Kalidad ng Ibabaw
Inilalarawan ng kalidad ng ibabaw ng isang optical surface ang cosmetic na hitsura nito at kasama ang mga depekto gaya ng mga gasgas at hukay, o mga paghuhukay.Sa karamihan ng mga kaso, ang mga surface defect na ito ay puro cosmetic at hindi gaanong nakakaapekto sa performance ng system, gayunpaman, maaari silang magdulot ng maliit na pagkawala sa system throughput at maliit na pagtaas sa nakakalat na liwanag.Gayunpaman, ang ilang mga surface, gayunpaman, ay mas sensitibo sa mga epektong ito tulad ng: (1) mga surface sa mga image plane dahil ang mga depektong ito ay nakatutok at (2) mga surface na nakakakita ng mataas na antas ng kapangyarihan dahil ang mga depektong ito ay maaaring magdulot ng mas mataas na pagsipsip ng enerhiya at pinsala. ang optic.Ang pinakakaraniwang pagtutukoy na ginagamit para sa kalidad ng ibabaw ay ang detalye ng scratch-dig na inilarawan ng MIL-PRF-13830B.Ang pagtatalaga ng gasgas ay tinutukoy sa pamamagitan ng paghahambing ng mga gasgas sa isang ibabaw sa isang hanay ng mga karaniwang gasgas sa ilalim ng mga kontroladong kondisyon ng pag-iilaw.Samakatuwid ang pagtatalaga ng scratch ay hindi naglalarawan sa aktwal na scratch mismo, ngunit sa halip ay inihahambing ito sa isang standardized scratch ayon sa MIL-Spec.Ang pagtatalaga sa paghuhukay, gayunpaman, ay direktang nauugnay sa hukay, o maliit na hukay sa ibabaw.Ang pagtatalaga sa paghuhukay ay kinakalkula sa diameter ng dig sa microns na hinati sa 10. Ang mga detalye ng scratch-dig na 80-50 ay karaniwang itinuturing na standard na kalidad, 60-40 precision na kalidad, at 20-10 high precision na kalidad.
| Talahanayan 6: Mga Pagpapahintulot sa Paggawa para sa Kalidad ng Ibabaw | |
| Kalidad ng Ibabaw (scratch-dig) | Marka ng Kalidad |
| 80-50 | Karaniwan |
| 60-40 | Katumpakan |
| 40-20 | Mataas na presisyon |
Kapantayan ng Ibabaw
Ang surface flatness ay isang uri ng surface accuracy specification na sumusukat sa deviation ng flat surface gaya ng salamin, bintana, prisma, o plano-lens.Maaaring masukat ang deviation na ito gamit ang optical flat, na isang mataas na kalidad, napakatumpak na flat reference surface na ginagamit upang ihambing ang flatness ng isang test piece.Kapag ang flat surface ng test optic ay inilagay laban sa optical flat, lilitaw ang mga fringes na ang hugis ay nagdidikta sa flatness ng ibabaw ng optic sa ilalim ng inspeksyon.Kung ang mga fringes ay pantay-pantay, tuwid, at parallel, kung gayon ang optical surface na sinusuri ay hindi bababa sa flat ng reference na optical flat.Kung ang mga palawit ay hubog, ang bilang ng mga palawit sa pagitan ng dalawang haka-haka na linya, isang padaplis sa gitna ng isang palawit at isa sa mga dulo ng parehong palawit, ay nagpapahiwatig ng flatness error.Ang mga deviation sa flatness ay kadalasang sinusukat sa mga value ng waves (λ), na mga multiple ng wavelength ng testing source.Ang isang palawit ay tumutugma sa ½ ng isang alon, ibig sabihin, 1 λ katumbas ng 2 palawit.
