划痕麻点

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Scratch-Dig 是用于量化光学元件(如透镜、反射镜或滤光片)表面质量的规格。它规定了玻璃抛光表面允许存在的表面缺陷程度,具体包括划痕和麻点(Dig)。该规格主要是一项外观标准,但在高功率激光系统或高对比度成像中也会成为性能标准。

标注方式 该规格按照美国军用标准MIL-PRF-13830B,以两个用连字符分隔的数字表示。

  • 格式: [划痕号] - [麻点号]
  • 示例: 60-40(读作“六十-四十”)

组成部分

划痕(第一个数字)

“Scratch”数值指划痕的可见度或亮度,不一定代表其物理宽度。

  • 工作原理:将光学元件上的划痕与校准标准(划痕母版组)进行目视比较。如果光学元件上的划痕亮度不高于标准的 #60 划痕,则通过“60”等级。
  • 常见误解:该数字(例如 60)并不直接等于以微米表示的宽度。它是根据外观划分的重量等级。
  • 标准额定值: 80, 60, 40, 20, 10.

Dig(第二个数字)

“Dig”数值是指玻璃中麻点、气泡或针孔的实际尺寸。与划痕不同,它是对直径的直接测量。
  • 计算方法: Dig 数值表示缺陷的直径,单位为1/100 毫米(10 微米)。
  • 计算:直径 = 麻点等级数值 x 0.01 mm
  • 示例: Dig 50规格允许存在直径为0.5 mm(50 × 0.01)的缺陷。

常见工业等级

不同应用对表面质量等级有不同要求。更严格的公差(数值更小)会显著增加制造成本。

等级 规格 典型应用
商业级质量 80-50 用于标准消费级投影、摄影和低成本传感器。缺陷可能肉眼可见。
精密级品质 60-40 适用于科研光学、显微镜和标准低功率激光器。这是现成光学元件最常用的标准。
高精度 40-20 高性能成像、通信和微光探测系统。
激光级品质 10-5 适用于高功率激光谐振腔和 UV 应用。对于防止激光诱导损伤(LIDT)和尽量减少散射十分必要。

检测方法

根据MIL-PRF-13830B标准,由经过培训的技术人员进行目视检查。

  • 设置: 将光学元件置于哑光黑色背景前观察。
  • 照明: 使用特定的侧向照明使表面缺陷“发亮”或散射光线,从而更容易观察。
  • 比较: 技术人员将光学元件的缺陷与经认证的“校准划痕与麻点对比板”进行比较。

为何重要

  • 散射: 表面缺陷会使光发生散射,从而降低对比度(调制传递函数)和系统光通量。
  • 激光损伤:在高功率激光系统中,划痕会成为“能量汇”。激光能量集中在缺陷处,导致光学元件碎裂或烧毁(Laser Induced Damage Threshold)。
  • 可清洁性: 较深的划痕或麻点会积存难以清除的污染物(灰尘、油污),并可能导致膜层随时间推移而劣化。