光学元件技术要求与检验国际新标准.ppt

光学元件技术要求国际新标准及其在我国推行与研究现状 徐德衍精密光电测控研究与发展中心中国科学院上海光机所 上海201800 概况背景基本内容及简要说明值得关注的若干问题推行及研究现状结论 基本内容 概况 神光 装置神光 装置规定以iso10110为基础制定各种技术要求上海地区光学商贸往来nif 1999年7月spie会议两条信息 1 nif光学图纸均按iso10110标准实施 2 mil 0 13830a与iso10110的转换关系 工作需要 学习基本内容 iso10110 共13部分iso10110auser sguideansiph3 617 1980bs4301 1991国内一些标准 光学设计手册 1996 2 背景 组织体系1947年成立isotc172 光学元件与光学仪器 1979 9 sc1 基本标准wg1光学检验wg wg2光学制图wg3环境检验 起草与颁布 iso tc172 sc1 wg2 于1979年起草 光学制图表示法 定名为iso10110 依据din3140差异 表面粗糙度 干涉波面描述 1980年4月16日通过 1996年发布1 2 3 5 6 7 9 101997年发布4 8 11 12 13 iso10110 opticsandopticalinstruments preparationofdrawingforopticalelementsandsystems 光学元器件与仪器 光学元件及系统图纸绘制 该标准文件全面制定了用于光学加工与检验光学元件及系统的技术图纸绘制及其技术要求的总的技术规范 3 基本内容与说明3 1基本内容iso10110包括十三个部分 大致分四个方面 第一 一般规范 part1概述第二 光学材料缺陷 包括 part2应力双折射part3气泡与杂质part4非均匀性与条纹 第三 表面特性 包括 part5表面面形偏差part6中心偏差part7表面缺陷公差part8表面微观轮廓第四 其他规定 包括 part9表面处理与镀膜part10透镜元件数据的列表表示part11非公差数据part12非球面part13激光辐射损伤阈值 3 2一般规范基本规定 波长 546 07nm单位 mm温度 22 2 视图 阴影线 无阴影线轴线 旋转轴中心线光轴尺寸方面 曲率半径 r rcx rcc rcy特别注意直径或标出 e倒棱 0 30 1 材料说明 一般说明 厂家玻璃类型国际玻璃编码折射率与阿贝数材料特性 折射率公差透过率均匀性条纹等附加说明 倍率视场焦平面等17项 3 3列表说明各部分内容 3 4其它部分 关于列表方式 part10 关于非公差数据part11给出一系列数据leica公司也给出一系列参考数据 关于非球面 4 值得关注的若干问题4 1分级相反的规定材料缺陷 非均匀性及条纹的分级与国内标准分级含义恰恰相反 iso国标数字小数字小值大 差 值小 高 schotl hoya都如此见附录4 1 附录4 1国标光学均匀性及条纹度 附录4 2几家公司材料非均匀性标准的比较 附录4 3用 n e t求解材料厚度 均匀性及波前畸变的关系 4 2关于表面形状偏差 iso10110 5 3 a b c rmsx我们习惯于n n干涉仪中描述波面常习惯于用波前pv power rmsx值表示 4 2 1被测表面偏差分解与a b c sagitta a pv b rmst pv c rmsi b d e rmsa 4 2 23 与usa用法的关系 由上图分析 及下图 干涉仪说明书 得出power sag 4 2 3pv power与3 关系pv 相当于3 a b c rmsx中的 b 去除球面 c 去除非球面 值 rms 相当于3 a b c rmsx中的 rmsx x t i apower 相当于3 a b c rmsx中的 a 注意单位转换 4 2 4关于pv值的理解 定义 最大峰谷值可能的形状 同一pv值的不同波面或光学表面 4 2 2关于pv值及power值与n及 n 无严格对应关系对于较好的波面 2pv power n对于不规则波面 2 pv power n2power n 结论 单纯用pv值 指标 评定波面或镜面是不够的应指出是相对于最佳拟合球面的pv值或就是两波面最大距离的pv值考虑到波面的旋转对称性是十分重要的 尤其在神光装置中的补偿效果建议 定义的pv值用大写 用最佳拟合球面分离出的pv值用小写 以示区别 另外 梯度问题 表4 3典型nif光学元件表面形技术要求 4 3表面缺陷问题 早期 光学量度 把光学机械表面质量 60年代 光学表面光洁度pi pvii 缺陷机械表面光洁度 1 14 粗糙度现用 光学设计手册 90年代 光学表面疵病 gb1185 89 b g j cn b pz表面粗糙度 gb1031 83 机械 ra 0 012 m 14 iso10110 7 5 n a cn a ln a ea 5 tv或rv ea 用sufacetexture 表4 4方法i用的疵病标准板的具体数值 mil o 13830a表4 6划痕 坑点号码与尺寸对照表 如 40 20 nif光学图纸是从mil o 13830a转换用iso10110 7规范我国 一个如何制定问题 一个如何检验问题 标准板的制作 检验设备的研制 4 4关于表面结构特性表面抛光程度 即表面粗糙度的容许量和表示法与国内差异较大 倍加注意 用机械表面标准表述光学表面是极不充分的 rq 15nm rq 2 0 0 5nm 国外光学元件表面粗糙度要求 rms 两类光学表面粗表面 变化 或称研磨表面用 g 表示镜表面 或 变化 或称抛光表面用 p 表示 镜面的三种表示表示粗糙度 rms rq ra pv rz 定量的微缺陷 m n 10mm共分4级 功率谱密度 powerspectraldensitypsd 函数单位长度的倒数表示的被测表面粗糙度的频谱 表4 9表面微缺陷的四个级别 注意 p1 p4不要与pi piv混淆 相对德国din3140标准 p1 p2 p3 p4 具体表示 粗糙面 grq2 m5mm 光滑面 p3 16个 10mmrq 0 0010 002 1mm psd p4 3个 10mmpsd 10 6 f2 um3 0 001 1mm 5 国内现状及建议 现状 正在学习和开始应用引进了多台zygo和wyko veeco 干涉仪和表面轮廓仪一些工程项目和仪器已用iso制订要求针对iso一些新概念陆续发表了研究论文商贸往来促进了应用但总体上不够熟悉 重要性 设计者 制造者 检验者 应用者查资料出国人员客商与订单 报价 报时转译成国内习惯内容加入世贸组织及与国际接轨 建议 普及方面 举办短训班 知识讲座等提