光学元件技术要求与检验国际新标准

会计学1光学元件技术要求与检验国际新 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 概况背景基本内容及简要说明值得关注的若干问题推行及研究现状结论基本内容第1页/共55页概况神光Ⅱ装置神光Ⅲ装置规定以ISO10110为基础制定各种技术要求上海地区光学商贸往来NIF:1999年7月SPIE会议两条信息：(1)NIF光学图纸均按ISO10110标准实施(2)MIL-0-13830A与ISO10110的转换关系工作需要第2页/共55页学习基本内容ISO10110:共13部分ISO10110AUser’sGuideANSIPH3.617-1980BS4301:1991国内一些标准：光学设计手册，1996第3页/共55页2.背景组织体系1947年成立ISOTC172－光学元件与光学仪器(1979)(9)SC1－基本标准WG1光学检验WGWG2光学制图WG3环境检验第4页/共55页起草与颁布◊ISO/TC172/SC1/WG2/于1979年起草“光学制图 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示法”◊定名为ISO10110◊依据DIN3140差异*表面粗糙度;*干涉波面描述;…..◊1980年4月16日通过◊1996年发布1,2,3,5,6,7,9,101997年发布4,8,11,12,13第5页/共55页ISO10110OpticsandOpticalInstruments-PreparationofDrawingforOpticalElementsandSystems.光学元器件与仪器—光学元件及系统图纸绘制第6页/共55页该标准文件全面制定了用于光学加工与检验光学元件及系统的技术图纸绘制及其技术要求的总的技术规范。第7页/共55页3.基本内容与说明3.1基本内容ISO10110包括十三个部分，大致分四个方面：第一，一般规范：Part1概述第二，光学材料缺陷，包括：Part2应力双折射Part3气泡与杂质Part4非均匀性与条纹第8页/共55页第三，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表面微观轮廓第四，其他规定，包括：　　Part9表面处理与镀膜　　Part10透镜元件数据的列表表示　　Part11非公差数据　　Part12非球面　Part13激光辐射损伤阈值第9页/共55页3.2一般规范基本规定：波长：546.07nm单位：mm温度：22°±2°视图：阴影线；无阴影线轴线：旋转轴中心线光轴尺寸方面：曲率半径：R，Rcx，Rcc，Rcy特别注意直径或标出e倒棱:0.30.1第10页/共55页材料说明：一般说明：厂家玻璃类型国际玻璃编码折射率与阿贝数材料特性：折射率公差透过率均匀性条纹等附加说明：倍率视场焦平面等17项第11页/共55页3.3列表说明各部分内容所在部分编码解说ISO10110-20／A0／=材料应力双折射的编码号A=最大光程差（OPD）,以nm/cm为单位ISO10110-31/N×A1/=材料气泡及杂质编码号N=气泡和/或杂质数目A=气泡分级数（尺寸），以mm为单位所允许缺陷最大尺寸截面面积的平方根ISO10110-42/A；B2/=材料非均匀性和条纹编码号，A=非均匀性级数，B=条纹级数第12页/共55页ISO10110-53/A（B/C）;3/（B/C）3/A（-/C）;3/A（B）;3/-;3/A（B/C）RMSX∠Dall￠）3/=表面形状偏差编码号；其余见后说明ISO10110-64/б/τ/б（L）4/定中心偏差编码号б=面倾向τ=胶合楔角L=横向偏移量第13页/共55页ISO10110-75/N×A；CN’×A’LN”×A”；EA”（方法1）5/TV或/TV；EA”5/RV或RV；EA”（方法2）5/=表面缺陷编码号；N=缺陷数目A=级数（缺陷面积的平方根）C=镀膜缺陷标志；N’=镀膜缺陷数目A’=级数（缺陷面积的平方根）E=倒棱标志；A=倒掉棱的尺寸L=长划痕标志；N”=长划痕数目A”=级数（划痕宽度，mm）T=透过检验；V=可见度的级数R=反射检验；E，A”=倒棱，同方法1第14页/共55页ISO10110-136/Hth；λ；pdg;fP;NtsxNP（脉冲的）6/Eth;λ；Nts（连续的）6/=激光辐射破坏阈值编码号Hth=能量密度阈值；λ=激光波（nm）pdg=脉冲宽度分组；fP=脉冲重复率；Nts=所需要的检验部位数；Np=每一个检验部位的脉冲数；Eth=功率密度阈值第15页/共55页ISO10110-8=表面轮廓符号G=粗表面轮廓标志（粗磨）；Rq=最大可允许RMS表面粗糙度（μm）；L=取样长度（mm）P=镜面表面（抛光过的），非定量的PM=有微缺陷抛光面分级符号M=1.2.3或4C=下限取样长度（mm）；D=上限取样长度（mm）；PSD=功率谱密度；A=常数，以（μm）3-B表示；f=粗糙度表面的空间频率（mμ-1）；B=是空气频率的指数，＜1＜B＜3ISO10110-9λ=涂膜符号=涂膜技术要求与说明保护性表面处理（涂漆……）第16页/共55页3.4其它部分关于列表方式（Part10）LeftsurfaceMaterialspecificationRightsurfaceR60.43CCe35Protectivechamfer0.2–0.4()AR207b3/2（0.5）4/-5/50.16;L20.04;E0.5BK7ne1.518720.001e63.960.8%0/101/50.162/1;2R50.17CXe34Protectivechamfer0.2–0.4()–3/3(1)4/25/50.16;L20.04;E0.5第17页/共55页关于非公差数据Part11给出一系列数据Leica公司也给出一系列参考数据第18页/共55页关于非球面第19页/共55页4.值得关注的若干问题4.1分级相反的规定材料缺陷-非均匀性及条纹的分级与国内标准分级含义恰恰相反。ISO国标数字小数字小值大（差）值小（高）Schotl、Hoya都如此见附录4.1第20页/共55页附录4.1国标光学均匀性及条纹度光学均匀性类别折射率最大偏差*10-6条纹度类别距离及结果说明略H1H2H3H4±2　　　　　　　　　　　±5　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　±10　　　　　±20　００　　　　　　　　　　　０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１　　　　２无无无有　第21页/共55页附录4.2几家公司材料非均匀性标准的比较折射率变化×10-6ISO10110-4DIN3140（类别）Schott（类别）Hoya（级别）Dhara（级别）±500±201H1aH1aA20±52H2bH2bA5±23H3bH3bA2±14H4bH4bA1±0.55第22页/共55页附录4.3用Δn=eλ/t求解材料厚度、均匀性及波前畸变的关系。第23页/共55页4.2关于表面形状偏差ISO10110-5，3/A（B/C）RMSx我们习惯于N，ΔN干涉仪中描述波面常习惯于用波前PV，Power，RMSx值表示第24页/共55页4.2.1被测表面偏差分解与A、B、CSagitta/APV/B(RMSt)PV/C(RMSi)-b-d=e(RMSa)第25页/共55页4.2.23/…与USA用法的关系由上图分析，及下图（干涉仪说明书）得出Power=Sag第26页/共55页4.2.3PV，Power与3/…关系PV—相当于3/A（B/C）RMSX中的“B”(去除球面)、“C”（去除非球面）值；RMS—相当于3/A（B/C）RMSX中的“RMSX”；x=t,i,aPower—相当于3/A（B/C）RMSX中的“A”。(注意单位转换)第27页/共55页4.2.4关于PV值的理解定义：最大峰谷值可能的形状：同一PV值的不同波面或光学表面PV第28页/共55页4.2.2关于PV值及Power值与N及ΔN无严格对应关系对于较好的波面：2PV（Power）≈N对于不规则波面：2│PV-Power│≈ΔN2Power≈N第29页/共55页结论单纯用PV值(指标)评定波面或镜面是不够的应指出是相对于最佳拟合球面的PV值或就是两波面最大距离的PV值考虑到波面的旋转对称性是十分重要的，尤其在神光装置中的补偿效果建议：定义的PV值用大写；用最佳拟合球面分离出的PV值用小写，以示区别第30页/共55页另外，梯度问题表4.3典型NIF光学元件表面形技术要求光学元件PV，λ=0.633μm梯度值主放大器钕玻璃片T：λ/6空间波长>6cm时，梯度<λ/25/cm，空间波长0.4―6cm时，梯度<λ/20/cm光传输反射镜R：λ/2.5空间波长>2cm时，梯度<λ/