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光学零件的表面质量也称为光学零件的表面缺陷。在国家标准GB/T 1185-2006中,将其定义为: 光学零件表面的麻点,斑点,划痕,断边等缺陷。在实际生产检验过程中,光学零件表面缺陷的检查和维修是最基本的操作。

GB/T 1185-74
对于光学零件表面缺陷的检验标准,国内光学行业经历了几个发展时期。标准GB/T 1185-74是国内早期
光学加工行业普遍采用评价标准。该标准根据表面允许缺陷的大小和数量分为10个等级
光学零件。课程0至I-30适用于位于光学系统像平面上或附近的光学部件,II至VII适用于不位于光学系统像平面上的光学部件
光学系统。主要尺寸和数量要求如下所示。

这一标准已经沿用了20年,甚至更多的光学加工和透镜组件制造商仍将使用这一标准进行评估。在此期间,检查人员主要依靠在约60w的白炽灯下观察,检测的背景为黑色,以便于观察零件的缺陷,但是这种方法最适合透射光检查。在部分反射光下可以观察到的缺陷不容易被发现,需要在检查过程中依靠检查员的经验和多角度观察来发现。
MIL-O-13830B
本标准为美国军用标准,主要对消防仪表和光学零件的制造、装配和检验的通用技术条件进行了详细的描述。大部分出口零件都采用了这一检验标准进行验收,至今仍在使用。在本标准中,使用两组数字表示表面缺陷 (缺陷) 的大小。例如,40/20 (或40-20) 限制划痕尺寸,而后者限制点蚀尺寸。道路,光明的道路被称为划痕。斑点,凹坑和点称为pitts。规定纵横比大于4:1是划痕,小于4:1是点蚀。在实际测试中,划痕可以与标准模板进行比较,标准样品有10 # 、20 # 、40 # 、60 # 、80 #5个等级,点蚀点是可测量的,点蚀点以1/100mm为计量单位,即点蚀点的大小确定,50号点蚀点为直径D = 0.5mm的点蚀点。零件的表面缺陷等级由两组数字组成: 划痕和麻点。MIL-O-13830B美国军用标准和GB/T 1185-74光学零件的表面缺陷也可以在一定条件下发现内部质量控制与外贸销售之间的转换。

GB/T 1185-2006
本标准为现行国内标准,在第74版的基础上进行了较大的修改。期间,有一个过渡版本: GB/T 1185-1989《光学零件表面缺陷》,从此版本开始,缺陷的评定有了很大的变化。目前的国家标准已被更多的工厂使用。由于其对应于ISO 10110-7 “光学和光学仪器第7部分表面缺陷公差” 和ISO 14997 “光学和光学仪器零件表面缺陷测试方法”,其评价和检测方法已逐渐成为国际通用,但并不等同于ISO标准。在本标准中,光学映射中表面缺陷的符号为: B/G × J,其中B表示缺陷代码,G是表面缺陷的允许数量,J是系列,表征缺陷的大小,并且是缺陷面积的平方根。M = J * J表面缺陷面积如下图所示,包括一般缺陷公差、涂层缺陷公差、长划痕公差、断边公差: 表示涂装前一般缺陷公差的基本水平为0.63mm,允许数量为3; 涂层容错基本等级为1.6mm,允许数量为

2,长划痕的基本系列为0.1mm,允许数量为2; 断边公差为1mm。该标准是一种比MIL-O-13830B相对更定量的方法,它根据给定零件区域上表面缺陷的物理尺寸和频率来确定表面质量,但是这种方法检测起来相对更耗时且昂贵。
表面精度可以简单地理解为是指过滤器表面的平整度。这就像用水泥或沥青铺路。良好的路面光滑,光滑,汽车通过平稳,快速。如果铺装不好,路面起伏、坑坑洼洼,汽车能感觉到非常明显的颠簸感。

