ความเสียหายใต้พื้นผิวขององค์ประกอบทางแสง

การแสดงความเสียหายใต้ผิวดิน

2 วิธีการวัดความเสียหายใต้ผิวดิน

เนื่องจากความเสียหายใต้พื้นผิวไม่สามารถละเลยได้ จึงจำเป็นต้องได้รับการควบคุมอย่างมีประสิทธิภาพโดยผู้ผลิตส่วนประกอบทางแสง เพื่อให้สามารถควบคุมได้อย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องระบุและตรวจจับขนาดของความเสียหายใต้พื้นผิวบนพื้นผิวของส่วนประกอบอย่างแม่นยำ เนื่องจากในช่วงต้นศตวรรษที่ผ่านมา ผู้คนได้พัฒนาวิธีการต่างๆ ในการวัดและประเมินขนาด ของความเสียหายใต้ผิวดินของส่วนประกอบ ตามโหมดของระดับอิทธิพลต่อส่วนประกอบทางแสง มันสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: การวัดแบบทำลายและการวัดแบบไม่ทำลาย (การทดสอบแบบไม่ทำลาย)

วิธีการวัดแบบทำลายล้างตามชื่อที่แนะนำคือจำเป็นต้องเปลี่ยนโครงสร้างพื้นผิวขององค์ประกอบแสงเพื่อให้สามารถเปิดเผยความเสียหายใต้พื้นผิวที่ไม่สามารถสังเกตได้ง่ายจากนั้นใช้กล้องจุลทรรศน์และเครื่องมืออื่น ๆ เพื่อสังเกต วิธีการวัด วิธีนี้มักจะใช้เวลานาน แต่ผลการวัดมีความน่าเชื่อถือและแม่นยำ วิธีการวัดแบบไม่ทำลายซึ่งไม่ก่อให้เกิดความเสียหายเพิ่มเติมต่อพื้นผิวส่วนประกอบ ใช้แสง เสียง หรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆ เพื่อตรวจจับชั้นความเสียหายใต้ผิวดิน และใช้จำนวนการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติที่เกิดขึ้นในชั้นเพื่อประเมินขนาดของ SSD วิธีการดังกล่าวค่อนข้างสะดวกและรวดเร็ว แต่โดยปกติจะเป็นการสังเกตเชิงคุณภาพ ตามการจำแนกประเภทนี้ วิธีการตรวจจับปัจจุบันสำหรับความเสียหายใต้พื้นผิวจะแสดงในรูปด้านล่าง:

การจำแนกประเภทและสรุปวิธีการตรวจจับความเสียหายใต้ผิวดิน

คำอธิบายโดยย่อเกี่ยวกับวิธีการวัดเหล่านี้มีดังต่อไปนี้:

ก. วิธีการทำลายล้าง

ก) วิธีการขัด

ก่อนการขัดด้วยสนามแม่เหล็กจะเกิดขึ้น พนักงานด้านการมองเห็นมักจะใช้การขัดแบบเรียวเพื่อวิเคราะห์ความเสียหายที่พื้นผิวย่อยของส่วนประกอบทางแสง นั่นคือ การตัดพื้นผิวแสงตามมุมเอียงเพื่อสร้างพื้นผิวภายในเฉียง จากนั้นจึงขัดพื้นผิวเฉียง เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าการขัดเงาจะไม่ทำให้ความเสียหายใต้พื้นผิวเดิมรุนแรงขึ้น รอยแตกของชั้น SSD จะเผยให้เห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้นผ่านการกัดกร่อนแบบจุ่มด้วยสารเคมี ความลึก ความยาว และข้อมูลอื่นๆ ของชั้นความเสียหายใต้พื้นผิวสามารถวัดได้โดยการสังเกตด้วยแสงของพื้นผิวเอียงหลังจากการแช่ ต่อมานักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นวิธี Ball dimpling (Ball dimpling) คือการใช้เครื่องมือขัดทรงกลมเพื่อขัดพื้นผิวหลังการเจียรแล้วโยนหลุมออกความลึกของหลุมจะต้องลึกที่สุดจึงจะวิเคราะห์ได้ ด้านข้างของหลุมสามารถรับข้อมูลความเสียหายใต้ผิวดินของพื้นผิวเดิมได้

