光学元件技术要求与检验国际新标准
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光学元件技术要求与检验国际新标准的若干问题
徐德衍
【期刊名称】《光学仪器》
【年(卷),期】2002(024)001
【摘要】介绍了ISO10110产生的背景及基本内容,对其中一些内容予以侧重阐述.同时也简略地提及该标准与其它一些标准的对应关系.文末提了几点建议.
【总页数】13页(P35-47)
【作者】徐德衍
【作者单位】中国科学院上海光机所高功率激光物理国家实验室,上海,201800【正文语种】中文
【中图分类】TN2
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国际10110光学制图标准的执行——适用于国家点火装置此文件为国际讨论会第44届年会之光学科学、工程学、仪器学会专供材料1999年7月国际10110光学制图标准的执行——适用于国家点火装置摘要1996年,国家点火装置(NIF)工程决定选取ISO-10110标准作为NIF光学制图标准。
7000个大型NIF光学器件和20000多个小型NIF光学器件都将依照ISO-10110标准生产制造。
ISO-10110标准满足NIF光学规范中的所有要求。
它为光学工程师统计、交流光学规范提供了平台。
当没有单独的制图标准能够满足高能量激光系统所需时,ISO-10110标准(及详细备注)解决了这一问题,它成功的将国际制图标准应用到了NIF激光系统当中。
本文将简述利弗莫尔国家实验室的研究结果和ISO-10110制图标准的实施,并列举NIF光学制图的某些案例,以及应用ISO-10110标准的正反意见。
本文重点是NIF光学器件的表面缺陷规格,称为5/。
1. 序言1996年,经172个 ISO技术委员会和1个分技术委员会批准并颁布了ISO-10110文件,文件第1-13章的总标题为“光学和光学仪器——适用于光学元件和光学系统制图”。
ISO-10110标准具体说明了设计情况,以及技术图纸(生产制造和检测中的技术图纸)中对光学元件的功能要求。
此标准已被国际光学供应社团所广泛认可,同时也引起了越来越多美国商家的注意。
在NIF早期作业的准备过程中,采购7000个大型光学器件(孔径尺寸≥40cm)和20000多个小型光学器件(孔径尺寸≤15cm),这将大大超过未来几年的采购量。
在NIF工程未来30年的运作中,美国光学制造业将继续提供返修和更换的器件。
我们试图购买能够满足NIF高端技术、生产安排及成本需求的光学器件。
为研发成功,我们为每个光学器件寻找合适的标准,以便可以向光学供应商清晰的表述要求。
三年半前,当着手为NIF光学器件制定规格时,我们需要一份能够满足光学规范和制图需要的标准。
第章光学零件通用技术要求1.1光学零件的基本要求光学零件的基本要求,包括以下几个方面:(1)光学性能:光学零件应具备良好的光学性能,包括透射率、反射率、折射率等指标,以保证光学系统的正常工作。
(2)精度要求:光学零件的制造精度应满足系统设计的要求,包括平面度、直线度、圆度、公差等指标,以保证光线的准确传输。
(3)光洁度:光学零件的表面应具备良好的光洁度,避免表面光滑度降低导致的光学传输损耗。
(4)耐用性:光学零件应具备良好的耐用性,以确保在长期使用中不会发生光学性能的衰减或破损。
1.2表面加工技术要求光学零件的加工技术要求,包括以下几个方面:(1)表面精加工:光学零件的表面需要进行精加工,以满足设计精度的要求,主要包括磨削、抛光、镀膜等工艺。
(2)表面光洁度:光学零件的表面应具备良好的光洁度,通常要求表面粗糙度小于0.05μm。
(3)表面形状:光学零件的表面形状应满足设计要求,包括平面度、直线度、圆度等指标。
(4)表面平整度:光学零件的表面应保持平整,以确保光线传输的准确性。
1.3镀膜技术要求镀膜技术是光学零件制造过程中的重要环节,其技术要求包括以下几个方面:(1)膜层性能:镀膜膜层应具备良好的透射、反射和抗反射特性,以满足光学系统的设计要求。
(2)膜层均匀性:镀膜膜层应均匀附着在光学零件表面,避免膜层厚度不均匀导致的光学性能差异。
(3)膜层硬度:镀膜膜层应具备一定的硬度,以防止膜层在使用过程中因受力而变形或损坏。
(4)膜层附着力:镀膜膜层应具备良好的附着力,以确保在使用过程中不会轻易脱落或剥离。
1.4检测技术要求光学零件的检测技术是保证产品质量的重要环节,其技术要求包括以下几个方面:(1)表面检测:通过光学显微镜、扫描电子显微镜等设备对光学零件的表面进行检测,以确保几何形状和光洁度的满足设计要求。
(2)光学性能检测:通过光学测试仪器对光学零件的透射、反射、折射等性能进行测试,以确保性能指标符合设计要求。
