1 Er osti shikastlanishining ta'rifi va sabablari
Optik qismlarning er osti shikastlanishi (SSD, pastki sirt shikastlanishi) odatda intensiv lazer tizimlari va litografiya mashinalari kabi yuqori aniqlikdagi optik ilovalarda eslatib o'tiladi va uning mavjudligi optik komponentlarning yakuniy ishlov berish aniqligini cheklaydi va tasvirga yanada ta'sir qiladi. optik tizimlarning ishlashi, shuning uchun unga etarlicha e'tibor berish kerak. Er osti shikastlanishi, odatda, elementning yuzasi ichidagi yoriqlar va ichki kuchlanish qatlamlari bilan tavsiflanadi, ular yaqin sirt maydonida material tarkibining ba'zi qoldiq parchalanishi va deformatsiyasidan kelib chiqadi. Er osti shikastlanish modeli quyidagicha ko'rsatilgan: ustki qatlam jilolangan cho'kindi qatlami, so'ngra yoriq nuqsoni qatlami va kuchlanish deformatsiyasi qatlami pastki qatlam, shikastlanmagan moddiy qatlam esa eng ichki qatlamdir. Ularning orasida yorilish nuqsoni qatlami va kuchlanish deformatsiyasi qatlami er osti shikastlanishi hisoblanadi.
Optik materiallarning er osti shikastlanish modeli
Materialning optik komponentlari odatda shisha, keramika va boshqa qattiq va mo'rt materiallar bo'lib, komponentlarni dastlabki qayta ishlash bosqichida frezalash, nozik silliqlash va qo'pol abraziv jarayonlardan o'tishi kerak, bu jarayonlarda mexanik silliqlash va kimyoviy reaktsiyalar mavjud. va rol o'ynaydi. Element yuzasi bilan aloqa qiladigan abraziv yoki abraziv asbob notekis zarrachalar hajmining xususiyatlariga ega va element yuzasida har bir aloqa nuqtasining kuchi bir xil emas, shuning uchun konveks va konkav qatlam va ichki yoriq qatlami bo'ladi. shisha yuzasida ishlab chiqariladi. Yoriq qatlamda mavjud bo'lgan material, silliqlash jarayonida singan, ammo sirtdan tushmagan komponentdir, shuning uchun er osti shikastlanishi hosil bo'ladi. Bo'shashgan zarralarni abraziv silliqlash yoki CNC silliqlash bo'ladimi, bu hodisa material yuzasida hosil bo'ladi. Er osti shikastlanishining haqiqiy ta'siri quyidagi rasmda ko'rsatilgan:
Er osti ziyonni ko'rsatish
2 Er osti shikastlanishini o'lchash usullari
Er osti shikastlanishini e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydiganligi sababli, uni optik komponentlar ishlab chiqaruvchilari samarali nazorat qilishlari kerak. Uni samarali nazorat qilish uchun komponent yuzasida er osti shikastlanishining hajmini aniq aniqlash va aniqlash kerak, chunki o'tgan asrning boshlaridan boshlab odamlar o'lchamini o'lchash va baholashning turli usullarini ishlab chiqdilar. Komponentning er osti shikastlanishi bo'yicha, optik komponentga ta'sir qilish darajasiga ko'ra, uni ikki toifaga bo'lish mumkin: vayron qiluvchi o'lchov va buzilmaydigan o'lchov (buzilmaydigan sinov).
