Гадаргуугийн чанар
Оптик гадаргуугийн гадаргуугийн чанар нь түүний гоо сайхны дүр төрхийг тодорхойлдог бөгөөд зураас, нүх, ухах зэрэг согогуудыг агуулдаг.Ихэнх тохиолдолд эдгээр гадаргуугийн согогууд нь цэвэр гоо сайхны шинж чанартай бөгөөд системийн гүйцэтгэлд төдийлөн нөлөөлдөггүй ч системийн нэвтрүүлэх чадвар бага зэрэг алдагдаж, сарнисан гэрлийн хэмжээ бага зэрэг нэмэгддэг.Гэсэн хэдий ч зарим гадаргуу нь эдгээр нөлөөлөлд илүү мэдрэмтгий байдаг, тухайлбал: (1) эдгээр согогууд нь фокусын төвд байгаа тул зургийн хавтгай дээрх гадаргуу, (2) өндөр эрчим хүчний түвшинг хардаг гадаргуу, учир нь эдгээр согог нь энерги шингээх, гэмтлийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. оптик.Гадаргуугийн чанарыг тодорхойлоход ашигладаг хамгийн түгээмэл үзүүлэлт бол MIL-PRF-13830B-д тодорхойлсон зураас ухах техникийн үзүүлэлт юм.Зураасны тэмдэглэгээг гэрэлтүүлгийн хяналттай нөхцөлд гадаргуу дээрх зураасыг стандарт зураастай харьцуулах замаар тодорхойлно.Тиймээс зураасны тэмдэглэгээ нь бодит зураасыг өөрөө тодорхойлдоггүй, харин MIL-Spec-ийн дагуу стандартчилагдсан зураастай харьцуулдаг.Харин ухах зориулалт нь ухах буюу гадарга дахь жижиг нүхтэй шууд холбоотой.Ухалтын тэмдэглэгээг ухах диаметрийг микроноор 10-д хуваасан байдлаар тооцно. 80-50-ийн зураас ухах үзүүлэлтийг стандарт чанар, 60-40 нарийвчлалтай чанар, 20-10 өндөр нарийвчлалтай чанар гэж үздэг.
| Хүснэгт 6: Гадаргуугийн чанарын үйлдвэрлэлийн хүлцэл | |
| Гадаргуугийн чанар (зураас ухах) | Чанарын зэрэг |
| 80-50 | Ердийн |
| 60-40 | Нарийвчлал |
| 40-20 | Өндөр нарийвчлал |
Гадаргуугийн тэгш байдал
Гадаргуугийн тэгш байдал нь толин тусгал, цонх, призм, хавтгай линз зэрэг тэгш гадаргуугийн хазайлтыг хэмждэг гадаргуугийн нарийвчлалын нэг төрөл юм.Энэ хазайлтыг оптик хавтгай ашиглан хэмжиж болох бөгөөд энэ нь туршилтын хэсгийн тэгш байдлыг харьцуулахад ашигладаг өндөр чанартай, өндөр нарийвчлалтай хавтгай жишиг гадаргуу юм.Туршилтын оптикийн хавтгай гадаргууг оптик хавтгайд байрлуулахад хэлбэр нь шалгагдаж буй оптикийн гадаргуугийн тэгш байдлыг тодорхойлдог захууд гарч ирдэг.Хэрэв захууд нь тэгш, шулуун, зэрэгцээ байвал туршилтанд хамрагдах оптик гадаргуу нь хамгийн багадаа жишиг оптик хавтгайтай адил тэгш байна.Хэрвээ захууд муруй байвал хоёр төсөөллийн шугамын хоорондох захын тоо нь захын төв рүү шүргэгч, нөгөө захын төгсгөлүүдээр дамжих нь тэгш байдлын алдааг илтгэнэ.Хавтгай байдлын хазайлтыг ихэвчлэн долгионы (λ) утгуудаар хэмждэг бөгөөд энэ нь туршилтын эх үүсвэрийн долгионы уртын үржвэр юм.Нэг зах нь долгионы ½-тэй тэнцэнэ, өөрөөр хэлбэл 1 λ нь 2 хүрээтэй тэнцэнэ.
