1 Жер қойнауының зақымдануының анықтамасы және себептері
Оптикалық компоненттердің жер асты зақымдалуы (SSD, жер асты зақымдануы) әдетте қарқынды лазерлік жүйелер мен литография машиналары сияқты жоғары дәлдіктегі оптикалық қолданбаларда айтылады және оның болуы оптикалық компоненттердің соңғы өңдеу дәлдігін шектейді және бейнелеуге одан әрі әсер етеді. оптикалық жүйелердің өнімділігі, сондықтан оған жеткілікті назар аудару қажет. Жер қойнауының зақымдануы әдетте элементтің бетінің ішіндегі жарықшақтар мен ішкі кернеу қабаттарымен сипатталады, олар беткейдің жақын аймағында кейбір қалдық фрагментация және материал құрамының деформациясы нәтижесінде пайда болады. Жер қойнауының зақымдану моделі келесідей көрсетілген: үстіңгі қабат жылтыратылған шөгінді қабаты, содан кейін жарықшақтың ақаулық қабаты және кернеулі деформация қабаты төменгі қабат, ал зақымдалмаған материал қабаты ең ішкі қабат болып табылады. Олардың ішінде жарықшақтың ақаулық қабаты және кернеулі деформация қабаты жер асты зақымдануы болып табылады.
Оптикалық материалдардың жер асты зақымдану моделі
Материалдың оптикалық құрамдас бөліктері негізінен шыны, керамика және басқа қатты және сынғыш материалдар болып табылады, компоненттерді өңдеудің бастапқы сатысында фрезерлік қалыптау, ұсақ ұнтақтау және өрескел жылтырату процестерінен өту керек, бұл процестерде механикалық ұнтақтау және химиялық реакциялар бар. және рөл атқарады. Элементтің бетімен жанасатын абразивті немесе абразивті құрал бөлшектердің біркелкі емес өлшемдерінің сипаттамаларына ие және элементтің бетіндегі әрбір жанасу нүктесінің күші біркелкі емес, сондықтан дөңес және ойыс қабат және ішкі жарықшақ қабаты болады. шыны бетінде өндіріледі. Жарылған қабатта бар материал ұнтақтау процесінде бұзылған, бірақ бетінен түспеген құрамдас бөлік болып табылады, сондықтан жер асты зақымдануы пайда болады. Бұл борпылдақ бөлшектерді абразивті ұнтақтау немесе CNC тегістеу болсын, бұл құбылыс материалдың бетінде қалыптасады. Жер асты зақымдануының нақты әсері келесі суретте көрсетілген:
Жер қойнауының зақымдануы
2 Жер қойнауының зақымдануын өлшеу әдістері
Жер асты зақымдануды елемеуге болмайтындықтан, оны оптикалық компоненттер өндірушілері тиімді бақылауы керек. Оны тиімді бақылау үшін құрамдас бөліктің бетіндегі жер қойнауының зақымдану мөлшерін дәл анықтау және анықтау қажет, өткен ғасырдың басынан бастап адамдар өлшемді өлшеу және бағалаудың әртүрлі әдістерін әзірледі. құрамдас бөліктің жер қойнауының зақымдануы бойынша оптикалық құрамдас бөлікке әсер ету дәрежесіне қарай оны екі санатқа бөлуге болады: бұзатын өлшеу және бұзбайтын өлшеу (бұзбайтын бақылау).
Деструктивті өлшеу әдісі, аты айтып тұрғандай, оптикалық элементтің беткі қабатының құрылымын өзгерту қажеттілігі, осылайша байқау оңай емес жер асты зақымдануын анықтауға болады, содан кейін микроскопты және басқа құралдарды бақылау үшін қолдану. өлшеу әдісі, бұл әдіс әдетте көп уақытты қажет етеді, бірақ оның өлшеу нәтижелері сенімді және дәл. Құрамдас бөліктің бетіне қосымша зақым келтірмейтін, жер қойнауының зақымдану қабатын анықтау үшін жарық, дыбыс немесе басқа электромагниттік толқындарды пайдаланатын және олардың мөлшерін бағалау үшін қабатта болатын мүліктік өзгерістердің мөлшерін пайдаланатын бұзбайтын өлшеу әдістері. SSD, мұндай әдістер салыстырмалы түрде ыңғайлы және жылдам, бірақ әдетте сапалы бақылау. Осы классификацияға сәйкес жер асты зақымдануын анықтаудың ағымдағы әдістері төмендегі суретте көрсетілген:
Жер қойнауының зақымдануын анықтау әдістерінің жіктелуі және қысқаша мазмұны
Бұл өлшеу әдістерінің қысқаша сипаттамасы төмендегідей:
A. Деструктивті әдістер
а) Жылтырату әдісі
Магнитореологиялық жылтырату пайда болғанға дейін оптикалық қызметкерлер әдетте оптикалық компоненттердің жер асты зақымдалуын талдау үшін Конусты жылтыратуды пайдаланды, яғни қиғаш ішкі бетті қалыптастыру үшін оптикалық бетті қиғаш Бұрыш бойымен кесіп, содан кейін қиғаш бетті жылтыратады. Әдетте жылтырату бастапқы жер асты зақымдануын күшейтпейді деп саналады. SSD қабатының жарықтары химиялық реагенттермен батыру коррозиясы арқылы айқынырақ ашылады. Жер асты зақымдану қабатының тереңдігін, ұзындығын және басқа да ақпаратты суға батырғаннан кейін көлбеу бетті оптикалық бақылау арқылы өлшеуге болады. Кейінірек ғалымдар Допты шұңқырлау әдісін ойлап тапты, бұл тегістеу, шұңқырды лақтырудан кейін бетті жылтырату үшін сфералық жылтырату құралын пайдалану, шұңқырдың тереңдігі мүмкіндігінше терең болуы керек, осылайша талдау шұңқыр жағының бастапқы бетінің жер қойнауының зақымдануы туралы ақпаратын алуға болады.
