Optik elementlərin yeraltı zədələnməsi

1 Yeraltı zədələrin tərifi və səbəbləri

Optik komponentlərin alt səthinin zədələnməsi (SSD, yeraltı zədə) adətən intensiv lazer sistemləri və litoqrafiya maşınları kimi yüksək dəqiqlikli optik tətbiqlərdə qeyd edilir və onun mövcudluğu optik komponentlərin son emal dəqiqliyini məhdudlaşdırır və təsvirə daha çox təsir göstərir. optik sistemlərin performansı, buna görə də kifayət qədər diqqət yetirilməlidir.Səthin səthinin zədələnməsi adətən elementin səthi daxilində çatlar və daxili gərginlik layları ilə xarakterizə olunur ki, bu çatlar səthə yaxın ərazidə material tərkibinin bəzi qalıq parçalanması və deformasiyası nəticəsində yaranır.Yeraltı zədələnmə modeli aşağıdakı kimi göstərilmişdir: üst təbəqə cilalanmış çöküntü təbəqəsidir, sonra çat qüsuru təbəqəsi və gərginlik deformasiya təbəqəsi alt təbəqə, zədələnməmiş material təbəqəsi isə ən daxili təbəqədir.Onların arasında çat defekt təbəqəsi və gərginlik deformasiya təbəqəsi yeraltı zədədir.

a

Optik materialların yeraltı zədə modeli

Materialın optik komponentləri ümumiyyətlə şüşə, keramika və digər sərt və kövrək materiallardan ibarətdir, komponentlərin ilkin emal mərhələsində frezeləmə, incə üyüdmə və kobud cilalama proseslərindən keçmək lazımdır, bu proseslərdə mexaniki daşlama və kimyəvi reaksiyalar mövcuddur. və rol oynayır.Elementin səthi ilə təmasda olan aşındırıcı və ya aşındırıcı alət qeyri-bərabər hissəcik ölçüsü xüsusiyyətlərinə malikdir və elementin səthindəki hər bir əlaqə nöqtəsinin qüvvəsi vahid deyil, buna görə qabarıq və konkav təbəqə və daxili çat təbəqəsi şüşə səthində istehsal oluna bilər.Çatlamış təbəqədə mövcud olan material daşlama prosesi zamanı qırılan, lakin səthdən düşməmiş komponentdir, buna görə də yeraltı zədələr əmələ gələcək.İstər boş hissəciklərin aşındırıcı üyüdülməsi, istərsə də CNC daşları olsun, bu fenomen materialın səthində formalaşacaq.Yeraltı zədənin faktiki təsiri aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir:

b

Yeraltı zərərin göstərilməsi

2 Yeraltı zədələrin ölçülməsi üsulları

Səthaltı zədələrə məhəl qoymamaq mümkün olmadığından, optik komponent istehsalçıları tərəfindən effektiv şəkildə idarə olunmalıdır.Buna effektiv nəzarət etmək üçün komponentin səthində yeraltı zədələnmənin ölçüsünü dəqiq müəyyən etmək və aşkar etmək lazımdır, çünki keçən əsrin əvvəllərindən insanlar ölçüsünü ölçmək və qiymətləndirmək üçün müxtəlif üsullar hazırlamışlar. Komponentin yeraltı zədələnməsinə görə, optik komponentə təsir dərəcəsinə görə onu iki kateqoriyaya bölmək olar: dağıdıcı ölçmə və dağıdıcı ölçmə (dağıdıcı olmayan sınaq).