| Хүснэгт 7: Хавтгай байдлын үйлдвэрлэлийн хүлцэл | |
| Хавтгай байдал | Чанарын зэрэг |
| 1λ | Ердийн |
| λ/4 | Нарийвчлал |
| λ/10 | Өндөр нарийвчлал |
Хүч
Хүч гэдэг нь муруй оптик гадаргуу эсвэл хүч чадалтай гадаргууд хамаарах гадаргуугийн нарийвчлалын нэг төрөл юм.Энэ нь оптикийн гадаргуу дээрх муруйлтыг хэмжих хэмжүүр бөгөөд линзний бөмбөрцөг хэлбэрийн микро масштабын хазайлтад хамаарах муруйлтын радиусаас ялгаатай.Жишээ нь, муруйлтын хүлцлийн радиусыг 100 +/-0.1мм гэж тодорхойлсон гэж үзвэл энэ радиусыг үүсгэж, өнгөлж, хэмжсэний дараа бид түүний бодит муруйлт 99.95 мм байх нь заасан механик хүлцэлд багтах болно.Энэ тохиолдолд бид зөв бөмбөрцөг хэлбэртэй болсон тул фокусын урт нь зөв гэдгийг бид мэднэ.Гэхдээ радиус болон фокусын урт зөв байна гэдэг нь линз нь төлөвлөсний дагуу ажиллана гэсэн үг биш юм.Тиймээс зөвхөн муруйлтын радиусыг тодорхойлоход хангалттай биш, мөн муруйлтын тууштай байдлыг тодорхойлох нь хангалттай бөгөөд энэ нь хүчийг хянах зорилготой юм.Дээр дурдсан 99.95 мм-ийн радиусыг дахин ашигласнаар оптикч хугарсан гэрлийн нарийвчлалыг ≤ 1λ хүртэл хязгаарлах замаар хянахыг хүсч болно.Энэ нь бүх диаметрийн дагуу бөмбөрцөг хэлбэрийн тууштай байдалд 632.8нм (1λ = 632.8нм)-ээс илүү хазайлт байж болохгүй гэсэн үг юм.Энэхүү илүү хатуу хяналтын түвшинг гадаргуугийн хэлбэрт нэмэх нь линзний нэг тал дахь гэрлийн туяа нөгөө талынхаас өөрөөр хугардаггүй гэдгийг батлахад тусална.Зорилго нь ирж буй бүх гэрлийн тодорхой фокусыг олж авах явдал байж болох тул хэлбэр нь илүү тогтвортой байх тусам гэрэл линзээр дамжин өнгөрөхөд илүү нарийвчлалтай байх болно.
Оптикчид цахилгааны алдааг долгион эсвэл ирмэгээр тодорхойлж, интерферометр ашиглан хэмждэг.Энэ нь муруй гадаргууг өндөр тохируулагдсан муруйлтын радиустай жишиг гадаргуутай харьцуулах замаар тэгш өнцөгттэй төстэй загвараар туршсан.Хоёр гадаргуугийн хоорондох агаарын цоорхойноос үүссэн интерференцийн ижил зарчмыг ашиглан туршилтын гадаргуугийн жишиг гадаргуугаас хазайлтыг тодорхойлоход интерференцийн захын хэв маягийг ашигладаг (Зураг 11).Лавлагаа хэсгээс хазайснаар Ньютоны цагираг гэж нэрлэгддэг хэд хэдэн цагираг бий болно.Илүү олон цагираг байх тусам хазайлт их болно.Гэрэл ба харанхуйн аль алиных нь нийлбэр биш харин харанхуй эсвэл цайвар цагирагийн тоо нь алдааны долгионы тооноос хоёр дахин их байна.
Зураг 11: Цахилгааны алдааг жишиг гадаргуутай харьцуулах эсвэл интерферометр ашиглан шалгасан
Эрчим хүчний алдаа нь муруйлтын радиусын алдаатай дараах тэгшитгэлээр холбогдож, ∆R нь радиусын алдаа, D нь линзний диаметр, R нь гадаргуугийн радиус, λ нь долгионы урт (ихэвчлэн 632.8нм) юм.
Эрчим хүчний алдаа [долгион эсвэл λ] = ∆R D²/8R²λ
Зураг 12: Диаметр дээрх цахилгааны алдаа ба Төвийн радиусын алдаа
Тогтмол бус байдал
Тогтмол бус байдал нь оптик гадаргуу дээрх жижиг хэмжээний өөрчлөлтийг харгалзан үздэг.Эрчим хүчний нэгэн адил үүнийг долгион эсвэл ирмэгээр хэмжиж, интерферометр ашиглан тодорхойлдог.Үзэл баримтлалын хувьд жигд бус байдлыг оптик гадаргуу хэр жигд гөлгөр байх ёстойг тодорхойлсон үзүүлэлт гэж үзэх нь хамгийн хялбар юм.Оптик гадаргуу дээрх нийт хэмжсэн оргил ба хөндий нь нэг хэсэгт маш их нийцэж байгаа бол оптикийн өөр хэсэг нь илүү том хазайлттай байж болно.Ийм тохиолдолд линзээр хугарсан гэрэл нь оптикоор хугарсан газраасаа хамаарч өөр өөр байж болно.Тиймээс линзийг зохион бүтээхдээ жигд бус байдлыг анхаарч үзэх нь чухал юм.Дараах зурагт энэ гадаргуугийн төгс бөмбөрцөг хэлбэрээс хазайлтыг жигд бус PV үзүүлэлтээр хэрхэн тодорхойлж болохыг харуулж байна.