光学元件质量检验美军标1、目的:规范光学元件表面质量的检测标准2、适用范围:光学元件表面质量的检测3、技术要求:总则:所有元件,除具体仪器技术条件或合同所附有关图纸另有规定外,均须符合本标准的各项要求4、定义:表面缺陷:有效通光面积内表面缺陷的最大允许尺寸和数量的定量(数值)的描述,数值表示“道子/点子”,“S/D”5、检测内容:如加工单要求的20/10即:道子20#,点子10#,具体对应如下:道子:道子号数道子宽度10# 0.001mm20# 0.002mm40# 0.004mm60# 0.006mm80# 0.008mm点子:点子号数点子直径1# 0.001mm5# 0.005mm10# 0.01mm20# 0.02mm30# 0.03mm40# 0.04mm50# 0.05mm60# 0.06mm6、等效直径折算法6.1当φ2mm<元件≤φ20mm时,按等效直径折算最大道子(S)和最大点子(D),S(D)=S(D)X/2(X为元件等效面积的直径,S为指标中要求的最大道子,D为指标中要求的最大点子)例:φ10元件,要求40/20,允许的最大道子宽度S=40*10/2=200#,即最大道子宽度为0.02mm;允许的最大点子D=20*10/2=100#,即最大点子为0.1mm6.1.1当元件≥φ10mm时,检测方法:通过肉眼观察元件抛光、膜层表面质量6.1.2当φ2mm<元件<φ10mm时或元件<φ10mm且该元件通光尺寸>3mm时,检测方法:用8倍放大镜透过观察元件抛光、膜层表面质量6.2当元件>φ20mm 时,要求40/20,有效孔径内任意一个φ20mm 区域都得满足S/D(0.04mm/0.2mm)要求,否则该元件不合格。
6.3当元件≤φ2mm 时,按质量指标要求的最大标准值6.3.1检测方法:擦拭干净后的产品统一在放大倍率为40倍的体视显微镜下进行检测(在放大倍率为38倍下分化板上每格约为0.025mm ,而分化板上的黑线宽度约为0.006mm ),通过体视显微镜观察元件抛光、膜层表面质量(此检测方法仅限通光尺寸≤3mm 的产品) 6.3.2判定方法┅道子道子的定义:道子是指长与宽比例大于4:1的缺陷(单位:0.0001mm ) 最大道子的定义:道子宽度等于质量指标要求的最大值例:质量指标要求为40/20元件,最大道子宽度:40# =0.004mm ,在有效通光孔径内不允许有大于40#的道子,只允许40#道子的长度累加不超过有效通光孔径直径的1/4且所有道子的长度之和不超过有效通光孔径直径的1/2(1)通光孔径内存在一条道子,宽度大于最大允许道子的宽度拒收(2)通光孔径内存在多条道子,如这些道子宽度小于最大允许道子的宽度;且这些道子的长度累加不超过有效通光孔径1/2 允收(3)通光孔径内存在多条道子,这些道子宽度等于最大允许道子的宽度, 同时这些道子的长度累加不超过有效通光孔径直径1/4 允收60# 道子 道子L1(4)通光孔径内存在多条道子,这些道子中既有道子宽度等于最大允许道子的宽度也有道子宽度小于最大允许道子的宽度时,累加最大道子的长度不超过有效通光孔径直径1/4,同时累加所有道子的长度不超过有效通光孔径直径1/2 允收L2+L3不大于1/46.3.3判定方法┅点子点子的定义:点子是指长与宽比例小于4:1的缺陷(单位:0.001mm ) 最大点子的定义:即点子的实际直径尺寸等于质量指标要求的最大标准值,不规则点子取最大长度和宽度的平均值(以下举例用规则点子表示) 例:质量指标要求为40/20元件,最大点子为:20# =0.020mm ,在有效通光孔径内不能有一个大于20#的点子,只允许有2个20#的点子且直径之和不超过20#点子的2倍。
第6章光学零件通用技术要求光学零件是一种关键的技术零部件,在光学仪器、光学通信和光电子等领域有着广泛的应用。
为了保证光学零件的性能和质量,制定了一系列的通用技术要求。
首先,光学零件的材料选择要求高透射率、低散射率和稳定性。
通常,光学零件的材料应该具备较高的透射率,能够将传入的光线尽可能多地透过,而不发生反射、吸收或散射。
同时,材料的散射率也应尽量低,以减少光线的衍射和散射。
此外,光学零件的材料还需要具备较高的稳定性,能够在各种环境条件下保持其性能和形状的稳定性。
其次,光学零件的加工精度要求高。
由于光学零件通常用于光学系统中,其表面的形状、平整度和光学性能都对系统的整体性能有重要影响。
因此,光学零件的加工精度要求较高,以保证光学系统的分辨率和清晰度。
通常,光学零件的表面粗糙度应达到一定的要求,以避免光线的散射和反射;光学零件的平整度也应保持良好,以确保光线的聚焦和传输的精度。
再次,光学零件通用技术要求光学膜的工艺要求。
光学膜是提高光学零件性能的重要手段之一,可以用于增强透射率、减少表面反射和优化光谱特性等。
因此,光学零件的光学膜要求具备良好的附着力、耐磨损性和抗腐蚀性。
光学膜的制备过程也要求控制好膜的厚度、均匀性和光学特性,以实现预期的光学功能。
最后,光学零件的检测和测试要求精确。
光学零件的性能和质量直接影响光学系统的性能和稳定性,因此需要对光学零件进行精确的检测和测试。
常用的光学检测手段包括干涉仪、光学显微镜和光谱仪等,可以用于检测光学零件的形状误差、表面粗糙度、透射率和光谱特性等。
通过这些检测和测试手段,可以对光学零件的性能和质量进行准确评估和判定。
综上所述,光学零件通用技术要求包括材料选择要求、加工精度要求、光学膜工艺要求以及检测和测试要求等。
只有满足这些要求,才能保证光学零件的性能和质量,进而提高光学系统的性能和稳定性。
对于光学行业来说,遵循这些通用技术要求是十分重要的,可以推动光学技术的发展和应用的推广。