วิธีการทั่วไปในการตรวจจับความเสียหายใต้ผิวดินขององค์ประกอบทางแสง

การขัดด้วยสนามแม่เหล็ก (MRF) เป็นเทคนิคที่ใช้แถบแม่เหล็กในการขัดเงาส่วนประกอบทางแสง ซึ่งแตกต่างจากการขัดแอสฟัลต์/โพลียูรีเทนแบบดั้งเดิม ในวิธีการขัดแบบดั้งเดิม เครื่องมือขัดมักจะออกแรงปกติขนาดใหญ่บนพื้นผิวแสง ในขณะที่ Mr Polishing จะขจัดพื้นผิวแสงในทิศทางสัมผัส ดังนั้น Mr Polishing จึงไม่เปลี่ยนลักษณะความเสียหายใต้พื้นผิวดั้งเดิมของพื้นผิวแสง ดังนั้น Mr Polishing จึงสามารถใช้เพื่อขัดร่องบนพื้นผิวแสงได้ จากนั้นวิเคราะห์พื้นที่ขัดเงาเพื่อประเมินขนาดของความเสียหายใต้พื้นผิวของพื้นผิวเลนส์เดิม

ก) วิธีการติดกาวแบบบล็อก

วิธีนี้ยังใช้เพื่อทดสอบความเสียหายใต้พื้นผิวด้วย ในความเป็นจริง ให้เลือกตัวอย่างสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีรูปร่างและวัสดุเหมือนกัน ขัดพื้นผิวทั้งสองของตัวอย่าง จากนั้นใช้กาวเพื่อกาวพื้นผิวขัดเงาทั้งสองของตัวอย่างเข้าด้วยกัน จากนั้นบดด้านข้างของตัวอย่างทั้งสองเข้าด้วยกันในเวลาเดียวกัน เวลา. หลังจากการบดแล้ว สารเคมีจะถูกนำมาใช้เพื่อแยกตัวอย่างสี่เหลี่ยมจัตุรัสทั้งสองตัวอย่าง ขนาดของความเสียหายใต้ผิวดินที่เกิดจากขั้นตอนการเจียรสามารถประเมินได้โดยการสังเกตพื้นผิวขัดเงาที่แยกจากกันด้วยกล้องจุลทรรศน์ แผนผังกระบวนการของวิธีการมีดังนี้:

แผนผังการตรวจจับความเสียหายใต้ผิวดินโดยวิธีบล็อกกาว

วิธีนี้มีข้อจำกัดบางประการ เนื่องจากมีพื้นผิวที่เหนียว สถานการณ์ของพื้นผิวที่เหนียวอาจไม่สะท้อนความเสียหายใต้พื้นผิวจริงภายในวัสดุหลังจากการเจียร ดังนั้นผลการวัดจึงสะท้อนสถานการณ์ SSD ได้ในระดับหนึ่งเท่านั้น

ก) การกัดด้วยสารเคมี

วิธีนี้ใช้สารเคมีที่เหมาะสมเพื่อกัดกร่อนชั้นที่เสียหายของพื้นผิวแสง หลังจากกระบวนการกัดเซาะเสร็จสิ้น ความเสียหายใต้ผิวดินจะถูกประเมินโดยรูปร่างพื้นผิวและความหยาบของพื้นผิวส่วนประกอบ และการเปลี่ยนแปลงดัชนีของอัตราการกัดเซาะ รีเอเจนต์เคมีที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ กรดไฮโดรฟลูออริก (HF) แอมโมเนียมไฮโดรเจนฟลูออไรด์ (NH4HF) และสารกัดกร่อนอื่น ๆ

b) วิธีการตัดขวาง

ตัวอย่างจะถูกผ่าและใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดเพื่อสังเกตขนาดของความเสียหายใต้พื้นผิวโดยตรง

