1 Diffiniad ac achosion difrod o dan y wyneb
Mae difrod Is-wyneb cydrannau optegol (SSD, difrod is-wyneb) fel arfer yn cael ei grybwyll mewn cymwysiadau optegol manwl uchel megis systemau laser dwys a pheiriannau lithograffeg, ac mae ei fodolaeth yn cyfyngu ar gywirdeb prosesu terfynol cydrannau optegol ac yn effeithio ymhellach ar y delweddu. perfformiad systemau optegol, felly mae angen talu digon o sylw iddo.Mae difrod i'r wyneb fel arfer yn cael ei nodweddu gan graciau y tu mewn i wyneb yr elfen a haenau straen mewnol, sy'n cael eu hachosi gan rywfaint o ddarnio gweddilliol ac anffurfiad o'r cyfansoddiad deunydd yn yr ardal arwyneb agos.Dangosir y model difrod is-wyneb fel a ganlyn: yr haen uchaf yw'r haen gwaddod caboledig, ac yna'r haen diffyg crac a'r haen dadffurfiad straen yw'r haen isaf, a'r haen ddeunydd heb ddifrod yw'r haen fwyaf mewnol.Yn eu plith, mae'r haen diffyg crac a'r haen anffurfiad straen yn ddifrod o dan yr wyneb.
Model difrod tanwyneb o ddeunyddiau optegol
Cydrannau optegol y deunydd yn gyffredinol gwydr, cerameg a deunyddiau caled a brau eraill, yn y cyfnod prosesu cynnar o'r cydrannau, mae angen i fynd drwy melino molding, llifanu dirwy a phrosesau sgleinio garw, yn y prosesau hyn, malu mecanyddol ac adweithiau cemegol yn bodoli a chwarae rhan.Mae gan yr offeryn sgraffiniol neu sgraffiniol sydd mewn cysylltiad ag wyneb yr elfen nodweddion maint gronynnau anwastad, ac nid yw grym pob pwynt cyswllt ar wyneb yr elfen yn unffurf, felly bydd yr haen amgrwm a cheugrwm a'r haen crac mewnol. cael ei gynhyrchu ar yr wyneb gwydr.Y deunydd sy'n bresennol yn yr haen wedi'i gracio yw'r gydran sydd wedi torri yn ystod y broses malu, ond nid yw wedi disgyn oddi ar yr wyneb, felly bydd difrod is-wyneb yn cael ei ffurfio.P'un a yw'n malu sgraffiniol o ronynnau rhydd neu malu CNC, bydd y ffenomen hon yn cael ei ffurfio ar wyneb y deunydd.Dangosir gwir effaith difrod o dan yr wyneb yn y ffigur canlynol:
Rendro difrod i'r wyneb
2 Dulliau mesur difrod i'r wyneb
Gan na ellir anwybyddu difrod is-wyneb, rhaid iddo gael ei reoli'n effeithiol gan weithgynhyrchwyr cydrannau optegol.Er mwyn ei reoli'n effeithiol, mae angen nodi a chanfod maint y difrod i'r is-wyneb ar wyneb y gydran yn gywir, ers rhan gyntaf y ganrif ddiwethaf, mae pobl wedi datblygu amrywiaeth o ddulliau i fesur a gwerthuso'r maint. o ddifrod is-wyneb y gydran, yn ôl modd y graddau dylanwad ar y gydran optegol, gellir ei rannu'n ddau gategori: mesur dinistriol a mesur annistrywiol (profion annistrywiol).
