1 Definisie en oorsake van ondergrondse skade
Die ondergrondse skade van optiese komponente (SSD, ondergrondse skade) word gewoonlik genoem in hoë-presisie optiese toepassings soos intense laserstelsels en litografiemasjiene, en die bestaan daarvan beperk die finale verwerkingsakkuraatheid van optiese komponente en beïnvloed die beeldvorming verder. prestasie van optiese stelsels, dus moet genoeg aandag daaraan gegee word.Ondergrondse skade word gewoonlik gekenmerk deur krake binne die oppervlak van die element en interne spanningslae, wat veroorsaak word deur 'n mate van oorblywende fragmentasie en vervorming van die materiaalsamestelling in die nabye oppervlakte.Die ondergrondse skademodel word soos volg getoon: die boonste laag is die gepoleerde sedimentlaag, en dan is die kraakdefeklaag en spanningsvervormingslaag die onderste laag, en die materiaallaag sonder skade is die binneste laag.Onder hulle is die kraakdefeklaag en die spanningsvervormingslaag ondergrondse skade.
Ondergrondse skademodel van optiese materiale
Optiese komponente van die materiaal is oor die algemeen glas, keramiek en ander harde en bros materiale, in die vroeë verwerking stadium van die komponente, moet gaan deur maal giet, fyn slyp en growwe poleer prosesse, in hierdie prosesse, meganiese maal en chemiese reaksies bestaan en 'n rol speel.Die skuur- of skuurgereedskap in kontak met die oppervlak van die element het die eienskappe van ongelyke deeltjiegrootte, en die krag van elke kontakpunt op die oppervlak van die element is nie eenvormig nie, dus sal die konvekse en konkawe laag en die interne kraaklaag op die glasoppervlak vervaardig word.Die materiaal teenwoordig in die gekraakte laag is die komponent wat tydens die slypproses gebreek het, maar nie van die oppervlak afgeval het nie, so ondergrondse skade sal gevorm word.Of dit nou skuur maal van los deeltjies of CNC maal is, hierdie verskynsel sal op die oppervlak van die materiaal gevorm word.Die werklike effek van ondergrondse skade word in die volgende figuur getoon:
Ondergrondse skadeweergawe
2 Ondergrondse skademetingsmetodes
Aangesien skade onder die oppervlak nie geïgnoreer kan word nie, moet dit effektief deur optiese komponentvervaardigers beheer word.Om dit effektief te beheer, is dit nodig om die grootte van die ondergrondse skade op die oppervlak van die komponent akkuraat te identifiseer en op te spoor, sedert die vroeë deel van die vorige eeu het mense 'n verskeidenheid metodes ontwikkel om die grootte te meet en te evalueer. van die ondergrondse skade van die komponent, volgens die modus van die mate van invloed op die optiese komponent, kan dit in twee kategorieë verdeel word: vernietigende meting en nie-vernietigende meting (nie-vernietigende toetsing).
Destruktiewe meetmetode, soos die naam aandui, is die behoefte om die oppervlakstruktuur van die optiese element te verander, sodat die ondergrondse skade wat nie maklik is om waar te neem, geopenbaar kan word, en dan 'n mikroskoop en ander instrumente te gebruik om die meetmetode, is hierdie metode gewoonlik tydrowend, maar die meetresultate daarvan is betroubaar en akkuraat.Nie-vernietigende meetmetodes, wat nie addisionele skade aan die komponentoppervlak veroorsaak nie, gebruik lig, klank of ander elektromagnetiese golwe om die ondergrondse skadelaag op te spoor, en gebruik die hoeveelheid eiendomsveranderinge wat hulle in die laag voorkom om die grootte van die SSD, sulke metodes is relatief gerieflik en vinnig, maar gewoonlik 'n kwalitatiewe waarneming.Volgens hierdie klassifikasie word die huidige opsporingsmetodes vir ondergrondse skade in die onderstaande figuur getoon:
Klassifikasie en opsomming van metodes vir opsporing van ondergrondse skade
'n Kort beskrywing van hierdie meetmetodes volg:
A. Destruktiewe metodes
a) Poleermetode
Voor die verskyning van magnetoreologiese polering, het optiese werkers gewoonlik Taper polering gebruik om die ondergrondse skade van optiese komponente te ontleed, dit wil sê, die optiese oppervlak langs 'n skuins hoek te sny om 'n skuins interne oppervlak te vorm, en dan die skuins oppervlak te poleer.Daar word algemeen geglo dat polering nie die oorspronklike ondergrondse skade sal vererger nie.Die krake van die SSD-laag sal duideliker geopenbaar word deur die onderdompelingskorrosie met chemiese reagense.Die diepte, lengte en ander inligting van die ondergrondse skadelaag kan gemeet word deur optiese waarneming van die skuins oppervlak na onderdompeling.Later het wetenskaplikes die Ball-dimpling-metode (Ball-dimpling) uitgevind, wat is om 'n sferiese poleerinstrument te gebruik om die oppervlak te poets nadat jy geslyp het, 'n put uitgegooi het, die diepte van die put moet so diep as moontlik wees, sodat die ontleding van die kant van die put kan die ondergrondse skade-inligting van die oorspronklike oppervlak verkry.