Nomidan ko'rinib turibdiki, halokatli o'lchash usuli - bu optik elementning sirt tuzilishini o'zgartirish zarurati, shunda kuzatilishi oson bo'lmagan er osti shikastlanishi aniqlanishi mumkin, keyin esa mikroskop va boshqa asboblardan foydalaning. o'lchash usuli, bu usul odatda ko'p vaqt talab etadi, lekin uning o'lchash natijalari ishonchli va aniq. Komponent yuzasiga qo'shimcha shikast etkazmaydigan buzilmaydigan o'lchash usullari, er osti shikastlanish qatlamini aniqlash uchun yorug'lik, tovush yoki boshqa elektromagnit to'lqinlardan foydalanadi va qatlamning o'lchamini baholash uchun qatlamda sodir bo'lgan mulkiy o'zgarishlar miqdoridan foydalanadi. SSD, bunday usullar nisbatan qulay va tezdir, lekin odatda sifatli kuzatuvdir. Ushbu tasnifga ko'ra, er osti shikastlanishini aniqlashning joriy usullari quyidagi rasmda ko'rsatilgan:
Er osti shikastlanishlarini aniqlash usullarining tasnifi va xulosasi
Ushbu o'lchash usullarining qisqacha tavsifi quyidagicha:
A. Vayron qiluvchi usullar
a) silliqlash usuli
Magnitoreologik jilo paydo bo'lishidan oldin, optik ishchilar odatda optik komponentlarning pastki yuzasi shikastlanishini tahlil qilish uchun konusli polishingdan foydalanganlar, ya'ni oblik ichki yuzani hosil qilish uchun optik sirtni qiyshiq Burchak bo'ylab kesib, so'ngra qiyshiq sirtni parlatishgan. Odatda parlatish asl er osti shikastlanishini kuchaytirmaydi, deb ishoniladi. SSD qatlamining yoriqlari kimyoviy reagentlar bilan cho'milish korroziyasi orqali aniqroq aniqlanadi. Er osti shikastlanish qatlamining chuqurligi, uzunligi va boshqa ma'lumotlari suvga cho'mishdan keyin eğimli sirtni optik kuzatish orqali o'lchanishi mumkin. Keyinchalik, olimlar Ball dimpling usulini (Ball dimpling) ixtiro qildilar, ya'ni silliqlash, chuqurni tashqariga chiqarib tashlashdan keyin sirtni jilolash uchun sferik abraziv asbobdan foydalanish, chuqurning chuqurligi iloji boricha chuqurroq bo'lishi kerak, shuning uchun tahlil qilish chuqurning yon tomonida asl sirtning er osti shikastlanishi haqida ma'lumot olish mumkin.
Optik elementlarning er osti shikastlanishini aniqlashning umumiy usullari
Magnetorheologik polishing (MRF) an'anaviy asfalt/poliuretan polishingdan farq qiluvchi optik komponentlarni jilolash uchun magnit suyuqlik chizig'idan foydalanadigan usuldir. An'anaviy polishing usulida, polishing vositasi odatda optik sirtga katta normal kuch ta'sir qiladi, janob Polishing esa optik sirtni tangensial yo'nalishda olib tashlaydi, shuning uchun janob Polishing optik yuzaning asl pastki sirt shikastlanish xususiyatlarini o'zgartirmaydi. Shuning uchun, Mr Polishing optik yuzadagi yivni jilolash uchun ishlatilishi mumkin. Keyinchalik, asl optik yuzaning er osti shikastlanishi hajmini baholash uchun polishing maydoni tahlil qilinadi.
a) Bloklarni yopishtirish usuli
Ushbu usul, shuningdek, er osti shikastlanishini tekshirish uchun ham ishlatilgan. Aslida, bir xil shakl va materialga ega kvadrat namunani tanlang, namunaning ikki yuzasini jilolang, so'ngra namunaning ikki jilolangan yuzasini bir-biriga yopishtirish uchun yopishtiruvchi vositadan foydalaning va keyin ikkita namunaning yon tomonlarini bir xilda maydalang. vaqt. Tegirmondan so'ng kimyoviy reagentlar ikkita kvadrat namunani ajratish uchun ishlatiladi. Maydalash bosqichidan kelib chiqqan er osti shikastlanishining o'lchamini mikroskop bilan ajratilgan sayqallangan sirtni kuzatish orqali baholash mumkin. Usulning texnologik sxematik diagrammasi quyidagicha:
Blok yopishtiruvchi usul bilan er osti shikastlanishini aniqlashning sxematik diagrammasi
Ushbu usul ma'lum cheklovlarga ega. Yopishqoq sirt mavjud bo'lganligi sababli, yopishqoq yuzaning holati silliqlashdan keyin material ichidagi haqiqiy er osti shikastlanishini to'liq aks ettirmasligi mumkin, shuning uchun o'lchov natijalari faqat SSD holatini ma'lum darajada aks ettirishi mumkin.
