Edmund Optics®使用自己的和第三方Cookie來優化我們網站的技術服務功能。了解我們如何使用Cookie。

  • 我的帳戶
  •   
Resources / 應用說明 / Optics / 鑽石車削離軸拋物面反射鏡的粗糙度
鑽石車削離軸拋物面反射鏡的粗糙度

鑽石車削離軸拋物面反射鏡的粗糙度

Roughness of Diamond Turned Off-Axis Parabolic Mirrors

單點鑽石車削是一種製造技術,用於生產離軸拋物面 (OAP) 反射鏡、離軸橢圓 (OAE) 反射鏡,以及其他精密金屬光學元件。任何光學製造技術的目標都是建立理想表面,使其不偏離理論上的表面形狀;鑽石車削與其他製造技術一樣,都會出現製造誤差導致無法產生理想表面。這類表面誤差一般可依據其頻率成分加以分類,具體而言可分為低、中或高空間頻率誤差。

空間頻率誤差

低空間頻率誤差是以面形、不規則性甚至 Zernike 多項式等詞彙描述,會迫使入射波變形,呈現類似於光學外形的波前。中空間頻率誤差或稱為漣波,一般是由工具在表面移除或整型物料所造成。中頻率誤差會定期發生,其間距大致與用於變更表面工具的步進距離相同,可能對影像品質造成不良影響。

高空間頻率誤差通常稱為粗糙度,以埃 RMS 為單位量測,會造成光線意外散射。誤差越大,可能的散射角度就越大。這種散射受到波長影響,如果入射光波長減少,散射角度就會增加。

在金屬製造製程中,粗糙度通常與零件的「光澤度」有關。粗糙零件的表面一般呈現模糊或混濁狀,不過如果是特別粗糙的零件,就會有更高比例的光線偏離其預定目標。如果以粗糙表面作為聚焦光學元件,影像 MTF 就會出現整體降低的情形。粗糙表面甚至可能造成光通量整體降低。

鑽石車削

鑽石車削光學元件的拋光方式,有別於傳統製造的光學元件。鑽石車削是一種製造技術,可產生獨特精密的非球面玻璃及金屬形狀,但缺點是有可能產生不良的表面粗糙度。如果在設計和鑽石車削期間沒有小心謹慎處理,表面粗糙度就可能高達數百埃 (Å)。由於高頻範圍內的散射受到波長影響,若粗糙度高達數百 Å,就可能不適合用於可見光應用,因為在紅外線 (IR) 之中運作的系統只能允許非常小的散射,或是不允許散射存在。光學元件若經過精心設計,並以技巧純熟的鑽石車削技術處理,可達到 100 Å 以下的表面粗糙度。表面粗糙度降低,就可將光學元件在可見光譜中的散射降到最低。不過如果是利用可見光譜低端光線,或甚至是紫外線 (UV) 的應用,可能仍無法接受 100Å 的散射程度。以最精密鑽石車削技術處理的元件,其粗糙度可低於50Å,並可透過在表面鍍鎳的方式進一步降低。拋光玻璃粗糙度一般可接受的程度為 20-50 Å 之間。

圖 1 及圖 2 顯示粗糙度 <50 Å 表面及粗糙度 <100 Å 表面之間的差異。若經鑽石車削處理表面的粗糙度接近 100 Å (圖 2),表面輪廓量測主要受到高頻雜訊影響。這樣就幾乎不可能監控並控制中頻率,而這正是極為嚴苛應用中的指定項目。圖 1 中的表面粗糙度夠低,因此能看見車削製程定期留下的中頻率標記。

Figure 1: Surface Map of <50 Å RMS Roughness
圖1: 粗糙度小於 50 Å RMS 的表面圖
Figure 2: Surface Map <100 Å RMS Roughness
圖2: 粗糙度小於 100 Å RMS 的表面圖

愛特蒙特光學的光學設計與鑽石車削人員具有豐富經驗,能夠將粗糙度降到最低,並盡量減少鑽石車削製程期間的其他誤差。本公司除了提供鑽石車削反射鏡的標準方案,也提供各種客製化解決方案,包括客製化尺寸及形狀,以及各式各樣的金屬反射鏡鍍膜。請立即與我們聯絡,取得專家建議或報價。

Edmund Optics is committed to ensuring product and procedural quality. Our products undergo a strict global quality program with rigorous and thorough testing.

想聯繫愛特蒙特光學嗎?使用我們的快速服務以滿足您的需求。

Since 1942, EO has been a leading supplier of optics and optical components. Learn more about our past, present, and future!

是否需要報價?

Edmund Optics Facebook Edmund Optics Twitter Edmund Optics YouTube Edmund Optics LinkedIn Edmund Optics Google+ Edmund Optics Instagram

×