光學(xué)元件技術(shù)要求與檢驗國際新標(biāo)準表面

光學(xué)元件技術(shù)要求國際新標(biāo)準及其在我國推行與研究現(xiàn)狀

1精品PPT|實用可編輯第一頁，共五十七頁。

概況背景基本內(nèi)容及簡要說明值得關(guān)注的若干問題推行及研究現(xiàn)狀結(jié)論基本內(nèi)容2精品PPT|實用可編輯第二頁，共五十七頁。概況

神光Ⅱ裝置神光Ⅲ裝置規(guī)定以ISO10110為基礎(chǔ)制定各種技術(shù)要求上海地區(qū)光學(xué)商貿(mào)往來NIF:1999年7月SPIE會議兩條信息：

(1)NIF光學(xué)圖紙均按ISO10110標(biāo)準實施

(2)MIL-0-13830A與ISO10110的轉(zhuǎn)換關(guān)系

工作需要3精品PPT|實用可編輯第三頁，共五十七頁。

學(xué)習(xí)基本內(nèi)容ISO10110:共13部分ISO10110AUser’sGuideANSIPH3.617-1980BS4301:1991國內(nèi)一些標(biāo)準：光學(xué)設(shè)計手冊，19964精品PPT|實用可編輯第四頁，共五十七頁。2.背景組織體系1947年成立ISOTC172－光學(xué)元件與光學(xué)儀器

(1979)(9)SC1－基本標(biāo)準

WG1光學(xué)檢驗

WG

WG2光學(xué)制圖

WG3環(huán)境檢驗5精品PPT|實用可編輯第五頁，共五十七頁。起草與頒布

?ISO/TC172/SC1/WG2/于1979年起草“光學(xué)制圖表示法”

?定名為ISO10110?依據(jù)DIN3140

差異*表面粗糙度;*干涉波面描述;…..?1980年4月16日通過

?1996年發(fā)布1,2,3,5,6,7,9,101997年發(fā)布4,8,11,12,136精品PPT|實用可編輯第六頁，共五十七頁。ISO10110OpticsandOpticalInstruments-PreparationofDrawingforOpticalElementsandSystems.

光學(xué)元器件與儀器—光學(xué)元件及系統(tǒng)圖紙繪制

7精品PPT|實用可編輯第七頁，共五十七頁。

該標(biāo)準文件全面制定了用于光學(xué)加工與檢驗光學(xué)元件及系統(tǒng)的技術(shù)圖紙繪制及其技術(shù)要求的總的技術(shù)規(guī)范。8精品PPT|實用可編輯第八頁，共五十七頁。3.基本內(nèi)容與說明3.1基本內(nèi)容

ISO10110包括十三個部分，大致分四個方面：第一，一般規(guī)范：Part1概述第二，光學(xué)材料缺陷，包括：

Part2應(yīng)力雙折射

Part3氣泡與雜質(zhì)

Part4非均勻性與條紋9精品PPT|實用可編輯第九頁，共五十七頁。

第三，表面特性，包括：

Part5表面面形偏差

Part6中心偏差

Part7表面缺陷公差

Part8表面微觀輪廓第四，其他規(guī)定，包括：

Part9表面處理與鍍膜

Part10透鏡元件數(shù)據(jù)的列表表示

Part11非公差數(shù)據(jù)

Part12非球面

Part13激光輻射損傷閾值10精品PPT|實用可編輯第十頁，共五十七頁。3.2一般規(guī)范基本規(guī)定：波長：546.07nm

單位：mm

溫度：22°±2°

視圖：陰影線；無陰影線軸線：旋轉(zhuǎn)軸中心線

光軸尺寸方面：曲率半徑：R

，Rcx，Rcc，Rcy

特別注意直徑或標(biāo)出

e

倒棱:

0.30.111精品PPT|實用可編輯第十一頁，共五十七頁。材料說明：一般說明：廠家玻璃類型國際玻璃編碼折射率與阿貝數(shù)材料特性：折射率公差透過率均勻性條紋等附加說明：倍率視場焦平面等17項12精品PPT|實用可編輯第十二頁，共五十七頁。3.3列表說明各部分內(nèi)容13精品PPT|實用可編輯第十三頁，共五十七頁。14精品PPT|實用可編輯第十四頁，共五十七頁。15精品PPT|實用可編輯第十五頁，共五十七頁。16精品PPT|實用可編輯第十六頁，共五十七頁。17精品PPT|實用可編輯第十七頁，共五十七頁。3.4其它部分關(guān)于列表方式（Part10）18精品PPT|實用可編輯第十八頁，共五十七頁。關(guān)于非公差數(shù)據(jù)

