چرا چنین پردازش سرد پیچیده‌ای ضروری است؟
به روزرسانی شده 10.05
چرا چنین پردازش سرد پیچیده‌ای ضروری است؟
1. زیرا یک لنز اپتیکی با کیفیت بالا دارای الزامات بسیار سختگیرانه‌ای است که عمدتاً در جنبه‌های زیر منعکس می‌شود و نیاز به پردازش سرد دقیق چند مرحله‌ای را تعیین می‌کند:
1.1 دقت سطح دقیق: شعاع انحنای سطح لنز باید به طور نزدیک با مقدار طراحی شده مطابقت داشته باشد، با انحرافاتی که معمولاً باید در سطح نانومتر تا میکرومتر کنترل شوند.
1.2 زبری سطح بسیار پایین: سطح باید فوق‌العاده صاف باشد، زیرا هر خراش یا حفره کوچکی می‌تواند باعث پخش نور شود که منجر به تابش خیره‌کننده، سایه‌زنی و کاهش کنتراست می‌شود. زبری سطح ایده‌آل در مقیاس نانو است.
1.3 تحمل ابعاد دقیق: پارامترهایی مانند ضخامت مرکز و قطر خارجی باید به دقت کنترل شوند.
1.4 بدون آسیب به زیرسطح: این فرآیند باید از ایجاد ترک‌های میکروسکوپی یا لایه‌های تنش در زیر سطح جلوگیری کند، که می‌تواند به استحکام مکانیکی و ثبات بلندمدت آسیب برساند.
2. روند فرآیند اصلی (مراحل کلاسیک)
پردازش سرد مدرن لنزهای نوری عمدتاً شامل مراحل مرتبط زیر است:
1. برش/فرز
هدف: برش قطعات بزرگ شیشه به قطعات کوچکتر که به شکل لنز نزدیک باشد و انجام شکل‌دهی اولیه.
روش: تیغه‌های اره الماس برای برش یا چرخ‌های سنگ زنی الماس برای فرز. این یک مرحله خشن با حذف مواد قابل توجه است.
نتیجه: یک "خالی" زبر و نیمه شفاف با شکلی تقریبی.
2. سنگ زنی/سنگ زنی دقیق
هدف: برای بهبود بیشتر شعاع انحنا و ضخامت مرکز لنز و آماده‌سازی برای پولیش. روش: ساینده‌های الماس ریزتر (مخلوط‌ها یا چرخ‌های سنگزنی)، که معمولاً به دو دسته سنگزنی خشن و سنگزنی نرم تقسیم می‌شوند.
نتیجه: سطح به طور دقیق آسیاب می‌شود و هنگام عبور نور، ظاهری شیری به خود می‌گیرد و ابعاد و شکل آن بسیار نزدیک به مشخصات نهایی است. این فرآیند یک "لایه آسیب زیرسطحی" ایجاد می‌کند.
3. صیقل دادن
هدف: مهم‌ترین مرحله، با هدف حذف لایه آسیب زیرسطحی و دستیابی به یک سطح نوری صاف، شفاف و بدون نقص.
روش: پولیش سنتی: از یک پد پولیش قیر یا پلی اورتان با دوغاب‌های پولیش اکسید سریم یا سیلیکا استفاده می‌کند. این یک فرآیند شیمیایی-مکانیکی است که شامل سایش مکانیکی جزئی و واکنش‌های شیمیایی (هیدراتاسیون) برای ایجاد یک سطح فوق‌العاده صاف می‌باشد.
پردازش نوری کنترل‌شده توسط کامپیوتر (CCOS): تکنیک مدرن و پرکاربرد با دقت بالا. زمان ماند و مسیر ابزار پولیش کوچک به‌طور کامپیوتری کنترل می‌شود تا حذف ماده هدف‌گذاری شده و خطاهای سطحی را به دقت λ/10 یا بالاتر اصلاح کند (λ = 632.8 نانومتر).
4. مرکزیت و لبه‌گذاری
هدف: هم‌راستا کردن محور نوری لنز (مرکز نوری) با محور مکانیکی لبه خارجی.
روش: لنز بر روی یک محور چرخشی دقیق نصب شده، به صورت اپتیکی مرکزیت یافته و سپس با یک چرخ الماس لبه‌دار می‌شود. این امر برای جلوگیری از عدم هم‌راستایی در مونتاژ لنز بسیار حیاتی است.
5. پوشش
هدف: برای اعمال یک یا چند لایه نازک اپتیکی بر روی سطح لنز صیقلی، افزایش انتقال نور (پوشش ضد انعکاس)، انعکاس نور (پوشش آینه‌ای) یا دستیابی به سایر عملکردهای اپتیکی (فیلتر کردن، تقسیم پرتو و غیره).
روش: عمدتاً با استفاده از فناوری تبخیر خلاء یا فناوری اسپاترینگ یون.