Dağıdıcı ölçmə metodu, adından da göründüyü kimi, optik elementin səth quruluşunu dəyişdirmək zərurətidir, beləliklə, müşahidə etmək asan olmayan yeraltı zədələri aşkar etmək, sonra mikroskop və digər alətlərdən istifadə edərək müşahidə etmək lazımdır. ölçmə üsulu, bu üsul adətən vaxt aparır, lakin onun ölçmə nəticələri etibarlı və dəqiqdir.Qeyri-dağıdıcı ölçmə üsulları, komponentin səthinə əlavə ziyan vurmur, yeraltı zədələnmiş təbəqəni aşkar etmək üçün işıq, səs və ya digər elektromaqnit dalğalarından istifadə edir və təbəqənin ölçüsünü qiymətləndirmək üçün layda baş verən əmlak dəyişikliklərinin miqdarından istifadə edir. SSD-də belə üsullar nisbətən rahat və sürətlidir, lakin adətən keyfiyyətli müşahidədir.Bu təsnifata uyğun olaraq, yeraltı zədələnmənin cari aşkarlama üsulları aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir:

c

Yeraltı zədələrin aşkarlanması üsullarının təsnifatı və xülasəsi

Bu ölçmə üsullarının qısa təsviri aşağıdakı kimidir:

A. Dağıdıcı üsullar

a) Cilalama üsulu

Maqnitorheoloji cilalanma görünməzdən əvvəl, optik işçilər, adətən, optik komponentlərin alt səth zədəsini təhlil etmək üçün Taper cilalama üsulundan istifadə edirdilər, yəni oblik daxili səth yaratmaq üçün optik səthi oblik Bucaq boyunca kəsir və sonra əyri səthi cilalayır.Ümumiyyətlə, cilalamanın ilkin yeraltı zədələri ağırlaşdırmayacağına inanılır.SSD təbəqəsinin çatları kimyəvi reagentlərlə immersion korroziya ilə daha aydın şəkildə aşkar ediləcək.Səthaltı zədələnmə təbəqəsinin dərinliyi, uzunluğu və digər məlumatları suya batırıldıqdan sonra maili səthin optik müşahidəsi ilə ölçülə bilər.Daha sonra elm adamları Ball dimpling metodunu (Ball dimpling) icad etdilər ki, bu da daşlama, çuxur atdıqdan sonra səthi cilalamaq üçün sferik cilalama alətindən istifadə etməkdir, çuxurun dərinliyi mümkün qədər dərin olmalıdır ki, analiz çuxurun yan tərəfi ilə orijinal səthin yeraltı zərər məlumatını əldə edə bilərsiniz.

Optik elementlərin yeraltı zədələnməsinin aşkarlanması üçün ümumi üsullar

Maqnitoreoloji cilalama (MRF) ənənəvi asfalt/poliuretan cilalamadan fərqli olan optik komponentləri cilalamaq üçün maqnit maye zolağından istifadə edən bir texnikadır.Ənənəvi cilalama metodunda cilalama aləti adətən optik səthə böyük normal güc tətbiq edir, Cənab Cilalama optik səthi tangensial istiqamətdə çıxarır, beləliklə, Cənab Cilalama optik səthin orijinal alt səth zədələnməsi xüsusiyyətlərini dəyişmir.Buna görə də, Mr Polishing optik səthdə yivləri cilalamaq üçün istifadə edilə bilər.Sonra cilalama sahəsi orijinal optik səthin yeraltı zədələnməsinin ölçüsünü qiymətləndirmək üçün təhlil edilir.

d
a) Blokların yapışdırılması üsulu

Bu üsul həm də yeraltı zədələri yoxlamaq üçün istifadə edilmişdir.Əslində, eyni forma və materiala malik kvadrat nümunə seçin, nümunənin iki səthini cilalayın və sonra nümunənin iki cilalanmış səthini bir-birinə yapışdırmaq üçün yapışdırıcıdan istifadə edin və sonra iki nümunənin tərəflərini eyni anda birlikdə üyüdün. vaxt.Taşlamadan sonra iki kvadrat nümunəni ayırmaq üçün kimyəvi reagentlərdən istifadə olunur.Taşlama mərhələsinin səbəb olduğu yeraltı zədənin ölçüsü mikroskopla ayrılmış cilalanmış səthi müşahidə etməklə qiymətləndirilə bilər.Metodun prosesinin sxematik diaqramı aşağıdakı kimidir:

e

Blok yapışqan üsulu ilə yeraltı zədələrin aşkarlanmasının sxematik diaqramı

Bu metodun müəyyən məhdudiyyətləri var.Yapışqan səth olduğundan, yapışqan səthin vəziyyəti daşlamadan sonra materialın içərisində faktiki yeraltı zədələnməni tam əks etdirməyə bilər, buna görə ölçmə nəticələri yalnız müəyyən dərəcədə SSD vəziyyətini əks etdirə bilər.

