1 Дефиниција и причини за подземни оштетувања
Подповршинското оштетување на оптичките компоненти (SSD, подповршинско оштетување) обично се споменува во високопрецизни оптички апликации како што се интензивните ласерски системи и машините за литографија, а неговото постоење ја ограничува прецизноста на финалната обработка на оптичките компоненти и дополнително влијае на сликата перформанси на оптички системи, па затоа треба да се посвети доволно внимание.Оштетувањето на подземјето обично се карактеризира со пукнатини во внатрешноста на површината на елементот и внатрешни напонски слоеви, кои се предизвикани од одредена преостаната фрагментација и деформација на составот на материјалот во блиската површина.Моделот на подповршинско оштетување е прикажан на следниов начин: горниот слој е полиран седиментен слој, а потоа слојот со дефект на пукнатината и слојот за деформација на напрегањето се долниот слој, а материјалниот слој без оштетување е највнатрешниот слој.Меѓу нив, слојот со дефект на пукнатината и слојот за деформација на напрегањето се подземни оштетувања.
Модел на подземни оштетувања на оптички материјали
Оптичките компоненти на материјалот се генерално стакло, керамика и други тврди и кршливи материјали, во раната фаза на обработка на компонентите, треба да поминат низ глодање, фино мелење и грубо полирање, во овие процеси, постојат механичко мелење и хемиски реакции и игра улога.Абразивниот или абразивниот алат во контакт со површината на елементот има карактеристики на нерамна големина на честички, а силата на секоја контактна точка на површината на елементот не е униформа, така што конвексниот и конкавниот слој и внатрешниот слој на пукнатина ќе да се произведуваат на стаклената површина.Материјалот присутен во напукнатиот слој е компонентата што се скршила за време на процесот на мелење, но не паднала од површината, така што ќе се формираат подповршински оштетувања.Без разлика дали се работи за абразивно мелење на лабави честички или CNC мелење, овој феномен ќе се формира на површината на материјалот.Вистинскиот ефект на подповршинското оштетување е прикажан на следната слика:
Рендерирање на подземни оштетувања
2 Методи за мерење на подземни штети
Бидејќи подповршинското оштетување не може да се игнорира, тоа мора ефективно да се контролира од производителите на оптички компоненти.За ефикасно да се контролира, неопходно е точно да се идентификува и открие големината на подземната штета на површината на компонентата, бидејќи од почетокот на минатиот век, луѓето развија различни методи за мерење и проценка на големината. на подповршинското оштетување на компонентата, според начинот на степенот на влијание врз оптичката компонента, може да се подели во две категории: деструктивно мерење и недеструктивно мерење (недеструктивно тестирање).
Деструктивен метод на мерење, како што сугерира името, е потребата да се промени површинската структура на оптичкиот елемент, за да може да се открие оштетувањето на подповршината што не е лесно да се набљудува, а потоа да се користи микроскоп и други инструменти за да се набљудува метод на мерење, овој метод обично одзема многу време, но неговите резултати од мерењето се сигурни и точни.Недеструктивни методи на мерење, кои не предизвикуваат дополнително оштетување на површината на компонентата, користат светлина, звук или други електромагнетни бранови за откривање на подземниот оштетен слој и ја користат количината на промени на својствата што се случуваат во слојот за да се процени големината на на SSD, таквите методи се релативно удобни и брзи, но обично се квалитативно набљудување.Според оваа класификација, тековните методи за откривање на подземни оштетувања се прикажани на сликата подолу:
Класификација и резиме на методите за откривање на подземни штети
Следува краток опис на овие методи на мерење:
A. Деструктивни методи
а) Метод на полирање
Пред појавата на магнетореолошкото полирање, оптичките работници обично користеле конусно полирање за да ги анализираат оштетувањата на подповршината на оптичките компоненти, односно сечење на оптичката површина по кос агол за да се формира коси внатрешна површина, а потоа полирање на косата површина.Општо се верува дека полирањето нема да го влоши оригиналното оштетување на подповршината.Пукнатините на слојот SSD ќе бидат поочигледно откриени преку потопната корозија со хемиски реагенси.Длабочината, должината и другите информации на слојот за оштетување на подповршината може да се измерат со оптичко набљудување на навалената површина по потопување.Подоцна, научниците го измислиле методот на дупчење со топка (Болско дупчење), кој е да се користи сферична алатка за полирање за полирање на површината по мелење, исфрлање јама надвор, длабочината на јамата треба да биде што е можно подлабока, така што анализата од страната на јамата може да се добијат информации за подземни оштетувања на оригиналната површина.
