ოპტიკური ელემენტების მიწისქვეშა დაზიანება

მიწისქვეშა დაზიანების გაწევა

2 მიწისქვეშა დაზიანების გაზომვის მეთოდები

ვინაიდან ზედაპირული დაზიანების იგნორირება შეუძლებელია, ის ეფექტურად უნდა კონტროლდებოდეს ოპტიკური კომპონენტების მწარმოებლების მიერ. მისი ეფექტური კონტროლისთვის აუცილებელია კომპონენტის ზედაპირზე მიწისქვეშა დაზიანების სიდიდის ზუსტად დადგენა და გამოვლენა, გასული საუკუნის დასაწყისიდან ადამიანებმა შეიმუშავეს სხვადასხვა მეთოდი ზომის გასაზომად და შესაფასებლად. კომპონენტის მიწისქვეშა დაზიანების შესახებ, ოპტიკურ კომპონენტზე გავლენის ხარისხის რეჟიმის მიხედვით, ის შეიძლება დაიყოს ორ კატეგორიად: დესტრუქციული გაზომვა და არადესტრუქციული გაზომვა (არადესტრუქციული ტესტირება).

დესტრუქციული გაზომვის მეთოდი, როგორც სახელწოდება გვთავაზობს, არის ოპტიკური ელემენტის ზედაპირის სტრუქტურის შეცვლის აუცილებლობა, რათა გამოვლინდეს მიწისქვეშა დაზიანება, რომლის დაკვირვებაც ადვილი არ არის, შემდეგ კი მიკროსკოპისა და სხვა ინსტრუმენტების გამოყენება. გაზომვის მეთოდი, ეს მეთოდი ჩვეულებრივ შრომატევადია, მაგრამ მისი გაზომვის შედეგები საიმედო და ზუსტია. არადესტრუქციული გაზომვის მეთოდები, რომლებიც არ იწვევს დამატებით ზიანს კომპონენტის ზედაპირზე, იყენებენ შუქს, ხმას ან სხვა ელექტრომაგნიტურ ტალღებს მიწისქვეშა დაზიანების ფენის გამოსავლენად და იყენებენ ფენაში მომხდარი საკუთრების ცვლილებების რაოდენობას, რათა შეაფასონ ზომა. SSD-ზე, ასეთი მეთოდები შედარებით მოსახერხებელი და სწრაფია, მაგრამ, როგორც წესი, ხარისხობრივი დაკვირვებაა. ამ კლასიფიკაციის მიხედვით, მიწისქვეშა დაზიანების გამოვლენის მიმდინარე მეთოდები ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში:

მიწისქვეშა დაზიანების გამოვლენის მეთოდების კლასიფიკაცია და შეჯამება

ამ გაზომვის მეთოდების მოკლე აღწერა შემდეგია:

ა დესტრუქციული მეთოდები

ა) გაპრიალების მეთოდი

მაგნიტორჰეოლოგიური გაპრიალების გამოჩენამდე, ოპტიკური მუშაკები ჩვეულებრივ იყენებდნენ Taper Poling-ს ოპტიკური კომპონენტების ზედაპირული დაზიანების გასაანალიზებლად, ანუ ირიბი კუთხის გასწვრივ ოპტიკური ზედაპირის გაჭრა, შიდა ზედაპირის შესაქმნელად და შემდეგ ირიბი ზედაპირის გასაპრიალებლად. ზოგადად მიჩნეულია, რომ გაპრიალება არ გააუარესებს თავდაპირველ მიწისქვეშა დაზიანებას. SSD ფენის ბზარები უფრო აშკარად გამოვლინდება ქიმიური რეაგენტებით ჩაძირვის კოროზიის შედეგად. მიწისქვეშა დაზიანების ფენის სიღრმე, სიგრძე და სხვა ინფორმაცია შეიძლება გაიზომოს ჩაძირვის შემდეგ დახრილ ზედაპირზე ოპტიკური დაკვირვებით. მოგვიანებით მეცნიერებმა გამოიგონეს ბურთის ჩაღრმავების მეთოდი (Ball dimpling), რომელიც გულისხმობს სფერული გასაპრიალებელი ხელსაწყოს გამოყენებას ზედაპირის გასაპრიალებლად დაფქვის შემდეგ, ორმოს ამოგდების შემდეგ, ორმოს სიღრმე უნდა იყოს რაც შეიძლება ღრმა, რათა ანალიზი ორმოს გვერდიდან შეგიძლიათ მიიღოთ ორიგინალური ზედაპირის მიწისქვეშა დაზიანების შესახებ ინფორმაცია.