| Talahanayan 7: Mga Pagpapaubaya sa Paggawa para sa Flatness | |
| pagiging patag | Marka ng Kalidad |
| 1λ | Karaniwan |
| λ/4 | Katumpakan |
| λ/10 | Mataas na presisyon |
kapangyarihan
Ang kapangyarihan ay isang uri ng pagtutukoy ng katumpakan ng ibabaw, nalalapat sa mga curved optical surface, o mga surface na may kapangyarihan.Ito ay isang pagsukat ng curvature sa ibabaw ng isang optic at naiiba sa radius ng curvature dahil nalalapat ito sa micro-scale deviation sa spherical na hugis ng isang lens.hal, isaalang-alang ang radius ng curvature tolerance ay tinukoy bilang 100 +/-0.1mm, kapag ang radius na ito ay nabuo, pinakintab at nasusukat, makikita natin ang aktwal na curvature nito na 99.95mm na nasa loob ng tinukoy na mechanical tolerance.Sa kasong ito, alam namin na tama rin ang focal length dahil nakamit namin ang tamang spherical na hugis.Ngunit dahil lang sa tama ang radius at focal length, hindi nangangahulugang gagana ang lens ayon sa disenyo.Kaya't hindi sapat na tukuyin lamang ang radius ng curvature kundi pati na rin ang consistency ng curvature - at ito mismo ang idinisenyo upang kontrolin ang kapangyarihan.Gamit muli ang parehong 99.95mm radius na binanggit sa itaas, maaaring hilingin ng isang optiko na higit pang kontrolin ang katumpakan ng refracted na ilaw sa pamamagitan ng paglilimita sa kapangyarihan sa ≤ 1 λ.Nangangahulugan ito na sa buong diameter, walang mas malaking paglihis kaysa sa 632.8nm (1λ = 632.8nm) sa pagkakapare-pareho ng spherical na hugis.Ang pagdaragdag ng mas mahigpit na antas ng kontrol na ito sa surface form ay nakakatulong sa pagtiyak na ang mga light ray sa isang gilid ng lens ay hindi nagre-refract nang naiiba kaysa sa mga nasa kabilang panig.Dahil ang layunin ay maaaring makamit ang pinpoint na pokus ng lahat ng liwanag ng insidente, mas pare-pareho ang hugis, mas tiyak na kikilos ang liwanag kapag dumadaan sa lens.
Tinutukoy ng mga optiko ang power error sa mga tuntunin ng mga wave o fringes at sinusukat ito gamit ang isang interferometer.Sinusubukan ito sa paraang katulad ng flatness, dahil ang isang hubog na ibabaw ay inihahambing laban sa isang reference na ibabaw na may mataas na naka-calibrate na radius ng curvature.Gamit ang parehong prinsipyo ng interference na dulot ng mga air gaps sa pagitan ng dalawang surface, ang pattern ng interference ng fringes ay ginagamit upang ilarawan ang deviation ng test surface mula sa reference surface (Figure 11).Ang isang paglihis mula sa reference na piraso ay lilikha ng isang serye ng mga singsing, na kilala bilang Newton's Rings.Ang mas maraming singsing na naroroon, mas malaki ang paglihis.Ang bilang ng madilim o maliwanag na mga singsing, hindi ang kabuuan ng parehong liwanag at madilim, ay katumbas ng dalawang beses sa bilang ng mga wave ng error.
Figure 11: Nasubok ang power error sa pamamagitan ng paghahambing sa isang reference surface o paggamit ng interferometer
Ang error sa kapangyarihan ay nauugnay sa error sa radius ng curvature sa pamamagitan ng sumusunod na equation kung saan ang ∆R ay ang radius error, D ang diameter ng lens, R ang surface radius, at ang λ ay ang wavelength (karaniwang 632.8nm):
Power Error [waves o λ] = ∆R D²/8R²λ
Figure 12: Power Error sa Diamater vs Radius Error sa Center
Iregularidad
Isinasaalang-alang ng iregularidad ang maliliit na pagkakaiba-iba sa isang optical surface.Tulad ng kapangyarihan, ito ay sinusukat sa mga tuntunin ng mga wave o fringes at nailalarawan gamit ang isang interferometer.Sa konsepto, pinakamadaling isipin ang iregularidad bilang isang detalye na tumutukoy kung gaano kapantay dapat ang isang optical surface.Samantalang ang pangkalahatang sinusukat na mga taluktok at lambak sa isang optical na ibabaw ay maaaring napaka-pare-pareho sa isang lugar, ang ibang seksyon ng optic ay maaaring magpakita ng isang mas malaking paglihis.Sa ganoong kaso, ang liwanag na na-refracte ng lens ay maaaring kumilos nang iba depende sa kung saan ito na-refracted ng optic.Samakatuwid, ang iregularidad ay isang mahalagang pagsasaalang-alang kapag nagdidisenyo ng mga lente.Ipinapakita ng sumusunod na figure kung paano mailalarawan ang paglihis ng anyo sa ibabaw na ito mula sa perpektong spherical gamit ang isang irregularity na detalye ng PV.