Зураг 13: Тогтмол бус байдлын PV хэмжилт
Тогтмол бус байдал нь гадаргуугийн хэлбэр нь жишиг гадаргуугийн хэлбэрээс хэрхэн хазайж байгааг тодорхойлдог гадаргуугийн нарийвчлалын тодорхойлолтын нэг төрөл юм.Үүнийг хүч чадалтай ижил хэмжилтээс олж авдаг.Тогтмол байдал нь туршилтын гадаргууг жишиг гадаргуутай харьцуулах замаар үүссэн дугуй захын бөмбөрцөг байдлыг хэлнэ.Гадаргуугийн хүч нь 5-аас дээш ирмэгтэй бол 1 хүрээнээс бага жижиг жигд бус байдлыг илрүүлэхэд хэцүү байдаг.Тиймээс ойролцоогоор 5:1-ийн хүч ба тэгш бус байдлын харьцаатай гадаргууг тодорхойлох нь түгээмэл практик юм.
Зураг 14: Хавтгай байдал, хүч, жигд бус байдал
RMS ишлэл PV Эрчим хүч ба жигд бус байдал
Эрх мэдэл ба хууль бус байдлын талаар ярихдаа тэдгээрийг тодорхойлох хоёр аргыг ялгах нь чухал юм.Эхнийх нь үнэмлэхүй утга юм.Жишээлбэл, хэрэв оптикийг 1 долгионы жигд бус байдал гэж тодорхойлсон бол оптик гадаргуу дээрх хамгийн өндөр ба хамгийн доод цэг эсвэл оргилоос хөндий (PV) хооронд 1 долгионы зөрүү байж болохгүй.Хоёрдахь арга нь хүч эсвэл жигд бус байдлыг 1 долгионы RMS (үндсэн дундаж квадрат) эсвэл дундаж гэж зааж өгөх явдал юм.Энэхүү тайлбарт 1 долгионы RMS жигд бус гэж тодорхойлсон оптик гадаргуу нь үнэн хэрэгтээ 1 долгионоос дээш оргил ба хөндийтэй байж болох ч бүтэн гадаргууг шалгаж үзэхэд нийт дундаж тэгш бус байдал 1 долгионы дотор байх ёстой.
Ерөнхийдөө RMS болон PV нь объектын хэлбэр нь түүний боловсруулсан муруйлттай хэр нийцэж байгааг тодорхойлох арга бөгөөд үүнийг "гадаргуугийн дүрс" болон "гадаргуугийн барзгар" гэж нэрлэдэг.Тэдгээрийг хоёуланг нь интерферометрийн хэмжилт гэх мэт ижил өгөгдлөөр тооцдог боловч утга нь огт өөр юм.PV нь гадаргуугийн хувьд "хамгийн муу хувилбар" өгөхөд сайн;RMS нь хүссэн буюу лавлагаа гадаргуугаас гадаргуугийн зургийн дундаж хазайлтыг тодорхойлох арга юм.RMS нь гадаргуугийн ерөнхий өөрчлөлтийг тодорхойлоход тохиромжтой.PV болон RMS хооронд энгийн хамаарал байдаггүй.Гэсэн хэдий ч ерөнхий дүрмээр, RMS-ийн утгыг зэрэгцүүлэн харьцуулж үзвэл дундаж бус утгаас ойролцоогоор 0.2-оор хатуу байдаг, өөрөөр хэлбэл 0.1 долгионы жигд бус PV нь ойролцоогоор 0.5 долгионы RMS-тэй тэнцүү байна.
Гадаргуугийн өнгөлгөө
Гадаргуугийн тэгш бус байдал гэж нэрлэгддэг гадаргуугийн өнгөлгөө нь гадаргуу дээрх жижиг хэмжээний жигд бус байдлыг хэмждэг.Эдгээр нь ихэвчлэн өнгөлгөөний үйл явц, материалын төрлөөс үүдэлтэй харамсалтай дайвар бүтээгдэхүүн юм.Хэдийгээр оптик нь гадаргуу дээр бага зэрэг жигд бус, онцгой гөлгөр гэж тооцогддог байсан ч ойроос харахад микроскопийн бодит судалгаагаар гадаргуугийн бүтэц нь маш их ялгаатай байж болно.Энэхүү олдворын сайн зүйрлэл бол гадаргуугийн барзгар байдлыг зүлгүүрийн нунтагтай харьцуулах явдал юм.Хамгийн нарийн ширхэгтэй ширхэгийн хэмжээ нь хүрэхэд гөлгөр, тогтмол мэт санагддаг ч гадаргуу нь үнэндээ нунтаглалтын физик хэмжээгээр тодорхойлогддог микроскопийн оргил ба хөндийнүүдээс бүрддэг.Оптикийн хувьд "хүртэл" нь өнгөлгөөний чанараас үүдэлтэй гадаргуугийн бүтэц дэх микроскопийн жигд бус байдал гэж үзэж болно.Барзгар гадаргуу нь гөлгөр гадаргуугаас илүү хурдан элэгдэх хандлагатай байдаг бөгөөд жижиг хагарал, согогтой үед бөөм үүсэх магадлалтай тул зарим хэрэглээнд, ялангуяа лазер эсвэл хүчтэй халуунд хэрэглэхэд тохиромжгүй байдаг.
