3分钟了解光学零件表面光洁度

在日常的工作与学习中，光学零件的表面光洁度往往会影响我们的实验结果的准确性。本文将介绍光学零件表面光洁度的定义、类型、国际常用标准、疵病的危害、检验方法及观察方法。

01 表面光洁度的定义

表面光洁度是什么？



光学零件抛光完工后，对其表面上残存痕迹和工艺中造成的损伤，以及粘附的不清洁物质（如麻点、擦痕、开口气泡、破点、破边、裂痕及印迹等疵病）应根据零件图纸规定的等级要求进行检验。




02 表面光洁度类型

l 麻点

光学零件表面呈现的微小的点状凹穴，包括开口气泡、破点，以及细磨或精磨后残留的沙痕等。

l 斑点

光学零件表面经侵蚀或镀膜后形成的在反射光中呈干涉色突变的局部腐蚀或覆盖。在透射光中能观察到的斑点按麻点处置,在透射光中观察不到的斑点其允许存在的面积不得超过整个有效孔径面积的0.5%。

l 擦痕

光学零件表面呈现的微细的长条形凹痕。

l 破边

光学零件有效孔径之外的边缘破损，不包括可发展的裂纹。位于有效孔径内的破边部分按麻点处置。



03 国际常用标准

我们国家的标准 GB/T1185-2006 、德国标准 DIN3140 、英国 BS4301:1968 、 ISO10110-7 和美国 JB MIL-O-13830 。




04 表面疵病的危害

① 离开成像面较远的光学零件表面疵病，会挡去一部分有用的光线，并产生杂散光从而降低像面衬度，一般其影响程度用疵病面积与光束孔径比，即挡光比来描述，也可用产生的杂散光量来描述。

② 在强光源下使用，如超快激光或大功率激光，表面疵病会严重降低零件的损伤阈值。

③ 由于表面疵病所处的区域比其他区域吸收更多的能量，从而产生的热效应现象，这可能会导致光学元件发生局部变形、破坏膜层等情况，进而危害整个光学系统。




05 表面疵病检验方法

在我们日常的表面疵病检验中，常以我们国家的标准为检验指标。检验时应以黑色屏幕为背景，光源为60W～100W（电压为36V）的普通白炽灯泡，在透射光和反射光下观察。在检验零件时（不包括棱镜和一面磨砂一面尚未镀反射膜的表面）为了便于发现疵病，观察时允许朝任意方向转向（侧转）零件，但在确定疵病大小时应以透射光为准，在透射光下观察不出的不予考核。   

06 检验光学元件的观察方法

 为了正确区分疵病的真实性，应将零件表面擦干净，通常采用的清洁方法有两种，一种是先用蘸有混合液的脱脂布（纸）擦拭干净，然后进行检验；另一种方法是在观察疵病的同时用蘸有混合液的棉球（由竹扦或金属扦卷成）边擦边检，观察方法主要有透射光检验和反射光检验。

n 透射光检验：

是在规定的条件下，将被测零件置于光源和眼睛之间，用透射零件的光线来对表面疵病进行观察的一种方法，常用于检查各种透镜、玻璃平板和楔形角较小的楔形镜以及便于使用透镜光线进行观察的零件（不包括棱镜和一面磨砂一面尚未镀反射膜的表面）为了便于发现疵病，观察时允许朝任意方向转动（侧转）零件，但在确定疵病大小时应以透射光为准，在透射光下观察不出的疵病不予考核。

n 反射光检验：

这种方法是在规定的检验条件下，将光源眼睛和被测零件构成一定的角度，利用零件表面上反射光线所形成的明暗差异进行观察的，此方法多用于检棱镜和楔形角较大的楔形镜，一面抛光的零件和深色滤光玻璃以及便于使用反射光线进行观察的零件表面。在反射光下检验时，对棱镜、楔形角度较大的楔形镜等多采用内反射光线进行观察。对一面抛光零件和深色滤光玻璃等，可用红笔在零件任意表面疵病附近作出标记，然后轻微摆动零件，同时注意观察疵病和符号的移动情况来进行分辨。