스크래치-디그(Scratch-Dig)는 광학 부품(렌즈, 거울, 필터 등)의 표면 품질을 정량화하는 데 사용되는 사양입니다. 이는 유리 연마면의 허용 가능한 표면 결함 수준(특히 긁힘 및 패임)을 정의합니다. 주로 미적 기준이지만 고출력 레이저 시스템이나 고대비 이미징에서는 성능 기준으로 작용합니다.
표기법 사양은 미국 군사 표준 MIL-PRF-13830B에 따라 하이픈으로 구분된 두 개의 숫자로 표현됩니다.
- 형식: [긁힘 번호] - [패임 번호]
- 예시: 60-40 ("육십-사십"으로 읽음)
구성 요소
긁힘 (첫 번째 숫자)
"긁힘" 번호는 긁힘의 물리적 너비가 아닌 가시성 또는 밝기를 나타냅니다.
- 작동 방식: 광학 부품의 긁힘은 보정된 표준(긁힘 마스터 세트)과 육안으로 비교됩니다. 광학 부품의 긁힘이 표준 #60 긁힘보다 밝지 않으면 "60" 등급을 통과합니다.
- 일반적인 오해: 숫자는(예: 60) 마이크론 단위의 너비와 직접적으로 동일하지 않습니다. 이는 시각적 외관을 기반으로 한 중량 분류입니다.
- 표준 등급: 80, 60, 40, 20, 10.
패임 (두 번째 숫자)
"패임" 숫자는 유리 내의 패임, 기포 또는 핀홀의 물리적 크기를 나타냅니다. 긁힘과 달리 이는 직경의 직접적인 측정입니다.
- 계산: 패임 번호는 결함의 직경을 1/100mm(10마이크론) 단위로 나타냅니다.
- 계산: 지름 = 패임 번호 x 0.01mm
- 예시: 패임 50 사양은 직경 0.5mm(50 × 0.01)의 결함을 허용합니다.
일반적인 산업 등급
애플리케이션마다 다른 수준의 표면 품질이 필요합니다. 공차를 엄격하게(낮은 숫자) 하면 제조 비용이 상당히 증가합니다.
| 등급 | 사양 | 일반적인 용도 |
| 상업용 품질 | 80-50 | 표준 소비자용 프로젝션, 사진, 저가형 센서. 육안으로 결함이 보일 수 있습니다. |
| 정밀 품질 | 60-40 | 연구용 광학 장치, 현미경, 표준 저전력 레이저. 시판되는 광학 장치의 가장 일반적인 표준입니다. |
| 고정밀 | 40-20 | 고성능 이미징, 통신, 저조도 감지 시스템. |
| 레이저 품질 | 10-5 | 고출력 레이저 공동 및 UV 응용 분야. 레이저 유도 손상(LIDT)을 방지하고 산란을 최소화하는 데 필요합니다. |
검사 방법
MIL-PRF-13830B 표준에 따라 숙련된 기술자가 육안으로 검사를 수행합니다.
- 설정: 광학 부품은 무광택 검은색 배경에 대해 검사됩니다.
- 조명: 특정 측면 조명을 사용하여 표면 결함이 "빛을 발하거나" 빛을 산란시켜 더 쉽게 보이도록 합니다.
- 비교: 기술자는 광학 부품의 결함을 인증된 "보정된 긁힘 및 패임 패드"와 비교합니다.
중요성
- 산란: 표면 결함은 빛을 산란시켜 대비(변조 전달 함수) 및 시스템 처리량을 감소시킵니다.
- 레이저 손상: 고출력 레이저 시스템에서 긁힘은 "에너지 흡수원" 역할을 합니다. 레이저 에너지가 결함에 집중되어 광학 부품이 부서지거나 타버릴 수 있습니다(레이저 유도 손상 임계값).
- 청결성: 깊은 긁힘이나 패임은 청소하기 어려운 오염 물질(먼지, 기름)을 가둘 수 있으며 시간이 지남에 따라 코팅을 손상시킬 수 있습니다.