ოპტიკური ელემენტების მიწისქვეშა დაზიანების გამოვლენის საერთო მეთოდები

მაგნიტორეოლოგიური გაპრიალება (MRF) არის ტექნიკა, რომელიც იყენებს მაგნიტურ სითხის ზოლს ოპტიკური კომპონენტების გასაპრიალებლად, რაც განსხვავდება ტრადიციული ასფალტის/პოლიურეთანის გასაპრიალებლად. გაპრიალების ტრადიციულ მეთოდში, გასაპრიალებელი ხელსაწყო ჩვეულებრივ ახორციელებს დიდ ნორმალურ ძალას ოპტიკურ ზედაპირზე, ხოლო Mr Polinging ხსნის ოპტიკურ ზედაპირს ტანგენციალური მიმართულებით, ასე რომ Mr Polishing არ ცვლის ოპტიკური ზედაპირის თავდაპირველ ზედაპირული დაზიანების მახასიათებლებს. აქედან გამომდინარე, Mr Polishing შეიძლება გამოყენებულ იქნას ოპტიკურ ზედაპირზე ღარის გასაპრიალებლად. შემდეგ ხდება გასაპრიალებელი არეალის ანალიზი, რათა შეფასდეს ორიგინალური ოპტიკური ზედაპირის მიწისქვეშა დაზიანების ზომა.

ა) ბლოკის წებოს მეთოდი

ეს მეთოდი ასევე გამოიყენება ზედაპირული დაზიანების შესამოწმებლად. ფაქტობრივად, შეარჩიეთ კვადრატული ნიმუში იგივე ფორმისა და მასალის მქონე, გააპრიალეთ ნიმუშის ორი ზედაპირი და შემდეგ გამოიყენეთ წებოვანი ნიმუშის ორი გაპრიალებული ზედაპირის დასაწებებლად, შემდეგ კი ორივე ნიმუშის მხარეები ერთად დაფქვით. დრო. დაფქვის შემდეგ, ქიმიური რეაგენტები გამოიყენება ორი კვადრატული ნიმუშის გამოსაყოფად. დაფქვის ეტაპით გამოწვეული მიწისქვეშა დაზიანების ზომა შეიძლება შეფასდეს გამოყოფილი გაპრიალებული ზედაპირის მიკროსკოპით დაკვირვებით. მეთოდის პროცესის სქემატური დიაგრამა შემდეგია:

მიწისქვეშა დაზიანების გამოვლენის სქემატური დიაგრამა ბლოკადებური მეთოდით

ამ მეთოდს აქვს გარკვეული შეზღუდვები. იმის გამო, რომ არსებობს წებოვანი ზედაპირი, წებოვანი ზედაპირის მდგომარეობა შეიძლება სრულად არ ასახავდეს მასალის შიგნით არსებულ მიწისქვეშა დაზიანებას დაფქვის შემდეგ, ამიტომ გაზომვის შედეგები შეიძლება მხოლოდ გარკვეულწილად ასახავდეს SSD სიტუაციას.

ა) ქიმიური ოხრახუში

მეთოდი იყენებს შესაფერის ქიმიურ აგენტებს ოპტიკური ზედაპირის დაზიანებული ფენის ეროზიისთვის. ეროზიის პროცესის დასრულების შემდეგ, მიწისქვეშა დაზიანება ფასდება კომპონენტის ზედაპირის ზედაპირის ფორმისა და უხეშობის და ეროზიის სიჩქარის ინდექსის ცვლილების მიხედვით. ყველაზე ხშირად გამოყენებული ქიმიური რეაგენტებია ჰიდროფლუორმჟავა (HF), ამონიუმის წყალბადის ფტორი (NH4HF) და სხვა კოროზიული აგენტები.

