Выполнение оптических чертежей по стандарту ISO 10110

В Таблице 1 представлена структура чертежей выполненных по ISO 10110 стандарту. Стандарт использует метрическую систему и все линейные размеры обозначены в мм.

Часть

Описание

Обозначение

1

Основное

N/A

2

Качество материала - двулучепреломление

0/

3

Качество материала – Пузыри и включения

1/

4

Качество материала – Неоднородность и свили

2/

5

Допуски на поверхность

3/

6

Допуск на центрировку

4/

7

Допуски на качество поверхности

5/

8

Шероховатость поверхности

?

9

Обработка поверхности и покрытия

?

10

Таблица параметров элемента

N/A

11

Параметры без допуска

N/A

12

Асферическая поверхность

N/A

13

Световой порог повреждения

6/

Таблица 1. Структура ISO 10110-1 стандарта

Соответствие обозначений

Дефекты материала - двулучепреломление

Обозначение двулучеприломления - 0/A. Где `0/` - заголовок двулучепреломления. `A` допуск OPD (optical path difference) (оптической разности хода) в нм/см. В Таблице 2 сравниваются LLNL`s значения Schott оптического стекла и LLNL`s значения ISO 10110 стандарта. Для примера, Обозначения Schott стекла допустимо для любого стекла размером до 160x160x100 mm.

 

Допуск OPD

на см стекла

Обозначение

ISO 10110

Schott стекло

Применение

NIF Применение

[nm/cm]

       

< 2

0/2

 

Поляризационная оптика

Интерферометрия

Лазерные системы

- Лазерные стержни

- Стекло на эффекте Фарадея

4

0/4

NSSK, PSSK (? 4)

Прецизионная оптика

 

5

0/5

NSK (? 6)

Прецизионная оптика

Астрономическая оптика

Лазерные системы

- Телескопы

- Поляризаторы
Основные лазерные системы

- Пространственные фильтры

- активные элементы
Регулировка и системы диагностики

- Телескопы

- Делительные пластинки

10

0/10

Нормального качество

после отжига

Фотооптика

Оптика микроскопов

Регулировка источников света

- Коллиматор

20

0/20

 

Увеличительное стекло

Оптика видоискателя

 

Без требований

0/-

 

Осветительная оптика

Регулировка источников света

- Конденсоры

 

Таблица 2 - Обозначение Двулучепреломления Schott - ISO 10110.

NSK – нормальное качество после специального отжига.

NSSK - нормальное качество после экстра специального отжига.

PSSK - прецизионного качества после экстра специального отжига.

Дефекты материала - пузырьки и включения

Оптическую характеристику стекла – пузыри и включения трактуют как эквивалент качества материала. Дефекты материала вызывают рассеяние и преломление света. Материал, имеющий такого рода включения, имеет меньший порог светового повреждения. Два параметра обычно характеризующие включения:

- Количество включений в материале.

- Максимальный размер одного включения.

Большинство поставщиков стекла нормируют включения на 100 cm3 в стекле. The ISO 10110 обозначает как 1/N x A. Где `1/` заголовок пузырьков и включений. `A` это значение максимального допустимого включения в мм и `N` это количество включений максимального размера.

Таблица 3 показывает соответствие LLNL`s плавленого кварца класса 0 до 2 и ISO 10110 значение на 100 cm3 в стекле.

Класс включений

Количество включений

на 100 cm3 плавленого кварца

Максимальный размер

включения на 100 cm3

 

Обозначение

ISO 10110

(Для эквивалентного

размера = 100 cm3)

 

[mm2]

[mm]

 

0

0.00 - 0.03

0.10

1/3 x 0.1

1

0.03 - 0.10

0.25

1/2 x 0.25

2

0.10 - 0.25

0.50

1/1 x 0.5

 

Максимальный размер

включения

Каждая часть имеет не более

1 включения максимального размера

Каждая часть имеет не более

5 включений максимального размера

[mm]

   

0.05

1/1 x 0.05

1/5 x 0.05

0.10

1/1 x 0.10

1/5 x 0.10

0.25

1/1 x 0.25

1/5 x 0.25

Таблица 4 Пример обозначения

Дефекты поверхности

Недостатки поверхности оптических элементов характеризуются такими дефектами как царапины и сколы (scratches and digs).

ISO 10110 допускает 2 метода указания царапин и сколов. Метод 1 связан с требованием к определённой области. ISO 10110 значение5/N x «A`»; LN` x A2; EA3. Где `5/` заголовок требований к поверхности. «N» количество сколов максимального размера. «A1» максимальный размер скола в мм. `L` заголовок царапины. «N» количество царапин. «A``» максимальная ширина каждой царапины в мм. «E» Заголовок краевых сколов (edge chips). «A```» максимальный размер физического скола на поверхности в мм. Метод 2 прошёл или не прошёл элемент основной тест визуального контроля.

В Таблице 5 представлены сравнительные обозначения LLNL`s дефектов сколов и царапин между MIL-O-13830A и ISO 10110, Метод 1.

