1 Дефиниција и узроци подземних оштећења
Под-површинско оштећење оптичких компоненти (ССД, под-површинско оштећење) се обично помиње у оптичким апликацијама високе прецизности као што су интензивни ласерски системи и литографске машине, а његово постојање ограничава коначну тачност обраде оптичких компоненти и даље утиче на слику. перформансе оптичких система, па му треба посветити довољно пажње. Подповршинска оштећења обично карактеришу пукотине унутар површине елемента и унутрашњи слојеви напрезања, који су узроковани неком резидуалном фрагментацијом и деформацијом састава материјала у близини површине. Модел подземног оштећења је приказан на следећи начин: горњи слој је полирани слој седимента, а затим слој дефекта пукотине и слој деформације напона су доњи слој, а слој материјала без оштећења је унутрашњи слој. Међу њима, дефектни слој пукотине и слој деформације напона су подземна оштећења.
Модел подземних оштећења оптичких материјала
Оптичке компоненте материјала су углавном стакло, керамика и други тврди и ломљиви материјали, у раној фази обраде компоненти треба да прођу кроз процесе млевења, финог брушења и грубог полирања, у овим процесима постоје механичко брушење и хемијске реакције и играти улогу. Абразивни или абразивни алат у контакту са површином елемента има карактеристике неуједначене величине честица, а сила сваке контактне тачке на површини елемента није равномерна, па ће конвексни и конкавни слој и унутрашњи слој пукотине се производи на стакленој површини. Материјал присутан у напукнутом слоју је компонента која се сломила током процеса млевења, али није отпала са површине, тако да ће се формирати подповршинска оштећења. Било да је у питању абразивно брушење лабавих честица или ЦНЦ брушење, овај феномен ће се формирати на површини материјала. Стварни ефекат оштећења испод површине приказан је на следећој слици:
Рендеровање подземних оштећења
2 Методе мерења подземних оштећења
Пошто се подземна оштећења не могу занемарити, произвођачи оптичких компоненти морају ефикасно да их контролишу. Да би се ефикасно контролисало, неопходно је прецизно идентификовати и открити величину подземних оштећења на површини компоненте, од почетка прошлог века људи су развили различите методе за мерење и процену величине. подземних оштећења компоненте, према начину степена утицаја на оптичку компоненту, може се поделити у две категорије: деструктивно мерење и мерење без разарања (безразорно испитивање).
Деструктивни метод мерења, као што и само име каже, је потреба да се промени површинска структура оптичког елемента, како би се открила подповршинска оштећења која није лако уочити, а затим се помоћу микроскопа и других инструмената посматра методом мерења, ова метода је обично дуготрајна, али су њени резултати мерења поуздани и тачни. Методе мерења без разарања, које не изазивају додатна оштећења на површини компоненте, користе светлост, звук или друге електромагнетне таласе за откривање подземног оштећеног слоја и користе количину промена својстава до којих долази у слоју да би проценили величину на ССД-у, такве методе су релативно згодне и брзе, али обично квалитативно посматрање. Према овој класификацији, тренутне методе детекције оштећења испод површине приказане су на слици испод:
Класификација и сажетак метода откривања подземних оштећења
Следи кратак опис ових метода мерења:
А. Деструктивне методе
а) Метода полирања
Пре појаве магнетореолошког полирања, оптички радници су обично користили тапер полирање да анализирају подповршинско оштећење оптичких компоненти, односно сечење оптичке површине дуж косог угла да би се формирала коса унутрашње површине, а затим полирање косе површине. Уопштено се верује да полирање неће погоршати првобитно оштећење испод површине. Пукотине на ССД слоју ће се очигледније открити кроз корозију потапањем хемијским реагенсима. Дубина, дужина и друге информације подземног слоја оштећења могу се измерити оптичким посматрањем нагнуте површине након потапања. Касније су научници измислили методу Балл димплинг (Балл димплинг), а то је да се помоћу сферног алата за полирање полира површина након брушења, избацивања удубљења, дубина јаме треба да буде што дубља, како би анализа стране јаме може добити информације о подземним оштећењима оригиналне површине.
Уобичајене методе за откривање подземних оштећења оптичких елемената
Магнетореолошко полирање (МРФ) је техника која користи траку магнетног флуида за полирање оптичких компоненти, што се разликује од традиционалног полирања асфалта/полиуретана. У традиционалној методи полирања, алат за полирање обично врши велику нормалну силу на оптичку површину, док Мр Полисхинг уклања оптичку површину у тангенцијалном правцу, тако да Мр Полисхинг не мења оригиналне карактеристике оштећења испод површине оптичке површине. Стога се Мр Полисхинг може користити за полирање жлеба на оптичкој површини. Затим се анализира област полирања да би се проценила величина подземног оштећења оригиналне оптичке површине.
а) Метода лепљења блокова
Ова метода је такође коришћена за испитивање оштећења испод површине. У ствари, изаберите квадратни узорак истог облика и материјала, полирајте две површине узорка, а затим користите лепак да залепите две полиране површине узорка заједно, а затим истовремено брусите стране два узорка време. Након млевења, хемијски реагенси се користе за раздвајање два квадратна узорка. Величина подземног оштећења проузрокованог фазом млевења може се проценити посматрањем одвојене полиране површине под микроскопом. Шематски дијаграм процеса ове методе је следећи:
Шематски дијаграм детекције подземних оштећења методом блок лепка
Овај метод има одређена ограничења. Пошто постоји лепљива површина, ситуација лепљиве површине можда неће у потпуности одражавати стварна подземна оштећења унутар материјала након брушења, тако да резултати мерења могу само у одређеној мери да одражавају ситуацију ССД-а.