表面精度是指光学元件的表面几何形状与理想形状的偏差。该偏差通常由诸如孔径数、局部孔径数、PV、RMS等的各种参数来量化。在弄清楚它们之间的关系之前,我们先简单了解一下定义: 孔径数 (N) 和局部孔径这两个参数在规则完整的光学图纸中出现的频率更高。一般主要是针对零件加工前的要求。处理后,由干涉仪检测并显示PV和RMS值。PV值 (峰-谷) 是表面的最高点和最低点之间的高度差。RMS值 (均方根) 是检测区域中数据点的平均值。通常,PV值是RMS值的6-8倍。那么如何理解孔径和PV的关系呢?简单记住: 光圈好,PV一定要好。PV好,光圈不一定好。因为PV是孔径的波峰和波谷的相对值,所以不考虑局部误差的影响。但是,在说孔径时,应考虑局部孔径误差的影响。
用干涉仪测量的3D模型是通过采样数据点生成的,直观直观地显示了表面的凸度和凸度,有助于结果评估。干涉条纹图提供了有关表面形貌的详细信息,包括表面微观结构和干涉现象。
光学元件的表面轮廓检测是一个复杂而关键的过程,涉及多个参数和技术的综合应用,以确保光学系统的性能和可靠性。
Λ/4mgf2: 可用的最简单的AR涂层是以550nm为中心的 λ/4厚的MgF2层 (在550nm处的折射率为1.38)。MgF2涂层是宽带应用的理想选择,尽管其性能因玻璃基板类型而异。
VIS 0 ° 和VIS 45 °: VIS 0 ° (0 ° 入射角) 和VIS 45 ° (45 ° 入射角) 涂层在425-675nm范围内提供最佳透射率,将平均反射率分别降低至0.4% 和0.75%。对于可见光应用,VIS 0 ° AR涂层的性能优于mgf2。
Vis-nir: 这种可见光/近红外宽带AR涂层经过特殊优化,可在NIR区域实现最大透射率 (>99%)。
Telec-nir: 一种专门的宽带AR涂层,专为1200-1600nm之间的流行电信波长而设计。
Uv-ar和uv-vis: 这些紫外线涂层应用于我们的UV熔融石英镜片和窗户,以增强其在UV光谱中的性能。
NIR I和NIR II: 近红外I和II宽带AR涂层在光纤、激光二极管模块和LED照明应用的NIR波长下提供卓越的性能。
| 涂层说明 | 规格 |
| λ/4 MgF₂ @ 550nm | R_≤ 1.75% @ 400-700nm |
| UV-AR [250-425nm] | R。≤ 1.0% @ 250-425nm R .. ≤ 0.75% @ 250-425nm R .. ≤ 0.5% @ 370-420nm |
| 激光紫外可见 [250-532nm] UV-VIS[250-700nm] | R_≤ 1.25% @ 250-532nm R_≤ 1.0% @ 350-450nm R_≤ 1.5% @ 250-700nm |
| VIS-EXT[350-700nm] | R_<0.5% @ 350-700nm |
| VIS-NIR[400-1000nm] | RA≤ 0.25% @ 880nm R_≤ 1.25% @ 400-870nm R_≤ 1.25% ② 890-1000nm |
| 激光vis-nir [500-1090nm] | R_≤ 1% @ 500-1090nm |
| VIS0 °[425-675mm] VIS 45 °[425-675nm] | R_≤ 0.4% @ 425-675nm R_≤ 0.75% @ 425-675mm |
| YAG-BBAR [500-1100mm] | RA<0.25% @ 532nm R。<0.25% @ 1064mm R_<1.0% @ 500-1100nm |
| NIRI[600-1050nm] | R_≤ 0.5% @ 600-1050nm |
| 近红外光谱 Ⅱ[750-1550nm] | R_≤ 1.5% @ 750-800nm R_≤ 1.0% @ 800-1550nm R_≤ 0.7% @ 750-1550mm |
