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        技術(shù)文章

        了解表面質(zhì)量

        技術(shù)文章

        光學(xué)組件的表面質(zhì)量是對(duì)可能會(huì)在制造和處理過(guò)程中產(chǎn)生的表面缺陷的評(píng)估。在大多數(shù)情況下,這些缺陷幾乎或*不會(huì)對(duì)成像或聚光應(yīng)用中的整體系統(tǒng)質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。通常,它們只會(huì)略微降低吞吐量或略微增加散射光。但是,某些特定表面會(huì)對(duì)這些缺陷更為敏感(如成像板的表面),因?yàn)檫@些缺陷將進(jìn)過(guò)聚焦,并且表面會(huì)出現(xiàn)高功率,而這些缺陷會(huì)增加能量吸收并損壞光學(xué)元件。適用于表面質(zhì)量評(píng)級(jí)的規(guī)定包括:

        1、ANSI/OEOSC OP1.002-2009,針對(duì)光學(xué)和電光儀器 – 光學(xué)元素和組件 – 外觀缺陷*

        2、ISO10110-7:2008,光學(xué)和光電- 適用于光學(xué)元件和系統(tǒng)的制圖 - 第7部分:表面缺陷公差*

        3、ISO14997:2003;光學(xué)和光學(xué)儀器 - 用于檢測(cè)光學(xué)元件表面缺陷的方法

        4、MIL-PRF-13830B;管理火控儀器光學(xué)組件的制造、組裝和檢測(cè)的一般規(guī)格

        *可以按照這些標(biāo)準(zhǔn)制造愛特蒙特光學(xué)的自定義光學(xué)組件

        愛特蒙特光學(xué)遵循常用的表面質(zhì)量評(píng)級(jí)方法:美國(guó)軍用性能規(guī)范MIL-PRF-13830B,該方法采用基于此處規(guī)定的校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)“劃痕和麻點(diǎn)”數(shù)。它確定了劃痕和麻點(diǎn)的口徑,并根據(jù)組件的大小及其劃痕和麻點(diǎn)數(shù)確立了限制每個(gè)缺陷所允許數(shù)量的規(guī)定。

        劃痕和麻點(diǎn)數(shù)是不相關(guān)的兩位數(shù),通常以連字號(hào)分隔:前面是劃痕數(shù),后面是麻點(diǎn)數(shù)。這些數(shù)字通過(guò)肉眼將劃痕的亮度和麻點(diǎn)的直徑與校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)應(yīng)的內(nèi)容進(jìn)行比較來(lái)確定,組件和標(biāo)準(zhǔn)均遵從性能規(guī)范中規(guī)定的光照條件。的劃痕和麻點(diǎn)數(shù)表明組件的劃痕亮度或麻點(diǎn)尺寸不能超出校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)中的對(duì)應(yīng)數(shù)字。

        劃痕數(shù)是以下任意數(shù)字之一:10、20、40、60或80,其中劃痕亮度從10到80逐漸提高。這并不是準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果,只是表示組件劃痕亮度與校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)劃痕亮度的佳匹配。但是,麻點(diǎn)數(shù)是可測(cè)量的數(shù)字:即大組件麻點(diǎn)的直徑,以1/100毫米為單位。因此,直徑為0.4mm的麻點(diǎn)將表示為麻點(diǎn)數(shù)40,直徑為0.2mm的麻點(diǎn)將表示為麻點(diǎn)數(shù)20,以此類推(圖1)。

        圖1: 劃痕-麻點(diǎn)評(píng)估說(shuō)明

        一旦確定劃痕和麻點(diǎn)數(shù),即可按照以下方式確定可允許缺陷的限制:

        劃痕

        具有劃痕數(shù)(LSN)的抓痕長(zhǎng)度之和不能超出光學(xué)元件直徑的四分之一。對(duì)于非圓形光學(xué)元件,應(yīng)該使用與該光學(xué)元件相同區(qū)域的圓形的直徑。

        麻點(diǎn)

        所允許的大尺寸的麻點(diǎn)(N)的總數(shù)量不能超過(guò)直徑除以二十得出的商。

        所有麻點(diǎn)直徑(d)的總和應(yīng)該小于或等于所允許的大尺寸的麻點(diǎn)(N)的總數(shù)乘以麻點(diǎn)數(shù)(D)得出的積。

        根據(jù)以上限制,直徑為100mm且表面質(zhì)量為60-40的光學(xué)元件可以具有多個(gè)亮度為60的劃痕(總長(zhǎng)度不超過(guò)25mm)。它所具有的大尺寸,即0.4mm(40麻點(diǎn)數(shù))的挖痕不能超過(guò)5個(gè),而且所有麻點(diǎn)的直徑之和不能超過(guò)4mm。

        80-50的劃痕-麻點(diǎn)規(guī)格通常被視為標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量,60-40被視為精密質(zhì)量,而20-10則被視為高精密質(zhì)量。

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