Scratch-Dig ist eine Spezifikation zur Bewertung der Oberflächenqualität einer optischen Komponente (etwa einer Linse, eines Spiegels oder eines Filters). Sie legt das zulässige Maß an Oberflächenfehlern, insbesondere Kratzern und Vertiefungen (Digs), auf der polierten Glasoberfläche fest. Sie ist in erster Linie ein kosmetischer Standard, wird jedoch bei Hochleistungslasersystemen oder kontrastreicher Bildgebung zu einem Leistungsstandard.
Die Schreibweise Die Spezifikation wird gemäß der US-Militärnorm MIL-PRF-13830B durch zwei mit einem Bindestrich getrennte Zahlen angegeben.
- Format: [Kratzerzahl] - [Grübchenzahl]
- Beispiel: 60-40 (gelesen als „sechzig-vierzig“)
Die Komponenten
Der Kratzer (die erste Zahl)
Die „Scratch“-Zahl bezieht sich auf die Sichtbarkeit oder Helligkeit eines Kratzers, nicht unbedingt auf seine physische Breite.
- Funktionsweise: Ein Kratzer auf der Optik wird visuell mit einem kalibrierten Standard (einem Referenzsatz von Kratzern) verglichen. Wenn der Kratzer auf der Optik nicht heller als der Standardkratzer Nr. 60 ist, erfüllt er die Bewertung „60“.
- Häufiges Missverständnis: Die Zahl (z. B. 60) entspricht nicht direkt der Breite in Mikrometern. Sie ist eine Gewichtsklassifizierung, die auf dem visuellen Erscheinungsbild beruht.
- Standardwerte: 80, 60, 40, 20, 10.
Der Dig-Wert (die zweite Zahl)
- Die Berechnung: Die Dig-Zahl gibt den Durchmesser des Fehlers in Einheiten von 1/100 Millimeter (10 Mikrometer) an.
- Berechnung: Durchmesser = Dig-Zahl x 0.01 mm
- Beispiel: Eine Dig-50-Spezifikation erlaubt einen Defekt mit einem Durchmesser von 0.5 mm (50 × 0.01).
Gängige Industriequalitäten
Unterschiedliche Anwendungen erfordern unterschiedliche Oberflächenqualitäten. Engere Toleranzen (niedrigere Zahlenwerte) erhöhen die Fertigungskosten erheblich.
| Qualitätsklasse | Spezifikation | Typische Anwendung |
| Handelsübliche Qualität | 80-50 | Standardmäßige Verbraucherprojektion, Fotografie und kostengünstige Sensoren. Defekte können mit bloßem Auge sichtbar sein. |
| Präzisionsqualität | 60-40 | Forschungsoptik, Mikroskopie und standardmäßige Laser niedriger Leistung. Der am häufigsten verwendete Standard für serienmäßig erhältliche Optiken. |
| Hohe Präzision | 40-20 | Leistungsfähige Bildgebung, Telekommunikation und Systeme zur Detektion schwacher Lichtsignale. |
| Laserqualität | 10-5 | Hochleistungs-Laserresonatoren und UV-Anwendungen. Erforderlich, um laserinduzierte Schäden (LIDT) zu verhindern und Streulicht zu minimieren. |
Prüfverfahren
Gemäß der Norm MIL-PRF-13830B wird die Prüfung von einer geschulten Fachkraft visuell durchgeführt.
- Aufbau: Die Optik wird vor einem mattschwarzen Hintergrund betrachtet.
- Beleuchtung: Eine spezielle Seitenbeleuchtung lässt Oberflächenfehler „aufleuchten“ oder Licht streuen, sodass sie leichter zu erkennen sind.
- Vergleich: Der Techniker vergleicht die Defekte der Optik mit einem zertifizierten „kalibrierten Kratzer- und Punktfehlernormal“.
Warum dies wichtig ist
- Streuung: Oberflächendefekte streuen Licht und verringern dadurch den Kontrast (Modulationsübertragungsfunktion) sowie den Systemdurchsatz.
- Laserschäden: In Hochleistungslasersystemen wirken Kratzer als „Energiesenken“. Die Laserenergie konzentriert sich im Defekt, wodurch die Optik zerspringt oder verbrennt (Laser Induced Damage Threshold).
- Reinigungsfähigkeit: Tiefe Kratzer oder Vertiefungen können schwer zu entfernende Verunreinigungen (Staub, Öl) aufnehmen und mit der Zeit die Beschichtungen beeinträchtigen.