Figure 13: Irregularity PV Measurement
Ang iregularidad ay isang uri ng detalye ng katumpakan ng ibabaw na naglalarawan kung paano lumilihis ang hugis ng isang ibabaw mula sa hugis ng isang reference na ibabaw.Ito ay nakuha mula sa parehong pagsukat bilang kapangyarihan.Ang regularidad ay tumutukoy sa sphericity ng mga pabilog na fringes na nabuo mula sa paghahambing ng test surface sa reference surface.Kapag ang kapangyarihan ng isang surface ay higit sa 5 fringes, mahirap tuklasin ang maliliit na iregularidad na wala pang 1 fringe.Samakatuwid, karaniwang kasanayan na tukuyin ang mga ibabaw na may ratio ng kapangyarihan sa iregularidad na humigit-kumulang 5:1.
Figure 14: Flatness vs Power vs Irregularity
RMS Verses PV Power at Irregularity
Kapag tinatalakay ang kapangyarihan at iregularidad, mahalagang malaman ang dalawang pamamaraan kung saan maaaring tukuyin ang mga ito.Ang una ay isang ganap na halaga.Halimbawa, kung ang isang optic ay tinukoy bilang pagkakaroon ng 1 wave iregularity, maaaring hindi hihigit sa 1 wave difference sa pagitan ng pinakamataas at pinakamababang punto sa optical surface o peak-to-valley (PV).Ang pangalawang paraan ay tukuyin ang kapangyarihan o iregularidad bilang 1 wave RMS (root mean squared) o average.Sa interpretasyong ito, ang isang optical surface na tinukoy bilang 1 wave RMS irregular ay maaaring, sa katunayan, ay may mga taluktok at lambak na lampas sa 1 wave, gayunpaman, kapag sinusuri ang buong surface, ang pangkalahatang average na iregularidad ay dapat na nasa loob ng 1 wave.
Sa kabuuan, ang RMS at PV ay parehong mga pamamaraan para sa paglalarawan kung gaano kahusay ang hugis ng isang bagay ay tumutugma sa idinisenyong curvature nito, na tinatawag na "surface figure" at "surface roughness," ayon sa pagkakabanggit.Pareho silang kinakalkula mula sa parehong data, tulad ng pagsukat ng interferometer, ngunit medyo magkaiba ang mga kahulugan.Mahusay ang PV sa pagbibigay ng "worst-case-scenario" para sa ibabaw;Ang RMS ay isang paraan para sa paglalarawan ng average na paglihis ng surface figure mula sa nais o reference surface.Ang RMS ay mabuti para sa paglalarawan ng pangkalahatang pagkakaiba-iba ng ibabaw.Walang simpleng relasyon sa pagitan ng PV at RMS.Gayunpaman bilang pangkalahatang tuntunin, ang halaga ng RMS ay humigit-kumulang 0.2 kasinghigpit ng hindi karaniwang halaga kapag inihambing nang magkatabi, ibig sabihin, ang 0.1 wave irregular PV ay katumbas ng humigit-kumulang 0.5 wave RMS.