a) Kimyəvi aşındırma

Metod optik səthin zədələnmiş təbəqəsini aşındırmaq üçün uyğun kimyəvi maddələrdən istifadə edir.Eroziya prosesi başa çatdıqdan sonra yeraltı zədələnmə komponent səthinin səth forması və pürüzlülüyü və eroziya sürətinin indeksinin dəyişməsi ilə qiymətləndirilir.Ümumi istifadə olunan kimyəvi reagentlər hidrofluorik turşu (HF), ammonium hidrogen flüorid (NH4HF) və digər aşındırıcı maddələrdir.

b) Kesiti üsulu

Nümunə parçalanır və yeraltı zədənin ölçüsünü birbaşa müşahidə etmək üçün skan edən elektron mikroskopdan istifadə olunur.

c) Boyanın hopdurulması üsulu

Torpaq optik elementinin səth qatında çoxlu sayda mikro çatlar olduğundan, optik substrat ilə rəng kontrastını və ya substratla kontrast təşkil edə bilən boyalar materiala sıxıla bilər.Substrat qaranlıq bir materialdan ibarətdirsə, flüoresan boyalar istifadə edilə bilər.Yeraltı zədə daha sonra optik və ya elektron şəkildə asanlıqla yoxlanıla bilər.Çatların adətən çox incə olması və materialın içərisində olması səbəbindən, boyanın nüfuz etmə dərinliyi kifayət etmədikdə, o, mikro çatın həqiqi dərinliyini əks etdirməyə bilər.Çatların dərinliyini mümkün qədər dəqiq əldə etmək üçün boyaların hopdurulması üçün bir sıra üsullar təklif edilmişdir: mexaniki prepressiya və soyuq izostatik presləmə və çox aşağı konsentrasiyalarda boyanın izlərini aşkar etmək üçün elektron zond mikroanalizindən (EPMA) istifadə.

B, dağıdıcı olmayan üsullar

a) Qiymətləndirmə üsulu

Qiymətləndirmə metodu əsasən aşındırıcı materialın hissəcik ölçüsünün ölçüsünə və komponentin səthi pürüzlülüyünün ölçüsünə görə yeraltı zədələnmənin dərinliyini qiymətləndirir.Tədqiqatçılar aşındırıcı materialın hissəcik ölçüsü ilə səthaltı zədələnmənin dərinliyi arasında müvafiq əlaqəni, həmçinin komponentin səthi pürüzlülüyünün ölçüsü ilə alt səth arasındakı uyğunluq cədvəlini qurmaq üçün çox sayda sınaqdan istifadə edirlər. səthin zədələnməsi.Cari komponent səthinin yeraltı zədələnməsi onların yazışmalarından istifadə etməklə qiymətləndirilə bilər.

b) Optik Koherens Tomoqrafiya (OKT)