Долгион буюу долгионы фракцаар хэмжигддэг хүч ба жигд бус байдлаас ялгаатай нь гадаргуугийн бүтэц дээр хэт ойроос анхаарал хандуулдаг тул гадаргуугийн тэгш бус байдлыг ангстромын масштабаар хэмждэг бөгөөд үргэлж RMS-ээр хэмждэг.Харьцуулбал нэг нанометртэй тэнцэхийн тулд арван ангстром, нэг долгионтой тэнцэхийн тулд 632.8 нанометр шаардлагатай.
Зураг 15: Гадаргуугийн тэгш бус байдлын RMS хэмжилт
| Хүснэгт 8: Гадаргуугийн өнгөлгөөний үйлдвэрлэлийн хүлцэл | |
| Гадаргуугийн барзгар байдал (RMS) | Чанарын зэрэг |
| 50Å | Ердийн |
| 20Å | Нарийвчлал |
| 5Å | Өндөр нарийвчлал |
Дамжуулсан долгионы фронтын алдаа
Дамжуулсан долгионы фронтын алдаа (TWE) нь гэрэл өнгөрөх үед оптик элементүүдийн гүйцэтгэлийг тодорхойлоход ашиглагддаг.Гадаргуугийн хэлбэрийн хэмжилтээс ялгаатай нь дамжуулагдсан долгионы фронтын хэмжилт нь урд болон арын гадаргуугаас алдаа, шаантаг, материалын нэгэн төрлийн байдлыг агуулдаг.Энэхүү ерөнхий гүйцэтгэлийн хэмжүүр нь оптикийн бодит гүйцэтгэлийг илүү сайн ойлгох боломжийг олгодог.
Олон тооны оптик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг гадаргуугийн хэлбэр эсвэл TWE-ийн үзүүлэлтээр тус тусад нь туршиж үздэг боловч эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь гүйцэтгэлийн шаардлага бүхий илүү төвөгтэй оптик угсралтад зайлшгүй баригдсан байдаг.Зарим хэрэглээнд эцсийн гүйцэтгэлийг урьдчилан таамаглахын тулд эд ангиудын хэмжилт, хүлцэлд найдах нь зөвшөөрөгдөх боловч илүү эрэлт хэрэгцээтэй хэрэглээний хувьд угсралтын хэмжээг хэмжих нь чухал юм.
TWE хэмжилтийг оптик системийг техникийн шаардлагад нийцүүлэн бүтээсэн эсэхийг баталгаажуулахад ашигладаг бөгөөд хүлээгдэж буй байдлаар ажиллах болно.Нэмж дурдахад TWE хэмжилтийг системийг идэвхтэй уялдуулах, угсрах хугацааг багасгах, хүлээгдэж буй гүйцэтгэлийг хангахад ашиглаж болно.
Paralight Optics нь стандарт бөмбөрцөг хэлбэр, түүнчлэн асфер болон чөлөөт хэлбэрийн контурын аль алинд нь хамгийн сүүлийн үеийн CNC нунтаглагч, өнгөлөгчийг багтаасан.Үйл явцын хэмжилзүйн болон эцсийн шалгалтын аль алинд нь Zygo интерферометр, профилометр, TriOptics Opticentric, TriOptics OptiSpheric гэх мэт дэвшилтэт хэмжил зүйг ашиглахаас гадна оптик үйлдвэрлэх, бүрэх чиглэлээр олон жилийн туршлага хуримтлуулах нь бидэнд хамгийн төвөгтэй, нарийн төвөгтэй асуудлыг шийдвэрлэх боломжийг олгодог. үйлчлүүлэгчдээс шаардлагатай оптик үзүүлэлтийг хангахын тулд өндөр гүйцэтгэлтэй оптик.
Илүү нарийвчилсан тодорхойлолтыг авахыг хүсвэл манай каталогийн оптик эсвэл онцолсон бүтээгдэхүүнийг үзнэ үү.
Шуудангийн цаг: 2023 оны 4-р сарын 26