a) Kimyoviy ishlov berish
Usul optik sirtning shikastlangan qatlamini eroziya qilish uchun mos kimyoviy vositalardan foydalanadi. Eroziya jarayoni tugagandan so'ng, er osti shikastlanishi komponent yuzasining sirt shakli va pürüzlülüğü va eroziya tezligi indeksining o'zgarishi bilan baholanadi. Odatda ishlatiladigan kimyoviy reagentlar gidroflorik kislota (HF), ammoniy vodorod ftorid (NH4HF) va boshqa korroziv moddalardir.
b) kesma usuli
Namuna parchalanadi va er osti shikastlanishining hajmini bevosita kuzatish uchun skanerlovchi elektron mikroskopdan foydalaniladi.
c) Bo'yoqni emdirish usuli
Tuproqli optik elementning sirt qatlami ko'p sonli mikro yoriqlarni o'z ichiga olganligi sababli, optik substrat bilan rang kontrastini yoki substrat bilan kontrast hosil qila oladigan bo'yoqlar materialga bosilishi mumkin. Agar substrat qorong'i materialdan iborat bo'lsa, floresan bo'yoqlardan foydalanish mumkin. Er osti shikastlanishi keyinchalik optik yoki elektron tarzda osongina tekshirilishi mumkin. Yoriqlar odatda juda nozik va materialning ichida bo'lgani uchun, bo'yoq penetratsiyasining penetratsion chuqurligi etarli bo'lmaganda, u mikrokrackning haqiqiy chuqurligini ifodalamasligi mumkin. Yoriq chuqurligini iloji boricha aniqroq olish uchun bo'yoqlarni singdirishning bir qancha usullari taklif qilingan: mexanik oldindan presslash va sovuq izostatik presslash, juda past konsentratsiyalarda bo'yoq izlarini aniqlash uchun elektron prob mikrotahlillaridan (EPMA) foydalanish.
B, buzilmaydigan usullar
a) Baholash usuli
Baholash usuli, asosan, abraziv materialning zarracha kattaligi va komponentning sirt pürüzlülüğünün o'lchamiga ko'ra, er osti shikastlanishining chuqurligini baholaydi. Tadqiqotchilar abraziv materialning zarracha kattaligi va er osti shikastlanish chuqurligi o'rtasidagi mos bog'liqlikni, shuningdek, komponentning sirt pürüzlülüğü o'lchami va pastki qism o'rtasidagi mos keladigan jadvalni aniqlash uchun ko'plab testlardan foydalanadilar. sirt shikastlanishi. Joriy komponent yuzasining er osti shikastlanishi ularning yozishmalari yordamida baholanishi mumkin.
b) Optik kogerent tomografiya (OCT)
Asosiy printsipi Mishelson interferensiyasi bo'lgan optik kogerent tomografiya o'lchangan ma'lumotni ikkita yorug'lik nurlarining shovqin signallari orqali baholaydi. Ushbu usul odatda biologik to'qimalarni kuzatish va to'qimalarning er osti tuzilishini ko'ndalang tomografiya qilish uchun ishlatiladi. Optik yuzaning er osti shikastlanishini kuzatish uchun OCT texnikasidan foydalanilganda, haqiqiy yoriq chuqurligini olish uchun o'lchangan namunaning sinishi indeksi parametrini hisobga olish kerak. Xabar qilinishicha, usul 500 mkm chuqurlikdagi nuqsonlarni 20 mkm dan yaxshiroq vertikal o'lchamlari bilan aniqlay oladi. Biroq, u optik materiallarni SSD aniqlash uchun foydalanilganda, SSD qatlamidan aks ettirilgan yorug'lik nisbatan zaif, shuning uchun shovqin hosil qilish qiyin. Bundan tashqari, sirtning tarqalishi ham o'lchov natijalariga ta'sir qiladi va o'lchov aniqligini yaxshilash kerak.