Əsas prinsipi Mişelson müdaxiləsi olan optik koherens tomoqrafiya iki işıq şüasının müdaxilə siqnalları vasitəsilə ölçülmüş məlumatı qiymətləndirir.Bu üsul adətən bioloji toxumaları müşahidə etmək və toxumanın yeraltı strukturunun en kəsiyi tomoqrafiyasını vermək üçün istifadə olunur.Optik səthin yeraltı zədələnməsini müşahidə etmək üçün OCT texnikasından istifadə edildikdə, faktiki çat dərinliyini əldə etmək üçün ölçülmüş nümunənin sınma indeksi parametri nəzərə alınmalıdır.Metodun 20μm-dən daha yaxşı şaquli qətnamə ilə 500μm dərinlikdə qüsurları aşkarlaya biləcəyi bildirilir.Bununla belə, optik materialların SSD aşkarlanması üçün istifadə edildikdə, SSD təbəqəsindən əks olunan işıq nisbətən zəifdir, buna görə də müdaxilə yaratmaq çətindir.Bundan əlavə, səthin səpilməsi də ölçmə nəticələrinə təsir edəcək və ölçmə dəqiqliyi yaxşılaşdırılmalıdır.

c) Lazer səpilmə üsulu

Yeraltı zədənin ölçüsünü qiymətləndirmək üçün lazerin səpilmə xüsusiyyətlərindən istifadə edərək fotometrik səthdə lazer şüalanması da geniş şəkildə tədqiq edilmişdir.Ümumi olanlara ümumi daxili əks etdirmə mikroskopiyası (TIRM), Konfokal lazer skan edən mikroskopiya (CLSM) və kəsişən polarizasiya konfokal mikroskopiyası (CPCM) daxildir.çarpaz polarizasiyalı konfokal mikroskopiya və s.

d) Skan edən akustik mikroskop

Skanlayıcı akustik mikroskopiya (SAM) ultrasəs aşkarlama üsulu kimi daxili qüsurları aşkar etmək üçün geniş istifadə olunan dağıdıcı olmayan sınaq üsuludur.Bu üsul adətən hamar səthləri olan nümunələri ölçmək üçün istifadə olunur.Nümunənin səthi çox kobud olduqda, səthə səpələnmiş dalğaların təsiri səbəbindən ölçmə dəqiqliyi azalacaq.

3 Yeraltı zədələrə nəzarət üsulları

Optik komponentlərin yeraltı zədələnməsinə effektiv şəkildə nəzarət etmək və SSDS-ni tamamilə çıxaran komponentlər əldə etmək bizim əsas məqsədimizdir.Normal şəraitdə yeraltı zədələnmənin dərinliyi aşındırıcı hissəcik ölçüsünün ölçüsünə mütənasibdir, aşındırıcının hissəcik ölçüsü nə qədər kiçik olarsa, səthaltı zədələnmə bir o qədər dayazdır, buna görə də daşlamanın dənəvərliyini azaltmaqla və tam üyüdərək, səthin altındakı zədələnmə dərəcəsini effektiv şəkildə yaxşılaşdıra bilərsiniz.Mərhələlərdə yeraltı zədələrə nəzarətin emal diaqramı aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir:

f

Yeraltı zədələrə nəzarət mərhələlərlə həyata keçirilir
Taşlamanın birinci mərhələsi boş səthdə yeraltı zədələnməni tamamilə aradan qaldıracaq və bu mərhələdə yeni yeraltı qat meydana gətirəcək, sonra daşlamanın ikinci mərhələsində birinci mərhələdə yaranan SSD-ni çıxarmaq və yeni yeraltı zədələnmələr yaratmaq lazımdır. yenidən öz növbəsində emal edin və aşındırıcının hissəcik ölçüsünə və təmizliyinə nəzarət edin və nəhayət gözlənilən optik səthi əldə edin.Bu həm də optik istehsalın yüz illər boyu izlədiyi emal strategiyasıdır.

Bundan əlavə, üyüdülmə prosesindən sonra komponentin səthinin turşulanması səthin altındakı zədələri effektiv şəkildə aradan qaldıra bilər, bununla da səthin keyfiyyətini yaxşılaşdırır və emal səmərəliliyini artırır.

Əlaqə:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
Telefon/Whatsapp/Wechat:86 19013265659
internet:www.pliroptics.com

Əlavə edin: Bina 1, No.1558, kəşfiyyat yolu, Qingbaijiang, Chengdu, Sichuan, Çin


Göndərmə vaxtı: 18 aprel 2024-cü il