а) Хемијско нагризање
Метода користи погодна хемијска средства за еродирање оштећеног слоја оптичке површине. Након што је процес ерозије завршен, подземно оштећење се процењује на основу облика површине и храпавости површине компоненте и промене индекса брзине ерозије. Обично коришћени хемијски реагенси су флуороводонична киселина (ХФ), амонијум водоник флуорид (НХ4ХФ) и други корозивни агенси.
б) Метода попречног пресека
Узорак се сецира и скенирајући електронски микроскоп се користи за директно посматрање величине подземног оштећења.
ц) Метода импрегнације боје
Пошто површински слој брушеног оптичког елемента садржи велики број микропукотина, у материјал се могу утиснути боје које могу да формирају контраст боје са оптичком подлогом или контраст са подлогом. Ако се подлога састоји од тамног материјала, могу се користити флуоресцентне боје. Оштећења испод површине могу се лако проверити оптички или електронски. Пошто су пукотине обично веома фине и унутар материјала, када дубина продирања боје није довољна, то можда не представља праву дубину микропукотине. У циљу што прецизнијег добијања дубине прслине, предложено је више метода за импрегнацију боја: механичко предпресовање и хладно изостатичко пресовање, као и употреба микроанализе електронске сонде (ЕПМА) за откривање трагова боје при веома ниским концентрацијама.
Б, недеструктивне методе
а) Метод процене
Метода процене углавном процењује дубину оштећења испод површине према величини честица абразивног материјала и величини храпавости површине компоненте. Истраживачи користе велики број тестова да би установили одговарајући однос између величине честица абразивног материјала и дубине подповршинског оштећења, као и табелу подударања између величине храпавости површине компоненте и под-површине. оштећење површине. Подповршинско оштећење површине тренутне компоненте може се проценити коришћењем њихове кореспонденције.
б) Оптичка кохерентна томографија (ОЦТ)
Оптичка кохерентна томографија, чији је основни принцип Мајкелсонова интерференција, процењује мерене информације путем интерферентних сигнала два снопа светлости. Ова техника се обично користи за посматрање биолошких ткива и давање томографије попречног пресека подземне структуре ткива. Када се ОЦТ техника користи за посматрање подземних оштећења оптичке површине, мора се узети у обзир параметар индекса преламања измереног узорка да би се добила стварна дубина прслине. Метода наводно може открити дефекте на дубини од 500 μм са вертикалном резолуцијом бољом од 20 μм. Међутим, када се користи за ССД детекцију оптичких материјала, светлост која се одбија од ССД слоја је релативно слаба, тако да је тешко формирати сметње. Поред тога, површинско расипање ће такође утицати на резултате мерења, а тачност мерења треба да се побољша.
в) Метода ласерског расејања
Ласерско зрачење на фотометријској површини, користећи својства расејања ласера за процену величине подземног оштећења, такође је опширно проучавано. Уобичајене укључују тоталну унутрашњу рефекциону микроскопију (ТИРМ), конфокалну ласерску скенирајућу микроскопију (ЦЛСМ) и конфокалну микроскопију са укрштањем поларизације (ЦПЦМ). унакрсна поларизациона конфокална микроскопија итд.
д) Скенирајући акустични микроскоп
Скенирајућа акустична микроскопија (САМ), као ултразвучна метода детекције, је метода недеструктивног испитивања која се широко користи за откривање унутрашњих дефеката. Ова метода се обично користи за мерење узорака са глатким површинама. Када је површина узорка веома храпава, тачност мерења ће бити смањена због утицаја површинских расејаних таласа.
3 Методе контроле подземних оштећења
Наш крајњи циљ је да ефикасно контролишемо подземна оштећења оптичких компоненти и добијемо компоненте које у потпуности уклањају ССДС. У нормалним околностима, дубина оштећења испод површине је пропорционална величини честица абразива, што је мања величина честица абразива, то је плиће оштећење површине, дакле, смањењем грануларности брушења и потпуно брушење, можете ефикасно побољшати степен оштећења испод површине. Дијаграм обраде контроле оштећења испод површине у фазама је приказан на слици испод:
Подповршинска оштећења се контролишу у фазама
Прва фаза брушења ће у потпуности уклонити подземна оштећења на празној површини и произвести нову подповршину у овој фази, а затим у другој фази брушења потребно је уклонити ССД генерисан у првој фази и произвести нова подземна оштећења опет, заузврат, обрада и контрола величине честица и чистоће абразива и коначно добијање очекиване оптичке површине. Ово је такође стратегија обраде коју је оптичка производња пратила стотинама година.
Поред тога, након процеса млевења, кисељење површине компоненте може ефикасно уклонити оштећења испод површине, чиме се побољшава квалитет површине и побољшава ефикасност обраде.
Контакт:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
Телефон/Вхатсапп/Вецхат:86 19013265659
веб:ввв.плироптицс.цом
Додај: зграда 1, бр. 1558, обавештајни пут, Ћингбајђанг, Ченгду, Сечуан, Кина
Време поста: 18. април 2024
