1 Požeminės žalos apibrėžimas ir priežastys
Optinių komponentų paviršiaus pažeidimas (SSD, paviršinis pažeidimas) paprastai minimas didelio tikslumo optinėse programose, tokiose kaip intensyvios lazerinės sistemos ir litografijos mašinos, o dėl jų buvimas riboja galutinį optinių komponentų apdorojimo tikslumą ir dar labiau paveikia vaizdavimą. optinių sistemų veikimą, todėl tam reikia skirti pakankamai dėmesio. Paviršiaus pažeidimams dažniausiai būdingi įtrūkimai elemento paviršiaus viduje ir vidiniai įtempių sluoksniai, kuriuos sukelia tam tikras liekamasis medžiagos sudėties skilimas ir deformacija artimoje paviršiaus srityje. Požeminio pažeidimo modelis parodytas taip: viršutinis sluoksnis yra poliruotas nuosėdų sluoksnis, tada įtrūkimų defektų sluoksnis ir įtempių deformacijos sluoksnis yra apatinis sluoksnis, o medžiagos sluoksnis be pažeidimų yra vidinis sluoksnis. Tarp jų įtrūkimų defektų sluoksnis ir įtempių deformacijos sluoksnis yra požeminiai pažeidimai.
Optinių medžiagų požeminio pažeidimo modelis
Medžiagos optiniai komponentai paprastai yra stiklas, keramika ir kitos kietos bei trapios medžiagos, o pradiniame komponentų apdorojimo etape reikia atlikti frezavimo, smulkaus šlifavimo ir grubaus poliravimo procesus, šiuose procesuose vyksta mechaninis šlifavimas ir cheminės reakcijos. ir vaidinti vaidmenį. Abrazyvas arba abrazyvinis įrankis, besiliečiantis su elemento paviršiumi, turi netolygaus dalelių dydžio charakteristikas, o kiekvieno elemento paviršiaus sąlyčio taško jėga nėra vienoda, todėl išgaubtas ir įgaubtas sluoksnis bei vidinis įtrūkimų sluoksnis bus gaminami ant stiklo paviršiaus. Įtrūkusiame sluoksnyje esanti medžiaga yra ta sudedamoji dalis, kuri šlifavimo proceso metu sulūžo, bet nenukrito nuo paviršiaus, todėl susidarys požeminiai pažeidimai. Nesvarbu, ar tai būtų abrazyvinis birių dalelių šlifavimas, ar CNC šlifavimas, šis reiškinys susiformuos medžiagos paviršiuje. Tikrasis požeminio pažeidimo poveikis parodytas šiame paveikslėlyje:
Požeminio paviršiaus pažeidimas
2 Požeminių pažeidimų matavimo metodai
Kadangi požeminių pažeidimų negalima ignoruoti, juos turi veiksmingai kontroliuoti optinių komponentų gamintojai. Norint veiksmingai ją kontroliuoti, būtina tiksliai nustatyti ir aptikti požeminio pažeidimo dydį komponento paviršiuje, nes nuo praėjusio amžiaus pradžios žmonės sukūrė įvairius metodus dydžiui matuoti ir įvertinti. komponento požeminio pažeidimo dydį, pagal poveikio optiniam komponentui laipsnio režimą, jį galima suskirstyti į dvi kategorijas: ardomąjį matavimą ir neardomąjį matavimą (neardomąjį bandymą).
Destruktyvus matavimo metodas, kaip rodo pavadinimas, yra būtinybė pakeisti optinio elemento paviršiaus struktūrą, kad būtų galima atskleisti paviršinius pažeidimus, kuriuos nėra lengva pastebėti, o tada naudoti mikroskopą ir kitus prietaisus stebėti. matavimo metodas, šis metodas dažniausiai užima daug laiko, tačiau jo matavimo rezultatai yra patikimi ir tikslūs. Neardomieji matavimo metodai, kurie nesukelia papildomos žalos komponento paviršiui, naudoja šviesos, garso ar kitokias elektromagnetines bangas požeminiam pažeidimo sluoksniui aptikti, o sluoksnyje įvykstančių savybių pasikeitimų dydžiui įvertinti. SSD, tokie metodai yra gana patogūs ir greiti, tačiau dažniausiai kokybinis stebėjimas. Pagal šią klasifikaciją dabartiniai požeminių pažeidimų aptikimo metodai parodyti paveikslėlyje žemiau:
Požeminių pažeidimų nustatymo metodų klasifikacija ir santrauka
Toliau pateikiamas trumpas šių matavimo metodų aprašymas:
A. Destruktyvūs metodai
a) Poliravimo būdas
Prieš pasirodant magnetorheologiniam poliravimui, optiniai darbuotojai paprastai naudojo kūginį poliravimą, kad išanalizuoti optinių komponentų paviršių pažeidimus, tai yra, pjauna optinį paviršių išilgai įstrižo kampo, kad susidarytų įstrižas vidinis paviršius, o po to poliruotas įstrižas paviršius. Paprastai manoma, kad poliravimas nepadidins pradinio paviršiaus pažeidimo. SSD sluoksnio įtrūkimai bus akivaizdžiau atskleisti per panardinamąją koroziją su cheminiais reagentais. Pažeistos požeminio sluoksnio gylis, ilgis ir kita informacija gali būti išmatuota optiškai stebint pasvirusį paviršių po panardinimo. Vėliau mokslininkai išrado rutulinio įdubimo metodą (Ball dimpling), tai yra sferinio poliravimo įrankiu paviršiui poliruoti po šlifavimo, išmetus duobę, duobės gylis turi būti kuo gilesnis, kad būtų atlikta analizė. duobės šono gali gauti informaciją apie pradinio paviršiaus požeminį pažeidimą.