Algemene metodes om ondergrondse skade van optiese elemente op te spoor
Magnetorheologiese polering (MRF) is 'n tegniek wat 'n magnetiese vloeistofstrook gebruik om optiese komponente te poets, wat verskil van tradisionele asfalt/poliuretaan-polering.In die tradisionele poleermetode oefen die poleergereedskap gewoonlik 'n groot normale krag op die optiese oppervlak uit, terwyl Mr Polishing die optiese oppervlak in die tangensiële rigting verwyder, dus verander Mr Polishing nie die oorspronklike ondergrondse skade-eienskappe van die optiese oppervlak nie.Daarom kan Mr Polishing gebruik word om 'n groef op die optiese oppervlak te poets.Dan word die poleerarea ontleed om die grootte van die ondergrondse skade van die oorspronklike optiese oppervlak te evalueer.
a) Bloklymmetode
Hierdie metode is ook gebruik om ondergrondse skade te toets.Om die waarheid te sê, kies 'n vierkantige monster met dieselfde vorm en materiaal, poets die twee oppervlaktes van die monster, en gebruik dan gom om die twee gepoleerde oppervlaktes van die monster aan mekaar vas te gom, en slyp dan die kante van die twee monsters saam op dieselfde tyd.Na maal word chemiese reagense gebruik om die twee vierkantige monsters te skei.Die grootte van die ondergrondse skade wat deur die slypstadium veroorsaak word, kan geëvalueer word deur die geskeide gepoleerde oppervlak met 'n mikroskoop waar te neem.Die proses skematiese diagram van die metode is soos volg:
Skematiese diagram van die opsporing van ondergrondse skade deur blokkleefmetode
Hierdie metode het sekere beperkings.Omdat daar 'n taai oppervlak is, kan die situasie van die taai oppervlak moontlik nie die werklike ondergrondse skade binne-in die materiaal na slyp weerspieël nie, dus kan die metingsresultate slegs die SSD-situasie tot 'n sekere mate weerspieël.
a) Chemiese ets
Die metode gebruik geskikte chemiese middels om die beskadigde laag van die optiese oppervlak te erodeer.Nadat die erosieproses voltooi is, word die ondergrondse skade geëvalueer deur die oppervlakvorm en grofheid van die komponentoppervlak en die indeksverandering van die erosietempo.Algemene chemiese reagense is fluorwaterstofsuur (HF), ammoniumwaterstoffluoried (NH4HF) en ander korrosiewe middels.
b) Dwarssnitmetode
Die monster word gedissekteer en 'n skandeerelektronmikroskoop word gebruik om die grootte van die ondergrondse skade direk waar te neem.
c) Kleurstof bevrugting metode
Omdat die oppervlaklaag van die grond optiese element 'n groot aantal mikrokrake bevat, kan kleurstowwe wat 'n kleurkontras met die optiese substraat of kontras met die substraat kan vorm, in die materiaal gedruk word.As die substraat uit 'n donker materiaal bestaan, kan fluoresserende kleurstowwe gebruik word.Ondergrondse skade kan dan maklik opties of elektronies nagegaan word.Omdat die krake gewoonlik baie fyn is en binne die materiaal, wanneer die penetrasiediepte van die kleurstofpenetrasie nie genoeg is nie, verteenwoordig dit dalk nie die ware diepte van die mikrokraak nie.Om die kraakdiepte so akkuraat as moontlik te verkry, is 'n aantal metodes vir die bevrugting van kleurstowwe voorgestel: meganiese prepressing en koue isostatiese persing, en die gebruik van elektronsondemikroanalise (EPMA) om spore van kleurstof by baie lae konsentrasies op te spoor.
