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    光學元件表面缺陷的危害
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    光學元件表面面形誤差和表面粗糙度的檢測是光學檢測技術研究領域的重點,由于光學元件表面質量的好壞直接影響整個光學系統的性能,所以想要使光學儀器設備能更高效地工作,不僅在加工時需要注意光學元件的表面質量,而且對成品元件的檢測工作也不能忽視。因此, 光學元件表面缺陷檢測將成為一項重要而持久的研究課題。

    表面缺陷類型

    所謂的光學元件表面缺陷,主要是指表面疵病和表面污染物。表面疵病是指拋光加工后的光學元件表面依然存在的麻點、劃痕、開口氣泡、破邊、破點等各種加工缺陷,產生的原因主要是加工過程或后續的不當操作。

    表面缺陷類型

    劃痕指光學元件表面長條形的劃傷痕跡。由劃痕長度的不同,可以分為長劃痕和短劃痕,以2 mm為界限,若劃痕長度大于2 mm屬于長劃痕, 小于2 mm則是短劃痕。對于短劃痕,評價標準是其檢測時的累積長度。相對而言,劃痕較麻點等缺陷更容易檢測出。

    麻點指光學元件表面上的陷坑、蝕坑、疵點,其坑內的表面粗糙度較大, 寬度與深度大致相同,邊緣也不規則。一般情況下,規定長寬比大于4:1的缺陷為劃痕, 反之小于4:1的缺陷為麻點。

    氣泡是由光學元件的生產或加工過程中未及時排除的氣體所形成的, 由于各方向氣體的壓力均勻分布, 所以氣泡的形狀一般呈圓球形。

    破邊是指出現在光學元件邊緣的疵病,雖然處于光源有效區域之外,但是也屬于光的散射源,對光學性能也會產生一定的影響, 所以也屬于疵病范疇。

    表面疵病的危害

    表面疵病作為一種加工過程中人為造成的微觀局部缺陷,對光學元件的表面性能有著一定的影響, 從而有可能造成光學儀器運行錯誤等嚴重的后果??傊?, 光學元件的表面疵病會對光學系統性能產生危害,其根本原因在于光的散射特性。

    光學元件表面缺陷對于自身以及整個光學系統的危害表現在以下幾個方面:

    (1) 光束的質量下降。元件表面缺陷處會產生光的散射效應, 使得光束在通過缺陷后能量被大量消耗, 從而降低了光束的質量。

    (2) 缺陷的熱效應現象。由于表面缺陷所處區域比其他區域容易吸收更多的能量, 產生的熱效應現象可能會使元件疵病發生局部變形、破壞膜層等,進而危害整個光學系統。

    (3) 損壞所處系統中其他光學元件。激光系統中,在高能激光束的照射下,元件表面疵病產生的散射光會被系統內的其他光學元件吸收, 從而造成元件的受光不均勻,當達到光學元件材料的損傷閥值時,會使傳播光線的質量受到影響,光學元件損壞,更有可能造成光學系統被嚴重的破壞。

    (4) 疵病會影響視場清潔。當光學元件上有過多的疵病時,會影響微觀的美觀度。 另外,疵病還會殘留微小的灰塵、微生物、拋光粉等雜質,這將造成元件被腐蝕、生霉、生霧, 會明顯影響元件的基本性能。

    源自:光行天下

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