Dull mesur dinistriol, fel y mae'r enw'n ei awgrymu, yw'r angen i newid strwythur wyneb yr elfen optegol, fel y gellir datgelu'r difrod is-wyneb nad yw'n hawdd ei arsylwi, ac yna defnyddio microsgop ac offerynnau eraill i arsylwi ar y dull mesur, mae'r dull hwn fel arfer yn cymryd llawer o amser, ond mae ei ganlyniadau mesur yn ddibynadwy ac yn gywir.Mae dulliau mesur annistrywiol, nad ydynt yn achosi difrod ychwanegol i wyneb y gydran, yn defnyddio golau, sain, neu donnau electromagnetig eraill i ganfod yr haen difrod i'r is-wyneb, a defnyddio faint o newidiadau eiddo y maent yn digwydd yn yr haen i asesu maint y yr SSD, mae dulliau o'r fath yn gymharol gyfleus a chyflym, ond fel arfer yn arsylwi ansoddol.Yn ôl y dosbarthiad hwn, dangosir y dulliau canfod cyfredol ar gyfer difrod o dan yr wyneb yn y ffigur isod:
Dosbarthiad a chrynodeb o ddulliau canfod difrod o dan y wyneb
Mae disgrifiad byr o'r dulliau mesur hyn fel a ganlyn:
A. Dulliau dinistriol
a) Dull caboli
Cyn ymddangosiad sgleinio magnetorheolegol, roedd gweithwyr optegol fel arfer yn defnyddio caboli Taper i ddadansoddi difrod is-wyneb cydrannau optegol, hynny yw, torri'r wyneb optegol ar hyd Angle arosgo i ffurfio arwyneb mewnol arosgo, ac yna caboli'r wyneb arosgo.Credir yn gyffredinol na fydd caboli yn gwaethygu'r difrod gwreiddiol i'r is-wyneb.Bydd craciau'r haen SSD yn cael eu datgelu'n fwy amlwg trwy'r cyrydiad trochi gydag adweithyddion cemegol.Gellir mesur dyfnder, hyd a gwybodaeth arall yr haen difrod is-wyneb trwy arsylwi optegol ar yr arwyneb goleddol ar ôl trochi.Yn ddiweddarach, dyfeisiodd gwyddonwyr y dull dimpling Ball (dimpling Ball), sef defnyddio offeryn sgleinio sfferig i sgleinio'r wyneb ar ôl ei falu, taflu pwll allan, mae angen i ddyfnder y pwll fod mor ddwfn â phosib, fel bod y dadansoddiad o ochr y pwll yn gallu cael gwybodaeth difrod is-wyneb yr arwyneb gwreiddiol.
Dulliau cyffredin ar gyfer canfod difrod o dan yr wyneb i elfennau optegol
Mae sgleinio magnetorheolegol (MRF) yn dechneg sy'n defnyddio stribed hylif magnetig i sgleinio cydrannau optegol, sy'n wahanol i sgleinio asffalt / polywrethan traddodiadol.Yn y dull caboli traddodiadol, mae'r offeryn caboli fel arfer yn rhoi grym arferol mawr ar yr wyneb optegol, tra bod Mr Polishing yn tynnu'r wyneb optegol i'r cyfeiriad tangential, felly nid yw Mr Polishing yn newid nodweddion difrod is-wyneb gwreiddiol yr arwyneb optegol.Felly, gellir defnyddio Mr Polishing i sgleinio rhigol ar yr wyneb optegol.Yna caiff yr ardal sgleinio ei ddadansoddi i werthuso maint difrod is-wyneb yr arwyneb optegol gwreiddiol.
a) Dull gludo bloc
Mae'r dull hwn hefyd wedi'i ddefnyddio i brofi difrod is-wyneb.Mewn gwirionedd, dewiswch sampl sgwâr gyda'r un siâp a deunydd, sgleinio dwy arwyneb y sampl, ac yna defnyddiwch gludiog i gludo dwy arwyneb caboledig y sampl gyda'i gilydd, ac yna malu ochrau'r ddau sampl gyda'i gilydd ar yr un peth. amser.Ar ôl malu, defnyddir adweithyddion cemegol i wahanu'r ddau sampl sgwâr.Gellir gwerthuso maint y difrod is-wyneb a achosir gan y cam malu trwy arsylwi ar yr wyneb caboledig wedi'i wahanu gyda microsgop.Mae diagram sgematig proses y dull fel a ganlyn:
Diagram sgematig o ganfod difrod is-wyneb trwy ddull gludiog bloc
Mae gan y dull hwn gyfyngiadau penodol.Oherwydd bod wyneb gludiog, efallai na fydd sefyllfa'r arwyneb gludiog yn adlewyrchu'n llawn y difrod gwirioneddol i'r is-wyneb y tu mewn i'r deunydd ar ôl ei falu, felly dim ond i raddau y gall y canlyniadau mesur adlewyrchu sefyllfa SSD.
