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Layertec镜片表面公差和划痕的含义与实例,表面质量的含义与定义

作者:维尔克斯  时间:2023-11-21 2:46:07

本文着重介绍了Layertec镜片表面公差和划痕的含义与实例,表面质量的含义与定义,并把产品的技术参数

LAYERTEC几十年来一直为用户生产高精度,高反射率等的镜片,Layertec镜片的种类很多,应用领域宽广。在几十年的经验中,Layertec厂家在把控各个参数方面具备较强的能力。此文就讲述了镀膜镜片在ISO 10110标准下的镜片表面质量/表面公差(Surface Form Tolerances)和表面缺陷(划痕)/表面光洁度(Surface Imperfection Tolerances)的含义,句法分析和实例。Layertec对比了MIL标准和ISO 10110标准,最终选择更为合适和更好理解的ISO 10110标准。


表面公差/表面质量Surface Form Tolerances

目标表面与机械加工表面对比:

由下图,可清晰的看出最外层是机械加工表面,是覆盖在目标表面之上的,而表面公差便是机械加工表面与目标之间多出的部分。


表面参数用曲线图表示如下:

面形公差Surface form deviation

Dt=RMS(矢量误差);A=PV(最适合球体)


Sagitta误差Dt(弧矢差)=表面公差-倾角(最佳线性RMS拟合值)


不规则性Di/Irregularity=Sagitta误差-最佳拟合球(RMS临界值)

Di= RMS(不规则);B=PV(不规则);C=PV(旋转对称部分)


旋转变异部分Rotat. variant part=不规则性-旋转对称部分(RMS临界值)

Da = RMS(旋转变异部分)

上图只显示了三维光学表面的剖面图


句法结构分析Syntax

3/A(B/C)RMSt<Dt; RMSi<Di; RMSa<Da; λ=E

- A=Sagitta误差(弧矢差)=^最佳球面的PV[纳米nm][光圈fringes]

- B=不规则度;[纳米nm][光圈fringes]

- C=旋转对称不规则度;[纳米nm][光圈fringes]

- Dt=sagitta误差的RMS[纳米nm][光圈fringes]

- Di=不规则度RMS[纳米nm][光圈fringes]

- Da=旋转对称不规则度RMS[纳米nm][光圈fringes]

- E=边缘间距的参考波长;[纳米nm]


ISO 10110的表面公差句法示例:

示例

含义

3/– (1); RMSa<0.1

B=1光圈=1×λ/2=0.5×546nm=273nm; Da<0.1fringe

3/2(1/0.5); λ=632.8 nm

A= 2光圈; B=1光圈; C=0.5光圈; 1光圈=0.5×632.8nm=316.4nm

3/–; RMSt<100nm; RMSi<30nm

Dt<100nm; Di<30nm


光圈Fringes to λ

光圈fringes

λ

λ = 546 nm

1光圈

λ/2

273 nm

0.5光圈

λ/4

136.5 nm

0.2光圈

λ/10

54.6 nm

0.1光圈

λ/20

27.3 nm

0.04光圈

λ/50

10.92 nm

基本规则:

如果公差规格中没有单位,则以光圈(fringe)为单位。根据ISO 10110-5:2016-04,必须指定参考波长。请注意,在旧版本的标准中,如果没有指定参考波长,则假定λ=546nm(汞电子线Hg e-line)。

注:在直径为6英寸的基板上,λ/10的平面度相当于德国的国土面积上有一个足球的起伏。


表面缺陷偏差(划痕)/表面光洁度Surface Imperfection Tolerances

ISO 10110的表面质量/表面缺陷句法结构分析Syntax

5/N×B; C N×B; L N×F; E D

- A = 缺陷面积[mm2 ]

- B =A(等级)[mm]

- C = 涂层

- D = 边缘损坏的长度[mm]

- E = 边缘损坏

- F = 划痕的宽度[mm]

- L = 划痕

- N = 缺陷数量


句法Syntax

含义

举例

5/N×B

最终表面的缺陷(无涂层或有涂层)

5/2×0.01

5/N×B; C N×B

表面的所有缺陷;仅涂层的缺陷

5/4×0.025; C 2×0.063

5/L N×F

额外划痕(长度>2mm

5/L 3×0.1

5/E D

额外的边缘缺口

5/E 1.0

本目录中的表面缺陷是针对镀膜基材的,有关表面缺陷(尤其是长划痕和边缘缺口)规格的更多信息,请参阅 "LAYERTEC光学涂层和光学指南"


挖痕和划痕<2mm

5/N×B

N = 缺陷数量(挖痕、长度<2mm的划痕、局部基底缺陷)

B = 等级数=A[mm];A:缺陷面积[mm2]

激光光学元件的首选值(ISO 10110未作规定):B=0.16, 0.1, 0.063, 0.04, 0.025, 0.016, 0.01


示例:

5/3×0.063

表面瑕疵最多3处,每处最大面积A≤0.063×0.063mm2

只要总面积不超过N×B2mm2(此处为3×0.0632mm2),每个允许的缺陷都可以用较小的缺陷代替,Atotal= A1+A2+A3+......


面积等于或小于A=(0.16×0.063)2 mm2的缺陷不在考虑之列。

只要不超过规定的总缺陷面积,就可以用较小的缺陷替代:Atotal=∑i Ai<N×B2。等级数等于或小于0.16×B的缺陷不予考虑。


Layertec为什么使用ISO 10110标准而不是MIL标准?

MIL: S/D 20–5

- 最大划痕宽度<0.02mm

- 最大挖痕尺寸<0.05mm

只说明尺寸,不说明挖掘/划痕的数量。

关于MIL标准,"在给定数量的划痕和凹痕的物理尺寸方面存在混乱"。特别是,"美国光学仪器供应商对划痕规格的解释没有达成一致性的共识"


ISO 10110: 5/3×0.05 L 1×0.02

- 最大尺寸<0.05mm,挖痕不超过3

- 划痕不超过1处,最大宽度<0.02mm

(长度<2mm的划痕被视为挖痕)

相比之下,ISO 10110标准还规定了允许的最大表面缺陷数量,更加精细。ISO 10110标准直观且易于理解,表面缺陷清晰明确。






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