| 激光近红外 [1030-1550nm] | R_≤ 0.7% @ 1030-1550nm |
| 2μm BBAR [1900-2100mm] | R.<0.5% @ 1900nm-2100nm R_<0.25% @ 2000nm-2100nm |
| BBAR(3000-5000nm) BBAR(3000-12000nm) BBAR(8000-12000nm) | R_<3.0% @ 3000-5000nm R。<3.0% @ 3000-12000nm R_<3.0% ② 8000-12000nm |
指试板的测量精度。光学设计人员应与光学制造商沟通。
1个条纹 ≈ 1/2波长的弧矢引起的半径变化。
标准制造: ≤ 5条纹
精密制造: ≤ 3条纹
公式: Z =(2 λ)⋅ n
通过局部边缘进行评估。
可实现的精度: 0.3条纹。
包括光学元件厚度和机械垫片间隙。
Zemax仿真:
标称厚度: 表面3 (BK7) = 3mm,表面4 (F2) = 4mm,表面5 (空气) = 6mm。
如果TTHI在表面3 = + 0.1mm:
调整后的厚度: 3.1mm (BK7),4.0mm (F2),5.9mm (空气)。
从表面6到图像平面的绝对位置保持不变。
Int1= 表面公差
Int2= 补偿面
Min/Max = 镜头单位偏差 (mm)
TTHI操作数:
示例:
楔角 = 边缘厚度差 (2 δ) /直径 (D) (弧度)。
Zemax仿真:
示例: TIR = 0.10mm → + 0.05mm (min + X) 和-0.05mm (min -X)。
TIRX/try: 模拟总指标跳动 (TIR)。
TETX/TETY: 倾斜任何表面 (标准/非标准)。
TSTX/TSTY: 仅倾斜标准曲面。
倾斜单个曲面: 设置Int1=Int2= 表面编号。
两种类型:
横向位移 (上/下)。
** “滚动” ** (保持与安装座接触)。
Zemax仿真:
Int1/Int2定义透镜组的边界曲面。
TSDX/TSDY: 偏心标准曲面 (单位: mm)。
TEDX/TEDY: Decenters元素 (标准/非标准)。
| 参数 | 公差 |
| 半径 | ± 0.001mm |
| 与主轨距对齐 | 0.05mm TIR |
| 与主电源匹配 | 3条纹 |
| 倾斜 | ± 0.05mm |
| 表面不规则 | 1条纹 (0.3 λ) |
| 折射率 | ± 0.001 |
| 厚度 | ± 0.05mm |
| 阿贝数 | ± 0.8% |
| 气隙 | ± 0.05mm |
| 玻璃不均匀性 | ± 0.0001 |
| 楔形/同心度 | 0.025毫米TIR |
所有光学透镜都遵守斯涅尔折射定律。因此,透镜的几何形状 (即,表面轮廓) 决定光在传播通过光学元件时如何表现。
| 缩写/符号 | 足月 | 定义 |
|---|---|---|
| D,直径。 | 直径 | 镜头的物理尺寸。 |
| R、R1、R2 | 曲率半径 | 从曲面顶点到其曲率中心的定向距离。 |
| EFL | 有效焦距 | 从透镜的主平面到其图像平面的距离的光学测量。 |
| BFL | 后焦距 | 从镜头的最后一个表面到图像平面的距离的机械测量。 |
| P, P' | 主平面 | 一种假设的平面,可以认为入射光线由于折射而弯曲; EFL是从该平面测量的。 |
| CT, CT1, CT2 | 中心厚度 | 从主平面位置到光学元件末端的距离。 |
| ET | 边缘厚度 | 基于透镜半径、直径和中心厚度计算的值。 |
| db | 输入光束直径 | 进入轴棱锥的准直光的直径。 |
| 博士 | 输出光束直径 | 离开轴棱锥的环形光的直径。 |
| L | 长度 | 从圆柱形元件 (例如,圆柱形透镜) 的一端到另一端或从轴棱锥的顶点到工件的物理距离。 |