a) Ysgythriad cemegol
Mae'r dull yn defnyddio cyfryngau cemegol addas i erydu haen difrodi'r arwyneb optegol.Ar ôl i'r broses erydiad gael ei chwblhau, mae'r difrod i'r is-wyneb yn cael ei werthuso gan siâp wyneb a garwder arwyneb y gydran a newid mynegai y gyfradd erydu.Adweithyddion cemegol a ddefnyddir yn gyffredin yw asid hydrofluorig (HF), fflworid hydrogen amoniwm (NH4HF) ac asiantau cyrydol eraill.
b) Dull trawstoriad
Mae'r sampl yn cael ei rannu a defnyddir microsgop electron sganio i arsylwi'n uniongyrchol ar faint y difrod i'r is-wyneb.
c) Dull trwytho llifynnau
Oherwydd bod haen wyneb yr elfen optegol ddaear yn cynnwys nifer fawr o ficrocraciau, gellir gwasgu llifynnau a all ffurfio cyferbyniad lliw â'r swbstrad optegol neu wrthgyferbyniad â'r swbstrad i'r deunydd.Os yw'r swbstrad yn cynnwys deunydd tywyll, gellir defnyddio llifynnau fflwroleuol.Yna gellir gwirio difrod is-wyneb yn hawdd yn optegol neu'n electronig.Oherwydd bod y craciau fel arfer yn fân iawn ac y tu mewn i'r deunydd, pan nad yw dyfnder treiddiad treiddiad y llifyn yn ddigon, efallai na fydd yn cynrychioli gwir ddyfnder y microcrack.Er mwyn cael dyfnder y crac mor gywir â phosibl, mae nifer o ddulliau wedi'u cynnig ar gyfer trwytho llifynnau: rhag-wasgu mecanyddol a gwasgu isostatig oer, a defnyddio micro-ddadansoddiad chwiliwr electron (EPMA) i ganfod olion llifyn ar grynodiadau isel iawn.
B, dulliau nad ydynt yn ddinistriol
a) Dull amcangyfrif
Mae'r dull amcangyfrif yn bennaf yn amcangyfrif dyfnder y difrod is-wyneb yn ôl maint maint gronynnau'r deunydd sgraffiniol a maint garwedd wyneb y gydran.Mae ymchwilwyr yn defnyddio nifer fawr o brofion i sefydlu'r berthynas gyfatebol rhwng maint gronynnau'r deunydd sgraffiniol a dyfnder y difrod i'r is-wyneb, yn ogystal â'r tabl paru rhwng maint garwedd wyneb y gydran a'r is-wyneb. difrod arwyneb.Gellir amcangyfrif difrod is-wyneb arwyneb y gydran gyfredol trwy ddefnyddio eu gohebiaeth.