Вообичаени методи за откривање на подземни оштетувања на оптички елементи
Магнетореолошко полирање (MRF) е техника која користи магнетна флуидна лента за полирање на оптичките компоненти, што е различно од традиционалното полирање со асфалт/полиуретан.Во традиционалниот метод на полирање, алатот за полирање обично врши голема нормална сила на оптичката површина, додека Mr Polishing ја отстранува оптичката површина во тангенцијална насока, така што Mr Polishing не ги менува оригиналните карактеристики на оштетување на подповршината на оптичката површина.Затоа, Mr Polishing може да се користи за полирање на жлебот на оптичката површина.Потоа се анализира областа за полирање за да се процени големината на подземното оштетување на оригиналната оптичка површина.
а) Метод на лепење на блокови
Овој метод исто така се користи за тестирање на подземни оштетувања.Всушност, изберете квадрат примерок со иста форма и материјал, полирајте ги двете површини на примерокот, а потоа користете лепило за да ги залепите двете полирани површини на примерокот заедно, а потоа сомелете ги страните на двата примероци заедно истовремено време.По мелењето, хемиските реагенси се користат за одвојување на двата квадратни примероци.Големината на површинското оштетување предизвикано од фазата на мелење може да се процени со набљудување на одвоената полирана површина со микроскоп.Шематскиот дијаграм на процесот на методот е како што следува:
Шематски дијаграм за откривање на подземни оштетувања со метод на блок лепило
Овој метод има одредени ограничувања.Бидејќи има леплива површина, ситуацијата на лепливата површина може целосно да не го одразува вистинското подземно оштетување во материјалот по мелењето, така што резултатите од мерењето може да ја одразуваат ситуацијата на SSD само до одреден степен.
а) Хемиско офорт
Методот користи соодветни хемиски агенси за еродирање на оштетениот слој на оптичката површина.По завршувањето на процесот на ерозија, оштетувањето на подземјето се проценува според обликот на површината и грубоста на површината на компонентата и индексната промена на стапката на ерозија.Најчесто користени хемиски реагенси се флуороводородна киселина (HF), амониум водород флуорид (NH4HF) и други корозивни агенси.
б) Метод на пресек
Примерокот се сецира и се користи електронски микроскоп за скенирање за директно набљудување на големината на подземното оштетување.
в) Метод на импрегнација со боја
Бидејќи површинскиот слој на земјениот оптички елемент содржи голем број микропукнатини, боите што можат да формираат контраст на боја со оптичката подлога или контраст со подлогата може да се притиснат во материјалот.Ако подлогата се состои од темен материјал, може да се користат флуоресцентни бои.Оштетувањето под површината потоа може лесно да се провери оптички или електронски.Бидејќи пукнатините се обично многу фини и внатре во материјалот, кога длабочината на пенетрација на пенетрацијата на бојата не е доволна, таа може да не ја претставува вистинската длабочина на микропукнатината.Со цел да се добие што е можно попрецизно длабочината на пукнатината, предложени се голем број методи за импрегнирање на боите: механичко предпресирање и ладно изостатско пресување и употреба на микроанализа на електронска сонда (EPMA) за откривање на траги од боја при многу ниски концентрации.