c) วิธีการทำให้มีสีย้อม

เนื่องจากชั้นพื้นผิวขององค์ประกอบออปติคอลกราวด์มีรอยแตกขนาดเล็กจำนวนมาก สีย้อมที่สามารถสร้างสีที่ตัดกันกับสารตั้งต้นที่เป็นแสงหรือสารตัดกันกับสารตั้งต้นจึงสามารถกดลงในวัสดุได้ หากวัสดุพิมพ์ประกอบด้วยวัสดุสีเข้ม สามารถใช้สีย้อมเรืองแสงได้ ความเสียหายใต้พื้นผิวสามารถตรวจสอบได้อย่างง่ายดายทั้งทางสายตาหรือทางอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากรอยแตกร้าวมักจะละเอียดมากและอยู่ภายในวัสดุ เมื่อความลึกในการเจาะของสีย้อมที่เจาะเข้าไปไม่เพียงพอ ก็อาจไม่แสดงถึงความลึกที่แท้จริงของรอยแตกขนาดเล็ก เพื่อให้ได้ความลึกของรอยแตกร้าวอย่างแม่นยำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ มีการเสนอวิธีการจำนวนหนึ่งสำหรับการทำให้สีย้อมติด ได้แก่ การอัดล่วงหน้าเชิงกลและการกดไอโซสแตติกแบบเย็น และการใช้การวิเคราะห์ระดับไมโครด้วยหัววัดอิเล็กตรอน (EPMA) เพื่อตรวจจับร่องรอยของสีย้อมที่ความเข้มข้นต่ำมาก

B. วิธีการไม่ทำลาย

ก) วิธีการประมาณค่า

วิธีการประมาณค่าส่วนใหญ่จะประมาณความลึกของความเสียหายใต้พื้นผิวตามขนาดของขนาดอนุภาคของวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและขนาดของความหยาบผิวของส่วนประกอบ นักวิจัยใช้การทดสอบจำนวนมากเพื่อสร้างความสัมพันธ์ที่สอดคล้องกันระหว่างขนาดอนุภาคของวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและความลึกของความเสียหายใต้พื้นผิว รวมถึงตารางการจับคู่ระหว่างขนาดของความหยาบผิวของส่วนประกอบและขนาดพื้นผิวย่อย ความเสียหายที่พื้นผิว ความเสียหายใต้ผิวดินของพื้นผิวส่วนประกอบในปัจจุบันสามารถประมาณได้โดยใช้ความสอดคล้องกัน

b) การถ่ายภาพเอกซเรย์การเชื่อมโยงกันด้วยแสง (OCT)

เอกซ์เรย์การเชื่อมโยงกันของแสงซึ่งมีหลักการพื้นฐานคือการรบกวนของมิเชลสัน จะประเมินข้อมูลที่วัดได้ผ่านสัญญาณรบกวนของลำแสงสองลำ เทคนิคนี้มักใช้ในการสังเกตเนื้อเยื่อชีวภาพและให้การตรวจเอกซเรย์ภาคตัดขวางของโครงสร้างใต้ผิวดินของเนื้อเยื่อ เมื่อใช้เทคนิค OCT เพื่อสังเกตความเสียหายใต้พื้นผิวของพื้นผิวแสง จะต้องพิจารณาพารามิเตอร์ดัชนีการหักเหของตัวอย่างที่วัดได้เพื่อให้ได้ความลึกของรอยแตกตามจริง มีรายงานว่าวิธีการดังกล่าวสามารถตรวจจับข้อบกพร่องที่ระดับความลึก 500μm โดยมีความละเอียดในแนวตั้งที่ดีกว่า 20μm อย่างไรก็ตาม เมื่อใช้สำหรับการตรวจจับ SSD ของวัสดุออปติคัล แสงที่สะท้อนจากชั้น SSD จะค่อนข้างอ่อน ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะเกิดการรบกวน นอกจากนี้ การกระเจิงของพื้นผิวยังส่งผลต่อผลการวัดด้วย และจำเป็นต้องปรับปรุงความแม่นยำในการวัด