b) Tomograffeg Cydlyniad Optegol (OCT)
Mae tomograffeg cydlyniad optegol, y mae ei egwyddor sylfaenol yn ymyrraeth Michelson, yn gwerthuso'r wybodaeth fesuredig trwy signalau ymyrraeth dau belydryn o olau.Defnyddir y dechneg hon yn gyffredin i arsylwi meinweoedd biolegol a rhoi tomograffeg trawsdoriadol o strwythur is-wyneb y meinwe.Pan ddefnyddir techneg OCT i arsylwi ar ddifrod is-wyneb yr arwyneb optegol, rhaid ystyried paramedr mynegai plygiannol y sampl fesuredig i gael y dyfnder crac gwirioneddol.Dywedir y gall y dull ganfod diffygion ar ddyfnder o 500μm gyda datrysiad fertigol o well na 20μm.Fodd bynnag, pan gaiff ei ddefnyddio ar gyfer canfod SSD o ddeunyddiau optegol, mae'r golau a adlewyrchir o'r haen SSD yn gymharol wan, felly mae'n anodd ffurfio ymyrraeth.Yn ogystal, bydd gwasgariad wyneb hefyd yn effeithio ar y canlyniadau mesur, ac mae angen gwella'r cywirdeb mesur.
c) Dull gwasgaru laser
Mae arbelydru laser ar yr wyneb ffotometrig, gan ddefnyddio priodweddau gwasgariad y laser i asesu maint y difrod i'r is-wyneb, hefyd wedi'i astudio'n helaeth.Ymhlith y rhai cyffredin mae Microsgopeg Myfyrio Mewnol Cyfanswm (TIRM), microsgopeg sganio laser Confocal (CLSM), a microsgopeg confocal polareiddio croestorri (CPCM).microsgopeg confocal traws-begynol, ac ati.
d) Sganio microsgop acwstig
Mae sganio microsgopeg acwstig (SAM), fel dull canfod ultrasonic, yn ddull profi annistrywiol a ddefnyddir yn eang i ganfod diffygion mewnol.Defnyddir y dull hwn fel arfer i fesur samplau ag arwynebau llyfn.Pan fydd wyneb y sampl yn arw iawn, bydd y cywirdeb mesur yn cael ei leihau oherwydd dylanwad tonnau gwasgaredig arwyneb.
3 Dulliau rheoli difrod i'r wyneb
Ein nod yn y pen draw yw rheoli difrod is-wyneb cydrannau optegol yn effeithiol a chael cydrannau sy'n tynnu SSDS yn llwyr.O dan amgylchiadau arferol, mae dyfnder y difrod is-wyneb yn gymesur â maint maint y gronynnau sgraffiniol, y lleiaf yw maint gronynnau'r sgraffiniol, y basaf yw'r difrod is-wyneb, felly, trwy leihau'r gronynnedd malu, ac yn llawn malu, gallwch wella'n effeithiol faint o ddifrod is-wyneb.Dangosir y diagram prosesu o reoli difrod o dan yr wyneb fesul cam yn y ffigur isod:
Rheolir difrod i'r is-wyneb fesul cam
Bydd cam cyntaf y malu yn dileu'r difrod i'r is-wyneb ar yr wyneb gwag yn llawn ac yn cynhyrchu is-wyneb newydd yn y cam hwn, ac yna yn yr ail gam o malu, mae angen tynnu'r SSD a gynhyrchir yn y cam cyntaf a chynhyrchu difrod is-wyneb newydd. eto, prosesu yn ei dro, a rheoli maint gronynnau a phurdeb y sgraffiniol, ac yn olaf cael yr wyneb optegol disgwyliedig.Dyma hefyd y strategaeth brosesu y mae gweithgynhyrchu optegol wedi'i dilyn ers cannoedd o flynyddoedd.
Yn ogystal, ar ôl y broses malu, gall piclo wyneb y gydran gael gwared ar y difrod i'r is-wyneb yn effeithiol, a thrwy hynny wella ansawdd yr wyneb a gwella'r effeithlonrwydd prosesu.
Cyswllt:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
Ffôn/Whatsapp/Wechat:86 19013265659
gwe:www.pliroptics.com
Ychwanegu:Adeilad 1, Rhif 1558, ffordd gudd-wybodaeth, qingbaijiang, chengdu, sichuan, llestri
Amser post: Ebrill-18-2024