Part11給出一系列數(shù)據(jù)

Leica公司也給出一系列參考數(shù)據(jù)19精品PPT|實用可編輯第十九頁，共五十七頁。關(guān)于非球面非球面非旋轉(zhuǎn)對稱繞Z軸旋轉(zhuǎn)對稱面坐標(biāo)軸不重合的回轉(zhuǎn)面橢球面雙曲面拋物面錐面（a

b）柱面橢球面雙曲面拋物面錐面（a=b）球面環(huán)帶面平面（斯密特校正板）20精品PPT|實用可編輯第二十頁，共五十七頁。4.值得關(guān)注的若干問題4.1分級相反的規(guī)定材料缺陷-非均勻性及條紋的分級與國內(nèi)標(biāo)準分級含義恰恰相反。

ISO國標(biāo)數(shù)字小數(shù)字小值大（差）值小（高）

Schotl、Hoya都如此見附錄4.1

21精品PPT|實用可編輯第二十一頁，共五十七頁。附錄4.1國標(biāo)光學(xué)均勻性及條紋度22精品PPT|實用可編輯第二十二頁，共五十七頁。附錄4.2幾家公司材料非均勻性標(biāo)準的比較23精品PPT|實用可編輯第二十三頁，共五十七頁。

附錄4.3

用Δn=eλ/t求解材料厚度、均勻性及波前畸變的關(guān)系。24精品PPT|實用可編輯第二十四頁，共五十七頁。4.2關(guān)于表面形狀偏差I(lǐng)SO10110-5，3/A（B/C）RMSx我們習(xí)慣于N，ΔN干涉儀中描述波面常習(xí)慣于用波前PV，Power，RMSx值表示25精品PPT|實用可編輯第二十五頁，共五十七頁。4.2.1被測表面偏差分解與A、B、CSagitta/APV/B(RMSt)PV/C(RMSi)-b-d=e(RMSa)26精品PPT|實用可編輯第二十六頁，共五十七頁。4.2.23/…與USA用法的關(guān)系由上圖分析，及下圖（干涉儀說明書）得出Power=Sag27精品PPT|實用可編輯第二十七頁，共五十七頁。4.2.3PV，Power與3/…關(guān)系

PV—相當(dāng)于3/A（B/C）RMSX中的“B”(去除球面)、“C”（去除非球面）值；

RMS—相當(dāng)于3/A（B/C）RMSX中的“RMSX”；x=t,i,aPower—相當(dāng)于3/A（B/C）RMSX中的“A”。

(注意單位轉(zhuǎn)換)28精品PPT|實用可編輯第二十八頁，共五十七頁。4.2.4關(guān)于PV值的理解定義：最大峰谷值可能的形狀：同一PV值的不同波面或光學(xué)表面PV29精品PPT|實用可編輯第二十九頁，共五十七頁。4.2.2關(guān)于PV值及Power值與N及ΔN

無嚴格對應(yīng)關(guān)系對于較好的波面： 2PV（Power）≈N

對于不規(guī)則波面： 2│PV-Power│≈ΔN

2Power≈N

30精品PPT|實用可編輯第三十頁，共五十七頁。結(jié)論單純用PV值(指標(biāo))評定波面或鏡面是不夠的應(yīng)指出是相對于最佳擬合球面的PV值或就是兩波面最大距離的PV值考慮到波面的旋轉(zhuǎn)對稱性是十分重要的，尤其在神光裝置中的補償效果建議：定義的PV值用大寫；用最佳擬合球面分離出的PV值用小寫，以示區(qū)別31精品PPT|實用可編輯第三十一頁，共五十七頁。另外，梯度問題表4.3典型NIF光學(xué)元件表面形技術(shù)要求32精品PPT|實用可編輯第三十二頁，共五十七頁。4.3表面缺陷問題早期:“光學(xué)量度”把光學(xué)機械表面質(zhì)量（60年代）：光學(xué)表面光潔度PI…

