსხვავებით, რომლებიც იზომება ტალღებში ან ტალღის ფრაქციებში, ზედაპირის უხეშობა, ზედაპირის ტექსტურაზე მისი უკიდურესი ახლოდან ფოკუსირების გამო, იზომება ანგსტრომების მასშტაბით და ყოველთვის RMS-ით.შედარებისთვის, ათი ანგსტრომი სჭირდება ერთი ნანომეტრის ტოლფასად და 632,8 ნანომეტრი ერთი ტალღის ტოლფასად.
სურათი 15: ზედაპირის უხეშობის RMS გაზომვა
| ცხრილი 8: წარმოების ტოლერანტობა ზედაპირის დასრულებისთვის | |
| ზედაპირის უხეშობა (RMS) | ხარისხის შეფასება |
| 50 Å | Ტიპიური |
| 20Å | სიზუსტე |
| 5Å | მაღალი სიზუსტე |
გადაცემული Wavefront შეცდომა
გადაცემული ტალღის ფრონტის შეცდომა (TWE) გამოიყენება სინათლის გავლისას ოპტიკური ელემენტების მუშაობის კვალიფიკაციისთვის.ზედაპირის ფორმის გაზომვებისგან განსხვავებით, გადაცემული ტალღის ფრონტის გაზომვები მოიცავს შეცდომებს წინა და უკანა ზედაპირიდან, სოლი და მასალის ერთგვაროვნება.საერთო შესრულების ეს მეტრიკა გვთავაზობს უკეთესად გავიგოთ ოპტიკის რეალურ სამყაროში შესრულება.
მიუხედავად იმისა, რომ მრავალი ოპტიკური კომპონენტი ინდივიდუალურად ტესტირება ხდება ზედაპირის ფორმის ან TWE სპეციფიკაციებისთვის, ეს კომპონენტები აუცილებლად ჩაშენებულია უფრო რთულ ოპტიკურ ასამბლეებში საკუთარი შესრულების მოთხოვნებით.ზოგიერთ აპლიკაციაში დასაშვებია კომპონენტების გაზომვებზე და ტოლერანტობაზე დაყრდნობა საბოლოო შესრულების პროგნოზირებისთვის, მაგრამ უფრო მომთხოვნი აპლიკაციებისთვის მნიშვნელოვანია შეკრების გაზომვა, როგორც აშენებული.
TWE გაზომვები გამოიყენება იმის დასადასტურებლად, რომ ოპტიკური სისტემა აგებულია სპეციფიკაციების შესაბამისად და იმუშავებს ისე, როგორც მოსალოდნელია.გარდა ამისა, TWE გაზომვები შეიძლება გამოყენებულ იქნას სისტემების აქტიურად გასწორებისთვის, შეკრების დროის შესამცირებლად, ხოლო მოსალოდნელი შესრულების უზრუნველსაყოფად.
Paralight Optics აერთიანებს უახლესი CNC საფქვავებს და გასაპრიალებელს, როგორც სტანდარტული სფერული ფორმებისთვის, ასევე ასფერული და თავისუფალი ფორმის კონტურებისთვის.მოწინავე მეტროლოგიის გამოყენება, მათ შორის Zygo ინტერფერომეტრები, პროფილომეტრები, TriOptics Opticentric, TriOptics OptiSpheric და ა.შ., როგორც პროცესის მეტროლოგიისთვის, ასევე საბოლოო შემოწმებისთვის, ისევე როგორც ჩვენი მრავალწლიანი გამოცდილება ოპტიკურ წარმოებასა და დაფარვაში, საშუალებას გვაძლევს გავუმკლავდეთ ზოგიერთ ყველაზე რთულ და მაღალი ხარისხის ოპტიკა კლიენტებისგან საჭირო ოპტიკური სპეციფიკაციების დასაკმაყოფილებლად.
უფრო სიღრმისეული სპეციფიკაციისთვის, გთხოვთ, იხილოთ ჩვენი კატალოგის ოპტიკა ან გამორჩეული პროდუქტები.
გამოქვეყნების დრო: აპრ-26-2023