Por que é necessário um processamento a frio tão complexo?

Última atualização 10.05

Por que é necessário um processamento a frio tão complexo?

1. Porque uma lente óptica de alta qualidade tem requisitos extremamente exigentes, refletidos principalmente nos seguintes aspectos, que ditam a necessidade de um processamento a frio de precisão em várias etapas:

1.1 Precisão de superfície precisa: O raio de curvatura da superfície da lente deve corresponder de perto ao valor de projeto, com desvios tipicamente exigidos para serem controlados no nível de nanômetros a micrômetros.

1.2 Rugosidade de superfície extremamente baixa: A superfície deve ser ultra lisa, pois quaisquer arranhões ou cavidades minúsculas podem causar dispersão da luz, levando a ofuscamento, fantasmas e redução do contraste. A rugosidade de superfície ideal está na escala nanométrica.

1.3 Tolerâncias dimensionais estritas: Parâmetros como a espessura central e o diâmetro externo devem ser controlados com precisão.

1.4 Livre de danos subsuperficiais: O processo deve evitar deixar microfissuras ou camadas de tensão abaixo da superfície, o que poderia comprometer a resistência mecânica e a estabilidade a longo prazo.

2. Fluxo de Processo Principal (Etapas Clássicas)

O processamento a frio moderno de lentes ópticas envolve principalmente os seguintes passos interconectados:

1. Corte/Fresagem

Propósito: Cortar grandes chapas de vidro em peças menores que se aproximem da forma da lente e realizar a moldagem inicial.

Método: Lâminas de serra de diamante para corte ou rodas de moagem de diamante para fresagem. Esta é uma fase de desbaste com remoção significativa de material.

Resultado: Um "branco" áspero e translúcido com uma forma aproximada.

2. Moagem/Moagem de Precisão

Propósito: Refinar ainda mais o raio de curvatura e a espessura central da lente e preparar para o polimento. Método: Abrasivos de diamante mais finos (lamas ou rodas de moagem), tipicamente divididos em moagem grossa e fina.

Resultado: A superfície torna-se finamente moída, aparecendo leitosa quando a luz passa através dela, com dimensões e forma muito próximas das especificações finais. Este processo cria uma "camada de dano subsuperficial."

3. Polimento

Propósito: O passo mais crítico, visando remover a camada de dano subsuperficial e alcançar uma superfície óptica lisa, transparente e sem falhas.

Método: Polimento tradicional: Utiliza um disco de polimento de breu ou poliuretano com lamas de polimento de óxido de cério ou sílica. Este é um processo químico-mecânico que envolve leve abrasão mecânica e reações químicas (hidratação) para gerar uma superfície ultra lisa.

Polimento óptico controlado por computador (CCOS): A técnica moderna de alta precisão predominante. O tempo de permanência e o caminho de uma pequena ferramenta de polimento são controlados por computador para direcionar a remoção de material, corrigindo erros de superfície para uma precisão de λ/10 ou superior (λ = 632,8 nm).

4. Centralização e Borda

Propósito: Alinhar o eixo óptico da lente (centro óptico) com o eixo mecânico da borda externa.

Método: A lente é montada em um eixo rotativo preciso, centralizada opticamente e, em seguida, contornada com uma roda de diamante. Isso é crucial para evitar desalinhamento na montagem da lente.

5. Revestimento

Propósito: Aplicar uma ou mais camadas de filme fino óptico à superfície da lente polida, melhorando a transmitância (revestimento antirreflexo), refletância (revestimento espelhado) ou alcançando outras funções ópticas (filtragem, divisão de feixe, etc.).

Método: Principalmente utilizando tecnologia de evaporação a vácuo ou tecnologia de pulverização iônica.

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