PVII

―缺陷機械表面光潔度▽1-14―粗糙度現(xiàn)用“光學(xué)設(shè)計手冊”（90年代）：光學(xué)表面疵?。℅B1185-89）

B/G×J；CN×B；Pz

表面粗糙度（GB1031-83《機械…》）

Ra=0.012m▽1433精品PPT|實用可編輯第三十三頁，共五十七頁。ISO10110-7

Ⅰ.5/N×A；CN’×A;LN”×A”;EA’”

Ⅱ.5/TV或RV，EA’”用Sufacetexture34精品PPT|實用可編輯第三十四頁，共五十七頁。35精品PPT|實用可編輯第三十五頁，共五十七頁。36精品PPT|實用可編輯第三十六頁，共五十七頁。表4.4方法I用的疵病標(biāo)準板的具體數(shù)值37精品PPT|實用可編輯第三十七頁，共五十七頁。1020406080SCRATCHSAMPLE510204050DIGSAMPLE38精品PPT|實用可編輯第三十八頁，共五十七頁。39精品PPT|實用可編輯第三十九頁，共五十七頁。MIL-O-13830A

表4.6劃痕/坑點號碼與尺寸對照表(如：40/20)40精品PPT|實用可編輯第四十頁，共五十七頁。NIF光學(xué)圖紙是從MIL-O-13830A

轉(zhuǎn)換用ISO10110-7規(guī)范我國*一個如何制定問題

*一個如何檢驗問題

*標(biāo)準板的制作

*檢驗設(shè)備的研制41精品PPT|實用可編輯第四十一頁，共五十七頁。4.4關(guān)于表面結(jié)構(gòu)特性表面拋光程度，即表面粗糙度的容許量和表示法與國內(nèi)差異較大。倍加注意：用機械表面標(biāo)準表述光學(xué)表面是極不充分的。Rq15nm

？Rq2.0~0.5nm42精品PPT|實用可編輯第四十二頁，共五十七頁。國外光學(xué)元件表面粗糙度要求（RMS）43精品PPT|實用可編輯第四十三頁，共五十七頁。兩類光學(xué)表面粗表面（≥λ變化）或稱研磨表面用“G”表示鏡表面（＜λ或<<λ變化）或稱拋光表面用“P”表示44精品PPT|實用可編輯第四十四頁，共五十七頁。鏡面的三種表示表示粗糙度：RMS（Rq），Ra，PV（Rz）。定量的微缺陷（＜μm）：N/10mm共分4級。功率譜密度（PowerSpectralDensityPSD）函數(shù)單位長度的倒數(shù)表示的被測表面粗糙度的頻譜。45精品PPT|實用可編輯第四十五頁，共五十七頁。表4.9表面微缺陷的四個級別注意：P1–P4不要與PI-PIV混淆46精品PPT|實用可編輯第四十六頁，共五十七頁。相對德國DIN3140標(biāo)準P1?P2??P3???P4????47精品PPT|實用可編輯第四十七頁，共五十七頁。具體表示

*粗糙面GRq2m5mm48精品PPT|實用可編輯第四十八頁，共五十七頁。*光滑面P3<16個/10mmRq0.0010.002~1mm49精品PPT|實用可編輯第四十九頁，共五十七頁。精品PPT·收集整理第五十頁，共五十七頁。*PSDP4<3個/10mmPSD10-6/f2(um3)0.001~1mm51精品PPT|實用可編輯第五十一頁，共五十七頁。PPT內(nèi)容概述光學(xué)元件技術(shù)要求國際新標(biāo)準及其在我國推行與研究現(xiàn)狀。(2)MIL-0-13830A與ISO10110的轉(zhuǎn)換關(guān)系。?ISO/TC172/SC1/WG2/于1979年起草。?1996年發(fā)布1,2,3,5,6,7,9,10。1997年發(fā)布4,8,11,12,13。附錄4.2幾家公司材料非均勻性標(biāo)準的比較。用Δn=eλ/t求解材料厚度、均勻性及波前畸變的關(guān)系。ISO10110-5，3/A（B/C）RMSx。我們習(xí)慣于N，ΔN。干涉儀中描述波面常習(xí)慣于用波前PV，Power，RMSx值表示。4.2.1被測表面偏差分解與A、B、C。-