c) วิธีการกระเจิงด้วยเลเซอร์

การฉายรังสีด้วยเลเซอร์บนพื้นผิวโฟโตเมตริกโดยใช้คุณสมบัติการกระเจิงของเลเซอร์เพื่อประเมินขนาดของความเสียหายใต้พื้นผิว ยังได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางเช่นกัน กล้องจุลทรรศน์ที่พบบ่อย ได้แก่ กล้องจุลทรรศน์การสะท้อนแสงภายในทั้งหมด (TIRM), กล้องจุลทรรศน์เลเซอร์สแกนคอนโฟคอล (CLSM) และกล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอลโพลาไรซ์แบบตัดกัน (CPCM) กล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอลแบบโพลาไรเซชันแบบข้ามขั้ว ฯลฯ

d) กล้องจุลทรรศน์อะคูสติกแบบสแกน

กล้องจุลทรรศน์อะคูสติกแบบสแกน (SAM) เป็นวิธีการตรวจจับด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง เป็นวิธีการทดสอบแบบไม่ทำลายซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจจับข้อบกพร่องภายใน โดยปกติวิธีนี้ใช้ในการวัดตัวอย่างที่มีพื้นผิวเรียบ เมื่อพื้นผิวของตัวอย่างมีความหยาบมาก ความแม่นยำในการวัดจะลดลงเนื่องจากอิทธิพลของคลื่นที่กระจัดกระจายบนพื้นผิว

3 วิธีการควบคุมความเสียหายใต้ผิวดิน

เป้าหมายสูงสุดของเราคือการควบคุมความเสียหายใต้พื้นผิวของส่วนประกอบออปติคอลอย่างมีประสิทธิภาพ และรับส่วนประกอบที่ถอด SSDS ออกได้อย่างสมบูรณ์ ภายใต้สถานการณ์ปกติ ความลึกของความเสียหายใต้พื้นผิวจะเป็นสัดส่วนกับขนาดของขนาดอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ยิ่งขนาดอนุภาคของสารกัดกร่อนมีขนาดเล็กลง ความเสียหายใต้พื้นผิวก็จะยิ่งตื้นขึ้น ดังนั้น โดยการลดความละเอียดของการเจียรให้เต็มที่ การบดคุณสามารถปรับปรุงระดับความเสียหายใต้พื้นผิวได้อย่างมีประสิทธิภาพ แผนภาพการประมวลผลของการควบคุมความเสียหายใต้พื้นผิวในแต่ละขั้นตอนแสดงในรูปด้านล่าง:

ความเสียหายใต้ผิวดินได้รับการควบคุมเป็นขั้นตอน
ขั้นตอนแรกของการเจียรจะขจัดความเสียหายใต้ผิวดินบนพื้นผิวที่ว่างเปล่าอย่างสมบูรณ์และสร้างใต้ผิวดินใหม่ในขั้นตอนนี้ จากนั้นในขั้นตอนที่สองของการเจียร จำเป็นต้องถอด SSD ที่สร้างขึ้นในขั้นตอนแรกและสร้างความเสียหายใต้ผิวดินใหม่ อีกครั้ง การประมวลผลตามลำดับ และควบคุมขนาดอนุภาคและความบริสุทธิ์ของสารกัดกร่อน และในที่สุดก็ได้พื้นผิวแสงที่คาดหวัง นี่เป็นกลยุทธ์การประมวลผลที่การผลิตด้านการมองเห็นได้ปฏิบัติตามมาเป็นเวลาหลายร้อยปี

นอกจากนี้ หลังจากกระบวนการเจียร การดองพื้นผิวของส่วนประกอบสามารถขจัดความเสียหายของพื้นผิวใต้ผิวได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวและปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผล

ติดต่อ:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
โทรศัพท์/WhatsApp/WeChat:86 19013265659
เว็บ：www.pliroptics.com

เพิ่ม:อาคาร 1 เลขที่ 1558 ถนนข่าวกรอง ชิงไป่เจียง เฉิงตู เสฉวน จีน