ბ) კვეთის მეთოდი

ნიმუში იშლება და სკანირების ელექტრონული მიკროსკოპი გამოიყენება მიწისქვეშა დაზიანების ზომაზე უშუალოდ დასაკვირვებლად.

გ) საღებავის გაჟღენთის მეთოდი

იმის გამო, რომ გრუნტის ოპტიკური ელემენტის ზედაპირული ფენა შეიცავს უამრავ მიკრობზარს, საღებავები, რომლებსაც შეუძლიათ ფერთა კონტრასტი შექმნან ოპტიკურ სუბსტრატთან ან კონტრასტს სუბსტრატთან, შეიძლება შეიტანონ მასალაში. თუ სუბსტრატი შედგება მუქი მასალისგან, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფლუორესცენტური საღებავები. შემდეგ ზედაპირული დაზიანება შეიძლება ადვილად შემოწმდეს ოპტიკურად ან ელექტრონულად. იმის გამო, რომ ბზარები, როგორც წესი, ძალიან თხელია და მასალის შიგნით, როდესაც საღებავის შეღწევის სიღრმე არ არის საკმარისი, ეს შეიძლება არ წარმოადგენდეს მიკრობზარის ნამდვილ სიღრმეს. ბზარის სიღრმის რაც შეიძლება ზუსტად მიღების მიზნით, შემოთავაზებულია საღებავების გაჟღენთის რამდენიმე მეთოდი: მექანიკური წინასწარი დაწნეხვა და ცივი იზოსტატიკური წნეხი და ელექტრონული ზონდის მიკროანალიზის (EPMA) გამოყენება საღებავის კვალის აღმოსაჩენად ძალიან დაბალ კონცენტრაციებში.

ბ, არადესტრუქციული მეთოდები

ა) შეფასების მეთოდი

შეფასების მეთოდი ძირითადად აფასებს ზედაპირული დაზიანების სიღრმეს აბრაზიული მასალის ნაწილაკების ზომის და კომპონენტის ზედაპირის უხეშობის ზომის მიხედვით. მკვლევარები იყენებენ უამრავ ტესტს, რათა დაადგინონ შესაბამისი კავშირი აბრაზიული მასალის ნაწილაკების ზომასა და ქვედა ზედაპირის დაზიანების სიღრმეს შორის, ისევე როგორც შესატყვისი ცხრილი კომპონენტის ზედაპირის უხეშობის ზომასა და ქვე-ზედაპირს შორის. ზედაპირის დაზიანება. მიმდინარე კომპონენტის ზედაპირის მიწისქვეშა დაზიანება შეიძლება შეფასდეს მათი კორესპონდენციის გამოყენებით.

ბ) ოპტიკური თანმიმდევრული ტომოგრაფია (OCT)

ოპტიკური თანმიმდევრული ტომოგრაფია, რომლის ძირითადი პრინციპია მაიკლსონის ჩარევა, აფასებს გაზომილ ინფორმაციას სინათლის ორი სხივის ჩარევის სიგნალების მეშვეობით. ეს ტექნიკა ჩვეულებრივ გამოიყენება ბიოლოგიურ ქსოვილებზე დასაკვირვებლად და ქსოვილის ზედაპირული სტრუქტურის განივი ტომოგრაფიის მისაცემად. როდესაც OCT ტექნიკა გამოიყენება ოპტიკური ზედაპირის მიწისქვეშა დაზიანების დასაკვირვებლად, გაზომილი ნიმუშის რეფრაქციული ინდექსის პარამეტრი უნდა იყოს გათვალისწინებული ბზარის რეალური სიღრმის მისაღებად. მეთოდს შეუძლია აღმოაჩინოს დეფექტები 500 μm სიღრმეზე 20 μm-ზე უკეთესი ვერტიკალური გარჩევადობით. თუმცა, როდესაც ის გამოიყენება ოპტიკური მასალების SSD-ის გამოსავლენად, SSD ფენიდან ასახული შუქი შედარებით სუსტია, ამიტომ ძნელია ჩარევის ფორმირება. გარდა ამისა, ზედაპირის გაფანტვა ასევე იმოქმედებს გაზომვის შედეგებზე და გაზომვის სიზუსტე უნდა გაუმჯობესდეს.