Б, не-деструктивни методи
а) Метод на проценка
Методот на проценка главно ја проценува длабочината на подповршинското оштетување според големината на големината на честичките на абразивниот материјал и големината на грубоста на површината на компонентата.Истражувачите користат голем број тестови за да ја утврдат соодветната врска помеѓу големината на честичките на абразивниот материјал и длабочината на оштетувањето под површината, како и табелата за совпаѓање помеѓу големината на грубоста на површината на компонентата и под- оштетување на површината.Подповршинската штета на тековната површина на компонентата може да се процени со користење на нивната кореспонденција.
б) Оптичка кохерентна томографија (ОКТ)
Оптичката кохерентна томографија, чиј основен принцип е интерференцијата на Мајкелсон, ги проценува измерените информации преку сигналите за интерференција на два светлосни зраци.Оваа техника најчесто се користи за набљудување на биолошките ткива и давање томографија на попречен пресек на подземната структура на ткивото.Кога се користи техниката OCT за да се набљудува подповршинското оштетување на оптичката површина, параметарот на индексот на рефракција на измерената мостра мора да се земе предвид за да се добие вистинската длабочина на пукнатината.Наводно, методот може да открие дефекти на длабочина од 500 μm со вертикална резолуција подобра од 20 μm.Меѓутоа, кога се користи за SSD детекција на оптички материјали, светлината што се рефлектира од слојот SSD е релативно слаба, па затоа е тешко да се формираат пречки.Покрај тоа, површинското расејување исто така ќе влијае на резултатите од мерењето, а точноста на мерењето треба да се подобри.
в) Метод на ласерско расејување
Ласерското зрачење на фотометриската површина, користејќи ги својствата на расејување на ласерот за да се процени големината на подповршинското оштетување, исто така е опширно проучувано.Вообичаените вклучуваат вкупна внатрешна рефекциона микроскопија (TIRM), конфокална ласерска микроскопија за скенирање (CLSM) и пресечна поларизациска конфокална микроскопија (CPCM).вкрстена поларизациска конфокална микроскопија итн.
г) Акустичен микроскоп за скенирање
Скенирана акустична микроскопија (SAM), како метод за откривање со ултразвук, е метод на недеструктивен тест кој е широко користен за откривање внатрешни дефекти.Овој метод обично се користи за мерење на примероци со мазни површини.Кога површината на примерокот е многу груба, точноста на мерењето ќе се намали поради влијанието на површинските расфрлани бранови.
3 Методи за контрола на подземни оштетувања
Нашата крајна цел е ефикасно да го контролираме подземното оштетување на оптичките компоненти и да добиеме компоненти кои целосно го отстрануваат SSDS.Во нормални околности, длабочината на подповршинското оштетување е пропорционална со големината на големината на абразивните честички, колку е помала големината на честичките на абразивот, толку е поплитко оштетувањето под површината, затоа, со намалување на грануларноста на мелењето и целосно мелење, можете ефикасно да го подобрите степенот на под-површинско оштетување.Дијаграмот за обработка на контролата на подземни оштетувања во фази е прикажан на сликата подолу:
Оштетувањето на подземјето се контролира во фази
Првата фаза на мелење целосно ќе го отстрани подземното оштетување на празната површина и ќе произведе нова подповршина во оваа фаза, а потоа во втората фаза на мелење, неопходно е да се отстрани SSD генериран во првата фаза и да се произведе ново подземно оштетување. повторно, обработка за возврат, и контрола на големината на честичките и чистотата на абразивот, и на крајот да се добие очекуваната оптичка површина.Ова е исто така стратегија за обработка што оптичкото производство ја следи стотици години.
Покрај тоа, по процесот на мелење, мариноването на површината на компонентата може ефикасно да го отстрани оштетувањето на подповршината, а со тоа да го подобри квалитетот на површината и да ја подобри ефикасноста на обработката.
Контакт:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
Телефон/Whatsapp/Wechat:86 19013265659
веб:www.pliroptics.com
Додај:Зграда 1, бр.1558, разузнавачки пат, Кингбајџијанг, Ченгду, Сечуан, Кина
Време на објавување: 18-ти април 2024 година