 

MIL-O-13830A

ISO 10110, method 1

Максимальный

скол в мм

 

Каждая часть может иметь

1 скол максимального размера

Каждая часть может иметь

5 сколов максимального размера

0.05

5

5/1 x 0.05

5/5 x 0.05

0.10

10

5/1 x 0.10

5/5 x 0.10

0.20

20

5/1 x 0.25

5/5 x 0.25

Table 6 соотношение LLNL`s дефектов царапин между MIL-O-13830A и ISO 10110.

 

MIL-O-13830A

ISO 10110, method 1

Максимальная ширина

царапины в мм

 

Каждая часть может иметь

1 царапину максимального размера

Каждая часть может иметь

5 царапин максимального размера

0.001

10

5/L1 x 0.001

5/L5 x 0.001

0.002

20

5/L1 x 0.002

5/L5 x 0.002

0.004

40

5/L1 x 0.004

5/L5 x 0.004

Итоговые обозначения

Итоговые обозначение чертежей согласно ISO 10110

Характеристика и код

Значение

Двулучепреломление
0/A

A = максимальная оптическая разность пути (nm/cm)

Пузыри и включения
1/NxA

N = Количество пузырей
A = Размер

Неоднородности и свили
2/AB

A = Класс неоднородности
B = Класс свилей

Допуски поверхности
3/A(B/C)
или
3/A(B/C) RMSx < D
или
3/- RMSx < D
x is either t, i, or a

A = Максимальная ошибка прогиба
B = Высота неровностей профиля
C = Асферическая, ошибка симметрии вращения
D = максимальный среднеквадратический допуск

rms (root-mean-square)
t = Итоговый rms отклонение от номинальной поверхности
i = rms неровность
a = rms асимметрическая ошибка после убирания

сферической ошибки и симметричной ошибки вращения

A,B,C,D в штрихах (по умолчанию l = 0.5461 мкм)

Допуск Центрировки
4/s

s = Наклон поверхности в угловых секундах и минутах

Дефекты поверхности
5/N x A; CN? x A? ; LN? ? x A? ? ; EA? ? ?

N = Количество допустимых царапин
A = Ширина царапины (mm)
N? = Количество сколов
A? = Размер сколовr (mm)
N? ? = Количество длинных царапин (> 2mm)
A? ? = максимальная толщина царапина
A? ? ? = максимальный размер краевого скола (mm)

Световой порог повреждения
6/Hth; l ; pdg; fp; nts x np

(для импульсного излучения)
или
6/Eth; l ; nts

(cw – (continuous wave)

для непрерывно излучения)

Hth = Пороговая плотность энергии (J/cm2)
Eth = Пороговая плотность мощности (W/cm2)
l = длина волны
pdg = (Pulse duration group) длительность импульса
fp = частота импульсов
nts = количество испытаний
np = количество импульсов за испытание

 

Пример

В Таблице 7 представлены перечень характеристик оптического элемента. Эта линза передающего пространственного фильтра (transport spatial filter (TSF)), которая передаёт сигнал от источника через телескоп к приёмнику.

 

Характеристика

Значение

Примечание

Радиус R1

806.64 CX

CX – convex (выпуклый)

Радиус R2

-1440.75 CX

CV – concave (вогнутый)

Толщина по центру

12 ± 0.5

 

Толщина по краю

10.8

Справочное значение

Материал

BK7 or equivalent

 

Диаметр линзы

70 +0/-0.1

Физический диаметр.

Световой диаметр

62

Апертура.

Двулучепреломление

0/5

Максимальное OPD 5 нм/см.

Пузырьки и

включения

1/2x0.05

Допустимо до 2 включений,

каждый не более чем 50 мкм в размере, в Апертуре.

Неоднородности

и свили

2/4;5

Неоднородности класс 4 - ?n = +/-2e-6.

Свили класс 5 – не видимые

(no visible striae (NVS)).

Погрешность формы

обоих поверхностей

3/0.5(0.2/0.125)

Число штрихов и оптический путь

выраженный в длинах волн ? = 633 nm.

0.5 штрихов ошибки прогиба.

0.2 штрихов местной ошибки.

0.125 fringe of symmetric irregularity error.

Ошибка

центрирования

4/0.3`

0.3 угловые минуты.

Ошибка формы

поверхности

5/5x0.05;L1x0.001;E0.5

Maximum scratch length is 4 mm.

Maximum number of chip is 1.

Допустимо до 5 сколов, каждая не больше

чем 50 мкм в размере на апертуре.

Допустимо до 1 дополнительной длинной царапины,

не шире чем 1 мкм и не длиннее чем 4mm, на апертуре.

Это 10-5 Scratch/dig.

Допускается 1 краевой скол не более 0.5 mm.

Полировка всех краевых сколов.

Световой порог

повреждения

0.5 J/cm2

? = 1053 nm

3 ns FWHM Gaussian pulse

FWHM (full width at half maximum) -

длительность (импульса) на

уровне половины амплитуды

AR покрытие

R < 0.25%

Диэлектрическое покрытие

пропускание на обе поверхности.

Минимальный диаметр покрытия это апертура + 2 мм

AR – antireflection – просветление

HR – high reflection – отражение

HT – high transmition - пропускание