B, nie-vernietigende metodes
a) Beramingsmetode
Die skattingsmetode skat hoofsaaklik die diepte van ondergrondse skade volgens die grootte van die deeltjiegrootte van die skuurmateriaal en die grootte van die oppervlakruwheid van die komponent.Navorsers gebruik 'n groot aantal toetse om die ooreenstemmende verwantskap tussen die deeltjiegrootte van die skuurmateriaal en die diepte van die ondergrondse skade vas te stel, asook die ooreenstemmende tabel tussen die grootte van die oppervlakruwheid van die komponent en die sub-oppervlakte oppervlak skade.Die ondergrondse skade van die huidige komponentoppervlak kan beraam word deur hul korrespondensie te gebruik.
b) Optiese Koherensie Tomografie (OKT)
Optiese koherensie-tomografie, waarvan die basiese beginsel Michelson-interferensie is, evalueer die gemete inligting deur die interferensie-seine van twee ligstrale.Hierdie tegniek word algemeen gebruik om biologiese weefsels waar te neem en deursnee-tomografie van die ondergrondse struktuur van die weefsel te gee.Wanneer OCT-tegniek gebruik word om die ondergrondse skade van optiese oppervlak waar te neem, moet die brekingsindeksparameter van die gemete monster in ag geneem word om die werklike kraakdiepte te verkry.Die metode kan na berig word defekte op 'n diepte van 500μm opspoor met 'n vertikale resolusie van beter as 20μm.Wanneer dit egter gebruik word vir SSD-opsporing van optiese materiale, is die lig wat deur die SSD-laag gereflekteer word relatief swak, so dit is moeilik om interferensie te vorm.Daarbenewens sal oppervlakverstrooiing ook die meetresultate beïnvloed, en die metingsakkuraatheid moet verbeter word.
c) Laserverstrooiingsmetode
Laserbestraling op die fotometriese oppervlak, wat die verstrooiingseienskappe van die laser gebruik om die grootte van die ondergrondse skade te bepaal, is ook omvattend bestudeer.Algemene sluit in Totale interne refeksiemikroskopie (TIRM), konfokale laserskanderingmikroskopie (CLSM) en kruisende polarisasie konfokale mikroskopie (CPCM).kruispolarisasie konfokale mikroskopie, ens.
d) Skandeer akoestiese mikroskoop
Skandeer-akoestiese mikroskopie (SAM), as 'n ultrasoniese opsporingsmetode, is 'n nie-vernietigende toetsmetode wat wyd gebruik word om interne defekte op te spoor.Hierdie metode word gewoonlik gebruik om monsters met gladde oppervlaktes te meet.Wanneer die oppervlak van die monster baie grof is, sal die metingsakkuraatheid verminder word as gevolg van die invloed van oppervlakverstrooide golwe.
3 Ondergrondse skadebeheermetodes
Dit is ons uiteindelike doel om die ondergrondse skade van optiese komponente effektief te beheer en komponente te verkry wat SSDS heeltemal verwyder.Onder normale omstandighede is die diepte van ondergrondse skade eweredig aan die grootte van die skuurdeeltjiegrootte, hoe kleiner die deeltjiegrootte van die skuurmiddel, hoe vlakker is die ondergrondse skade, dus deur die korreligheid van maal te verminder, en ten volle maal, kan jy die mate van skade onder die oppervlak effektief verbeter.Die verwerkingsdiagram van ondergrondse skadebeheer in fases word in die figuur hieronder getoon:
Ondergrondse skade word in fases beheer
Die eerste fase van slyp sal die ondergrondse skade op die leë oppervlak volledig verwyder en 'n nuwe ondergrond in hierdie stadium produseer, en dan in die tweede fase van slyp, is dit nodig om die SSD wat in die eerste fase gegenereer is, te verwyder en nuwe ondergrondse skade te produseer weer, verwerking op sy beurt, en beheer die deeltjie grootte en suiwerheid van die skuur, en uiteindelik verkry die verwagte optiese oppervlak.Dit is ook die verwerkingstrategie wat optiese vervaardiging vir honderde jare gevolg het.
Daarbenewens, na die slypproses, kan die beits van die oppervlak van die komponent die ondergrondse skade effektief verwyder, waardeur die oppervlakkwaliteit verbeter en die verwerkingsdoeltreffendheid verbeter word.
Kontak:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
Foon/Whatsapp/Wechat:86 19013265659
web:www.pliroptics.com
Voeg by:gebou 1, nr. 1558, intelligensiepad, qingbaijiang, chengdu, sichuan, China
Postyd: 18-Apr-2024