Оптикалық элементтердің жер асты зақымдалуын анықтаудың жалпы әдістері
Магнитореологиялық жылтырату (MRF) - дәстүрлі асфальт/полиуретанды жылтыратудан ерекшеленетін оптикалық компоненттерді жылтырату үшін магниттік сұйықтық жолағын пайдаланатын әдіс. Дәстүрлі жылтырату әдісінде жылтырату құралы әдетте оптикалық бетке үлкен қалыпты күш түсіреді, ал Mr Polishing оптикалық бетті тангенциалды бағытта жояды, сондықтан Mr Polishing оптикалық беттің бастапқы жер асты зақымдану сипаттамаларын өзгертпейді. Сондықтан, Mr Polishing оптикалық бетіндегі ойықты жылтырату үшін қолданылуы мүмкін. Содан кейін жылтырату аймағы бастапқы оптикалық беттің жер асты зақымдануының мөлшерін бағалау үшін талданады.
а) Блокты желімдеу әдісі
Бұл әдіс жер асты зақымдануын тексеру үшін де қолданылған. Шын мәнінде, пішіні мен материалы бірдей шаршы үлгіні таңдап, үлгінің екі бетін жылтыратыңыз, содан кейін үлгінің екі жылтыратылған бетін бір-біріне жабыстыру үшін желім қолданыңыз, содан кейін екі үлгінің бүйірлерін бірдей тегістеңіз. уақыт. Ұнтақтаудан кейін екі шаршы үлгіні бөлу үшін химиялық реагенттер қолданылады. Тегістеу сатысынан туындаған жер қойнауының зақымдану көлемін микроскоппен бөлінген жылтыратылған бетті бақылау арқылы бағалауға болады. Әдістің технологиялық схемасы келесідей:
Блоктық желім әдісімен жер қойнауының зақымдануын анықтау схемасы
Бұл әдіс белгілі бір шектеулерге ие. Жабысқақ бет бар болғандықтан, жабысқақ беттің жағдайы тегістеуден кейін материалдың ішіндегі нақты жер асты зақымдалуын толық көрсетпеуі мүмкін, сондықтан өлшеу нәтижелері тек белгілі бір дәрежеде SSD жағдайын көрсете алады.
а) Химиялық өңдеу
Әдіс оптикалық бетінің зақымдалған қабатын эрозиялау үшін қолайлы химиялық агенттерді пайдаланады. Эрозия процесі аяқталғаннан кейін жер қойнауының зақымдануы компонент бетінің бетінің пішіні мен кедір-бұдыры және эрозия жылдамдығының индексінің өзгеруі бойынша бағаланады. Кеңінен қолданылатын химиялық реагенттер - фторлы қышқыл (HF), аммоний сутегі фториді (NH4HF) және басқа коррозиялық агенттер.
б) Көлденең қима әдісі
Үлгі бөлшектенеді және жер қойнауының зақымдану мөлшерін тікелей бақылау үшін сканерлеуші электронды микроскоп қолданылады.
в) Бояғышты сіңдіру әдісі
Жердегі оптикалық элементтің беткі қабатында көптеген микрожарықтар бар болғандықтан, оптикалық субстратпен түс контрастын немесе субстратпен контрастты құра алатын бояғыштарды материалға басуға болады. Егер субстрат қараңғы материалдан тұрса, флуоресцентті бояғыштарды қолдануға болады. Содан кейін жер асты зақымдалуын оптикалық немесе электронды түрде оңай тексеруге болады. Жарықтар әдетте өте ұсақ және материалдың ішінде болғандықтан, бояғыштың ену тереңдігі жеткіліксіз болғанда, ол микрожарықтың шынайы тереңдігін көрсетпеуі мүмкін. Жарықшақтардың тереңдігін барынша дәл алу үшін бояғыштарды сіңдірудің бірқатар әдістері ұсынылды: механикалық алдын ала препресстеу және суық изостатикалық престеу, өте төмен концентрациядағы бояу іздерін анықтау үшін электронды зонд микроанализін (EPMA) қолдану.