გ) ლაზერული გაფანტვის მეთოდი

ასევე ფართოდ არის შესწავლილი ლაზერული დასხივება ფოტომეტრულ ზედაპირზე, ლაზერის გაფანტვის თვისებების გამოყენებით მიწისქვეშა დაზიანების ზომის შესაფასებლად. საერთო მათ შორისაა მთლიანი შიდა რეფექციული მიკროსკოპია (TIRM), კონფოკალური ლაზერული სკანირების მიკროსკოპია (CLSM) და კვეთა პოლარიზაციის კონფოკალური მიკროსკოპია (CPCM). ჯვარედინი პოლარიზაციის კონფოკალური მიკროსკოპია და სხვ.

დ) სკანირების აკუსტიკური მიკროსკოპი

სკანირების აკუსტიკური მიკროსკოპია (SAM), როგორც ულტრაბგერითი გამოვლენის მეთოდი, არის არადესტრუქციული ტესტირების მეთოდი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება შიდა დეფექტების გამოსავლენად. ეს მეთოდი ჩვეულებრივ გამოიყენება გლუვი ზედაპირის მქონე ნიმუშების გასაზომად. როდესაც ნიმუშის ზედაპირი ძალიან უხეშია, გაზომვის სიზუსტე შემცირდება ზედაპირზე გაფანტული ტალღების გავლენის გამო.

3 მიწისქვეშა დაზიანების კონტროლის მეთოდები

ჩვენი საბოლოო მიზანია ეფექტურად ვაკონტროლოთ ოპტიკური კომპონენტების მიწისქვეშა დაზიანება და მივიღოთ კომპონენტები, რომლებიც მთლიანად აშორებენ SSDS-ს. ნორმალურ პირობებში, ზედაპირული დაზიანების სიღრმე პროპორციულია აბრაზიული ნაწილაკების ზომისა, რაც უფრო მცირეა აბრაზიული ნაწილაკების ზომა, მით უფრო ზედაპირული დაზიანებაა, შესაბამისად, დაფქვის მარცვლოვნების შემცირებით და სრულად. სახეხი, შეგიძლიათ ეფექტურად გააუმჯობესოთ მიწისქვეშა დაზიანების ხარისხი. მიწისქვეშა დაზიანების კონტროლის დამუშავების დიაგრამა ეტაპობრივად ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში:

მიწისქვეშა დაზიანება კონტროლდება ეტაპობრივად
დაფქვის პირველი ეტაპი მთლიანად ამოიღებს ცარიელ ზედაპირზე მიწისქვეშა დაზიანებას და წარმოქმნის ახალ ზედაპირს ამ ეტაპზე, ხოლო შემდეგ დაფქვის მეორე ეტაპზე აუცილებელია პირველ ეტაპზე წარმოქმნილი SSD-ის ამოღება და ახალი მიწისქვეშა დაზიანების წარმოქმნა. ისევ, თავის მხრივ, დამუშავება, და აკონტროლეთ აბრაზიული ნაწილაკების ზომა და სისუფთავე და საბოლოოდ მიიღეთ მოსალოდნელი ოპტიკური ზედაპირი. ეს არის ასევე დამუშავების სტრატეგია, რომელსაც ოპტიკური წარმოება ასობით წლის განმავლობაში მისდევდა.

გარდა ამისა, დაფქვის პროცესის შემდეგ, კომპონენტის ზედაპირის პიკირებამ შეიძლება ეფექტურად მოხსნას ზედაპირული დაზიანება, რითაც გააუმჯობესოს ზედაპირის ხარისხი და გააუმჯობესოს დამუშავების ეფექტურობა.

კონტაქტი:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
ტელეფონი/Whatsapp/Wechat:86 19013265659
ვებ:www.pliroptics.com

დამატება: კორპუსი 1, No.1558, სადაზვერვო გზა, ცინგბაიჯიანგი, ჩენდუ, სიჩუანი, ჩინეთი