25/cm，空间波长<2cm时，梯度<λ/10/cmKDP开关晶体T：λ/4空间波长>2cm时，梯度<λ/25/cm，空间波长<2cm时，梯度<λ/10/cm第31页/共55页4.3表面缺陷问题早期:“光学量度”把光学机械表面质量（60年代）：光学表面光洁度PI…PVII―缺陷机械表面光洁度▽1-14―粗糙度现用“光学设计手册”（90年代）：光学表面疵病（GB1185-89）B/G×J；CN×B；Pz表面粗糙度（GB1031-83《机械…》）Ra=0.012m▽14第32页/共55页ISO10110-7Ⅰ.5/N×A；CN’×A;LN”×A”;EA’”Ⅱ.5/TV或RV，EA’”用Sufacetexture第33页/共55页第34页/共55页第35页/共55页表4.4方法I用的疵病标准板的具体数值级数Amm圆“缺陷”直径μm“划痕”尺寸μm标准板N0.10.0040.0060.0100.0160.0250.0404.57111828451×161.6×252.5×404.0×630.3×10010×160标准板N0.20.0400.0600.1000.1600.2500.400457011018028045010×16016×22525×40040×63063×1000100×1600第36页/共55页1020406080SCRATCHSAMPLE510204050DIGSAMPLE第37页/共55页第38页/共55页MIL-O-13830A表4.6划痕/坑点号码与尺寸对照表(如：40/20)划痕坑点号码最大宽度（μm）号码最大直径1015203040608011.523468123510152030405010203050100150200300400500第39页/共55页NIF光学图纸是从MIL-O-13830A转换用ISO10110-7规范我国*一个如何制定问题*一个如何检验问题*标准板的制作*检验设备的研制第40页/共55页4.4关于表面结构特性表面抛光程度，即表面粗糙度的容许量和表示法与国内差异较大。倍加注意：用机械表面标准表述光学表面是极不充分的。Rq15nm？Rq2.0~0.5nm第41页/共55页国外光学元件表面粗糙度要求（RMS）细磨玻璃表面、磁盘表面10nm-几m良好的机械加工表面10nm-1m单点金刚石切削表面3-15nm普通光学元件1.5-2.5nm超光滑光学元件<0.5nm特殊超光滑光学元件<0.1nm第42页/共55页两类光学表面粗表面（≥λ变化）或称研磨表面用“G”表示镜表面（＜λ或<<λ变化）或称抛光表面用“P”表示第43页/共55页镜面的三种表示表示粗糙度：RMS（Rq），Ra，PV（Rz）。定量的微缺陷（＜μm）：N/10mm共分4级。功率谱密度（PowerSpectralDensityPSD）函数单位长度的倒数表示的被测表面粗糙度的频谱。第44页/共55页表4.9表面微缺陷的四个级别抛光级别每10mm取样长度内微缺陷数NP180N<400P216N<80P33N16P4N<3注意：P1–P4不要与PI-PIV混淆第45页/共55页相对德国DIN3140标准P1◊P2◊◊P3◊◊◊P4◊◊◊◊第46页/共55页具体表示*粗糙面GRq2m5mm第47页/共55页*光滑面P3<16个/10mmRq0.0010.002~1mm第48页/共55页*PSDP4<3个/10mmPSD10-6/f2(um3)0.001~1mm第49页/共55页5.国内现状及建议现状——正在学习和开始应用引进了多台ZYGO和WYKO(VEECO)干涉仪和表面轮廓仪一些工程项目和仪器已用ISO制订要求针对ISO一些新概念陆续发表了研究 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 商贸往来促进了应用但总体上不够熟悉第50页/共55页重要性设计者、制造者、检验者、应用者查资料出国人员客商与订单：报价、报时转译成国内习惯内容加入世贸组织及与国际接轨第51页/共55页建议普及方面：举办短训班，知识讲座等提高方面：加强新概念的认识和理解以及研究报导有深度的论文，如PSD的应用及检验标准；抛光微缺陷的定量测试与分级等新国标的修订方面：直接全面采用？修改制定国标？第52页/共55页6结语ISO10110内容及其丰富仅就个人感到重要的几个内容作粗浅的说明可能有不妥之处，愿与大家共同讨论第53页/共55页谢谢！祝同行工作愉快！身体健康！第54页/共55页