B, бұзбайтын әдістер
а) Бағалау әдісі
Бағалау әдісі негізінен абразивтік материалдың бөлшектерінің өлшеміне және компоненттің бетінің кедір-бұдырының өлшеміне сәйкес жер асты зақымдану тереңдігін бағалайды. Зерттеушілер абразивтік материалдың бөлшектерінің мөлшері мен жер асты зақымдану тереңдігі арасындағы сәйкес қатынасты анықтау үшін көптеген сынақтарды пайдаланады, сонымен қатар құрамдас бөліктің бетінің кедір-бұдырының өлшемі мен қосалқы бөлшектер арасындағы сәйкестік кестесін пайдаланады. бетінің зақымдануы. Ағымдағы құрамдас бетінің жер қойнауының зақымдалуын олардың сәйкестігі арқылы бағалауға болады.
б) Оптикалық когерентті томография (ОКТ)
Негізгі принципі Мишельсон интерференциясы болып табылатын оптикалық когеренттік томография екі жарық сәулесінің интерференциялық сигналдары арқылы өлшенген ақпаратты бағалайды. Бұл әдіс әдетте биологиялық тіндерді бақылау және тіннің жер асты құрылымының көлденең қималық томографиясын беру үшін қолданылады. Оптикалық беттің жер асты қабатының зақымдалуын бақылау үшін OCT әдісін пайдаланған кезде, жарықтың нақты тереңдігін алу үшін өлшенген үлгінің сыну көрсеткішінің параметрін ескеру қажет. Әдіс 20 мкм-ден жақсырақ тік рұқсатпен 500 мкм тереңдіктегі ақауларды анықтай алады. Дегенмен, ол оптикалық материалдарды SSD анықтау үшін пайдаланылған кезде, SSD қабатынан шағылысқан жарық салыстырмалы түрде әлсіз, сондықтан кедергі жасау қиын. Сонымен қатар, беттің шашырауы да өлшеу нәтижелеріне әсер етеді және өлшеу дәлдігін жақсарту қажет.
в) Лазерлік шашырау әдісі
Жер қойнауының зақымдану көлемін бағалау үшін лазердің шашырау қасиеттерін пайдалана отырып, фотометриялық беттегі лазерлік сәулелену де кеңінен зерттелген. Жалпыға ортақ ішкі көрініс микроскопиясы (TIRM), конфокальды лазерлік сканерлеу микроскопиясы (CLSM) және қиылысатын поляризациялық конфокальды микроскопия (CPCM) жатады. кросс-поляризациялық конфокальды микроскопия және т.б.
г) Сканерлеуші акустикалық микроскоп
Сканерлеуші акустикалық микроскопия (SAM) ультрадыбыстық анықтау әдісі ретінде ішкі ақауларды анықтау үшін кеңінен қолданылатын бұзылмайтын сынақ әдісі болып табылады. Бұл әдіс әдетте беттері тегіс үлгілерді өлшеу үшін қолданылады. Үлгінің беті өте кедір-бұдыр болған кезде беттік шашыраңқы толқындардың әсерінен өлшеу дәлдігі төмендейді.
3 Жер қойнауының зақымдануын бақылау әдістері
Біздің басты мақсатымыз – оптикалық компоненттердің жер асты зақымдалуын тиімді бақылау және SSDS-ті толығымен алып тастайтын компоненттерді алу. Қалыпты жағдайда жер асты зақымдану тереңдігі абразивті бөлшектердің өлшеміне пропорционалды, абразивтің бөлшектерінің өлшемі неғұрлым аз болса, жер асты зақымдануы таяз болады, сондықтан ұнтақтаудың түйіршіктілігін азайту арқылы және толығымен тегістеу, сіз жер асты зақымдану дәрежесін тиімді жақсартуға болады. Жер асты зақымдануын кезең-кезеңмен бақылаудың өңдеу диаграммасы төмендегі суретте көрсетілген:
Жер қойнауының зақымдануы кезең-кезеңімен бақыланады
Тегістеудің бірінші кезеңі бос беттегі жер қойнауының зақымдануын толығымен жояды және осы кезеңде жаңа жер қойнауын шығарады, содан кейін ұнтақтаудың екінші кезеңінде бірінші кезеңде пайда болған SSD-ны алып тастау және жер қойнауының жаңа зақымдануын жасау қажет. қайтадан, өз кезегінде өңдеу және абразивтің бөлшектерінің өлшемін және тазалығын бақылап, соңында күтілетін оптикалық бетті алыңыз. Бұл оптикалық өндіріс жүздеген жылдар бойы ұстанған өңдеу стратегиясы.
Сонымен қатар, ұнтақтау процесінен кейін құрамдастың бетін қышу жер асты зақымдануын тиімді жояды, осылайша бетінің сапасын жақсартады және өңдеу тиімділігін арттырады.
Байланыс:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
Телефон/Whatsapp/Wechat:86 19013265659
веб:www.pliroptics.com
Қосу: 1-ғимарат, №1558, барлау жолы, Цинбайцзян, Чэнду, Сычуань, Қытай
Жіберу уақыты: 18 сәуір 2024 ж