Ibabaw ng Tapos
Ang surface finish, na kilala rin bilang surface roughness, ay sumusukat ng maliliit na iregularidad sa ibabaw.Kadalasan ang mga ito ay isang kapus-palad na by-product ng proseso ng buli at uri ng materyal.Kahit na ang optic ay itinuturing na pambihirang makinis na may kaunting iregularidad sa buong ibabaw, sa malapitang inspeksyon, ang isang aktwal na mikroskopikong pagsusuri ay maaaring magpakita ng malaking pagkakaiba-iba sa texture sa ibabaw.Ang isang magandang pagkakatulad ng artifact na ito ay upang ihambing ang pagkamagaspang sa ibabaw sa sandpaper grit.Bagama't ang pinakamainam na laki ng grit ay maaaring maging makinis at regular sa pagpindot, ang ibabaw ay aktwal na binubuo ng mga mikroskopikong taluktok at lambak na tinutukoy ng pisikal na sukat ng grit mismo.Sa kaso ng optika, ang "grit" ay maaaring isipin bilang mga mikroskopikong iregularidad sa texture sa ibabaw na dulot ng kalidad ng polish.Ang mga magaspang na ibabaw ay may posibilidad na magsuot ng mas mabilis kaysa sa makinis na mga ibabaw at maaaring hindi angkop para sa ilang mga aplikasyon, lalo na sa mga may mga laser o matinding init, dahil sa mga posibleng nucleation site na maaaring lumitaw sa maliliit na bitak o imperpeksyon.
Hindi tulad ng kapangyarihan at iregularidad, na sinusukat sa mga alon o mga fraction ng isang alon, ang pagkamagaspang sa ibabaw, dahil sa sobrang close-up na pagtutok nito sa texture ng ibabaw, ay sinusukat sa sukat ng mga angstrom at palaging sa mga tuntunin ng RMS.Para sa paghahambing, kailangan ng sampung angstrom upang katumbas ng isang nanometer at 632.8 nanometer upang katumbas ng isang alon.
Larawan 15: Pagsukat ng RMS ng Kagaspang sa Ibabaw
| Talahanayan 8: Mga pagpapaubaya sa paggawa para sa Surface Finish | |
| Pagkagaspang sa ibabaw (RMS) | Marka ng Kalidad |
| 50Å | Karaniwan |
| 20Å | Katumpakan |
| 5Å | Mataas na presisyon |
Nailipat na Wavefront Error
Ang transmitted wavefront error (TWE) ay ginagamit upang maging kwalipikado ang pagganap ng mga optical na elemento habang dumadaan ang liwanag.Hindi tulad ng mga pagsukat sa surface form, ang ipinadalang wavefront measurements ay kinabibilangan ng mga error mula sa harap at likod na ibabaw, wedge, at homogeneity ng materyal.Ang sukatan na ito ng pangkalahatang pagganap ay nag-aalok ng mas mahusay na pag-unawa sa real-world na pagganap ng isang optic.
Bagama't maraming optical component ang sinusuri nang paisa-isa para sa surface form o TWE specifications, ang mga component na ito ay hindi maiiwasang binuo sa mas kumplikadong optical assemblies na may sariling mga kinakailangan sa pagganap.Sa ilang mga aplikasyon ay katanggap-tanggap na umasa sa mga sukat ng bahagi at pagpapaubaya upang mahulaan ang pangwakas na pagganap, ngunit para sa mas hinihingi na mga aplikasyon mahalagang sukatin ang pagpupulong bilang-built.
Ang mga sukat ng TWE ay ginagamit upang kumpirmahin ang isang optical system na binuo ayon sa detalye at gagana gaya ng inaasahan.Bukod pa rito, maaaring gamitin ang mga sukat ng TWE upang aktibong ihanay ang mga system, binabawasan ang oras ng pagpupulong, habang tinitiyak na makakamit ang inaasahang pagganap.
Isinasama ng Paralight Optics ang makabagong mga grinder at polisher ng CNC, parehong para sa karaniwang mga spherical na hugis, pati na rin ang, aspheric at free-form contours.Ang paggamit ng advanced na metrology kabilang ang mga Zygo interferometer, profilometer, TriOptics Opticentric, TriOptics OptiSpheric, atbp. para sa parehong in-process na metrology at panghuling inspeksyon, pati na rin ang aming mga taon ng karanasan sa optical fabrication at coating ay nagbibigay-daan sa amin upang harapin ang ilan sa mga pinaka kumplikado at mataas na gumaganap na optika upang matugunan ang kinakailangang optical na detalye mula sa mga customer.
Para sa mas malalim na detalye, pakitingnan ang aming catalog optics o mga itinatampok na produkto.
Oras ng post: Abr-26-2023