c) Lazerli sochilish usuli
Fotometrik sirtda lazer nurlanishi, er osti shikastlanishining hajmini baholash uchun lazerning tarqalish xususiyatlaridan foydalangan holda, shuningdek, keng ko'lamli o'rganilgan. Umumiy bo'lganlarga umumiy ichki aks ettirish mikroskopiyasi (TIRM), konfokal lazerli skanerlash mikroskopiyasi (CLSM) va kesishgan polarizatsiya konfokal mikroskopiyasi (CPCM) kiradi. o'zaro qutblanish konfokal mikroskopiya va boshqalar.
d) Skanerli akustik mikroskop
Skanerli akustik mikroskop (SAM) ultratovushli aniqlash usuli sifatida ichki nuqsonlarni aniqlash uchun keng qo'llaniladigan buzilmaydigan sinov usuli hisoblanadi. Bu usul odatda silliq sirtli namunalarni o'lchash uchun ishlatiladi. Namuna yuzasi juda qo'pol bo'lsa, sirt tarqoq to'lqinlarning ta'siri tufayli o'lchov aniqligi pasayadi.
3 Er osti shikastlanishlarini nazorat qilish usullari
Bizning asosiy maqsadimiz optik komponentlarning er osti shikastlanishini samarali nazorat qilish va SSDSni butunlay olib tashlaydigan komponentlarni olishdir. Oddiy sharoitlarda, er osti shikastlanishining chuqurligi abraziv zarracha hajmining o'lchamiga mutanosib bo'ladi, abrazivning zarracha hajmi qanchalik kichik bo'lsa, sirt osti shikastlanishi sayozroq bo'ladi, shuning uchun silliqlashning granularligini kamaytirish orqali va to'liq silliqlash, siz er osti shikastlanish darajasini samarali ravishda yaxshilashingiz mumkin. Bosqichlarda er osti shikastlanishini nazorat qilishning ishlov berish diagrammasi quyidagi rasmda ko'rsatilgan:
Er osti shikastlanishi bosqichma-bosqich nazorat qilinadi
Silliqlashning birinchi bosqichi bo'sh yuzadagi er osti shikastlanishini to'liq bartaraf qiladi va bu bosqichda yangi er osti qatlamini hosil qiladi, so'ngra silliqlashning ikkinchi bosqichida birinchi bosqichda hosil bo'lgan SSDni olib tashlash va yangi er osti shikastlanishini ishlab chiqarish kerak. yana, o'z navbatida ishlov berish va abrazivning zarracha hajmini va tozaligini nazorat qilish va nihoyat kutilgan optik sirtni olish. Bu, shuningdek, optik ishlab chiqarish yuzlab yillar davomida amal qilgan qayta ishlash strategiyasidir.
Bunga qo'shimcha ravishda, silliqlash jarayonidan so'ng, komponentning sirtini tuzlash, sirt osti shikastlanishini samarali ravishda olib tashlashi mumkin, shu bilan sirt sifatini yaxshilaydi va ishlov berish samaradorligini oshiradi.
Aloqa:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
Telefon/Whatsapp/Wechat:86 19013265659
veb:www.pliroptics.com
Qo'shish: 1-bino, №1558, razvedka yo'li, Qingbaijiang, Chengdu, Sichuan, Xitoy
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 18 aprel