Įprasti optinių elementų požeminių pažeidimų nustatymo metodai
Magnetorheologinis poliravimas (MRF) yra metodas, kai optiniams komponentams poliruoti naudojama magnetinė skysčio juostelė, kuri skiriasi nuo tradicinio asfalto / poliuretano poliravimo. Taikant tradicinį poliravimo metodą, poliravimo įrankis paprastai veikia didelę normalią jėgą optiniam paviršiui, o Mr Polishing pašalina optinį paviršių tangentine kryptimi, todėl Mr Polishing nepakeičia pradinių optinio paviršiaus pažeidimo charakteristikų. Todėl Mr Polishing gali būti naudojamas optinio paviršiaus grioveliui poliruoti. Tada analizuojamas poliravimo plotas, siekiant įvertinti pradinio optinio paviršiaus požeminio pažeidimo dydį.
a) Blokų klijavimo būdas
Šis metodas taip pat buvo naudojamas tiriant požeminius pažeidimus. Tiesą sakant, pasirinkite kvadratinį tos pačios formos ir medžiagos pavyzdį, nupoliruokite du mėginio paviršius, tada klijais suklijuokite du poliruotus mėginio paviršius, o tada sumalkite abiejų mėginių šonus vienodai. laiko. Susmulkinus du kvadratinius mėginius atskiriami cheminiai reagentai. Šlifavimo stadijos padaryto požeminio paviršiaus pažeidimo dydį galima įvertinti mikroskopu stebint atskirtą poliruotą paviršių. Metodo proceso schema yra tokia:
Požeminio paviršiaus pažeidimų nustatymo blokinio klijų metodu schema
Šis metodas turi tam tikrų apribojimų. Kadangi paviršius yra lipnus, lipnaus paviršiaus padėtis gali nevisiškai atspindėti faktinį požeminio paviršiaus pažeidimą medžiagos viduje po šlifavimo, todėl matavimo rezultatai gali atspindėti tik SSD padėtį.
a) Cheminis ėsdinimas
Metodo metu naudojamos tinkamos cheminės priemonės pažeistam optinio paviršiaus sluoksniui ardyti. Pasibaigus erozijos procesui, požeminio paviršiaus pažeidimas įvertinamas pagal paviršiaus formą ir komponento paviršiaus šiurkštumą bei erozijos greičio indekso pokytį. Dažniausiai naudojami cheminiai reagentai yra vandenilio fluorido rūgštis (HF), amonio vandenilio fluoridas (NH4HF) ir kitos ėsdinančios medžiagos.
b) Skerspjūvio metodas
Mėginys išpjaustomas ir skenuojantis elektroninis mikroskopas naudojamas tiesiogiai stebėti požeminio pažeidimo dydį.
c) impregnavimo dažais būdas
Kadangi šlifuoto optinio elemento paviršiniame sluoksnyje yra daug mikroįtrūkimų, į medžiagą gali būti įspausti dažai, kurie gali sudaryti kontrastingą spalvą su optiniu pagrindu arba kontrastą su pagrindu. Jei substratas sudarytas iš tamsios medžiagos, galima naudoti fluorescencinius dažus. Po to paviršiaus pažeidimus galima lengvai patikrinti optiškai arba elektroniniu būdu. Kadangi įtrūkimai dažniausiai yra labai smulkūs ir medžiagos viduje, kai nepakanka dažų įsiskverbimo gylio, jis gali neatspindėti tikrojo mikroįtrūkimo gylio. Siekiant kuo tiksliau išgauti įtrūkimo gylį, buvo pasiūlyta keletas dažų impregnavimo metodų: mechaninis išankstinis presavimas ir šaltas izostatinis presavimas bei elektroninio zondo mikroanalizės (EPMA) panaudojimas dažų pėdsakams aptikti esant labai mažoms koncentracijoms.
B, neardomieji metodai
a) Įvertinimo metodas
Įvertinimo metodas daugiausia įvertina požeminio pažeidimo gylį pagal abrazyvinės medžiagos dalelių dydį ir komponento paviršiaus šiurkštumo dydį. Tyrėjai naudoja daugybę bandymų, kad nustatytų atitinkamą santykį tarp abrazyvinės medžiagos dalelių dydžio ir požeminio pažeidimo gylio, taip pat atitikimo lentelę tarp komponento paviršiaus šiurkštumo dydžio ir pagrindo. paviršiaus pažeidimas. Pagal jų atitiktį galima įvertinti esamų komponentų paviršiaus požeminius pažeidimus.
b) Optinė koherentinė tomografija (OCT)
Optinė koherentinė tomografija, kurios pagrindinis principas yra Michelsono trukdžiai, įvertina išmatuotą informaciją per dviejų šviesos pluoštų trikdžių signalus. Šis metodas dažniausiai naudojamas stebėti biologinius audinius ir atlikti audinio požeminės struktūros skerspjūvio tomografiją. Kai optinio paviršiaus pažeidimams stebėti naudojama UŠT technika, norint gauti tikrąjį įtrūkimo gylį, reikia atsižvelgti į išmatuoto mėginio lūžio rodiklio parametrą. Pranešama, kad šis metodas gali aptikti defektus 500 μm gylyje, o vertikalioji skiriamoji geba yra geresnė nei 20 μm. Tačiau kai jis naudojamas SSD optinėms medžiagoms aptikti, nuo SSD sluoksnio atsispindi šviesa yra gana silpna, todėl sunku formuoti trukdžius. Be to, paviršiaus sklaida taip pat turės įtakos matavimo rezultatams, todėl reikia pagerinti matavimo tikslumą.
c) Lazerio sklaidos metodas
Taip pat buvo plačiai ištirtas fotometrinio paviršiaus lazerio švitinimas, naudojant lazerio sklaidos savybes, siekiant įvertinti požeminio paviršiaus pažeidimo dydį. Įprastos yra visos vidaus atspindžio mikroskopija (TIRM), konfokalinė lazerinė skenavimo mikroskopija (CLSM) ir susikertančios poliarizacijos konfokalinė mikroskopija (CPCM). kryžminės poliarizacijos konfokalinė mikroskopija ir kt.
d) Skenuojantis akustinis mikroskopas
Skenuojanti akustinė mikroskopija (SAM), kaip ultragarsinis aptikimo metodas, yra neardomasis tyrimo metodas, plačiai naudojamas vidinių defektų aptikimui. Šis metodas dažniausiai naudojamas lygaus paviršiaus mėginiams matuoti. Kai bandinio paviršius yra labai grubus, matavimo tikslumas sumažės dėl paviršiaus išsklaidytų bangų įtakos.
3 Požeminių pažeidimų kontrolės metodai
Mūsų pagrindinis tikslas yra veiksmingai kontroliuoti optinių komponentų požeminius pažeidimus ir gauti komponentus, kurie visiškai pašalina SSDS. Įprastomis aplinkybėmis požeminio paviršiaus pažeidimo gylis yra proporcingas abrazyvo dalelių dydžiui, kuo mažesnis abrazyvo dalelių dydis, tuo mažesnis paviršiaus pažeidimas, todėl sumažinus šlifavimo smulkumą ir visiškai šlifuojant, galite efektyviai pagerinti požeminio paviršiaus pažeidimo laipsnį. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodyta požeminio pažeidimo kontrolės etapais apdorojimo schema:
Požeminiai pažeidimai kontroliuojami etapais
Pirmajame šlifavimo etape bus visiškai pašalintas tuščio paviršiaus paviršiaus pažeidimas ir šiame etape bus sukurtas naujas paviršius, o antrajame šlifavimo etape būtina pašalinti pirmajame etape sugeneruotą SSD ir padaryti naujus požeminius pažeidimus. vėlgi, apdorojant savo ruožtu ir kontroliuojant abrazyvo dalelių dydį bei grynumą ir galiausiai gaunamas laukiamas optinis paviršius. Tai taip pat yra apdorojimo strategija, kurios optinė gamyba laikėsi šimtus metų.
Be to, po šlifavimo proceso komponento paviršiaus ėsdinimas gali veiksmingai pašalinti požeminius pažeidimus, taip pagerinant paviršiaus kokybę ir pagerinant apdorojimo efektyvumą.
Susisiekite:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
Telefonas/Whatsapp/Wechat: 86 19013265659
žiniatinklis:www.pliroptics.com
Pridėti: 1 pastatas, Nr. 1558, žvalgybos kelias, Čingbaidziangas, Čengdu, Sičuanas, Kinija
Paskelbimo laikas: 2024-04-18
