Изготовление и контроль оптических деталей - Ефремов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Существуют и используют электронно-лучевые испарители с
\\ \Ч//
Рис. 15.5. Электронно-лучевой испаритель кольцевого типа
162
магнитным отклонением пучков, работающие в автоматическом режиме. Они позволяют перемещать электронный пучок по поверхности образца испаряемого вещества для равномерного испарения материала по всей поверхности; обеспечивать быстрое перемещение электронного пучка на образец другого испаряемого вещества, находящегося в другом тигле. В чертежах технологический процесс электронно-лучевого испарения, например, моноокиси кремния условно обозначают так: 31ИЭ.
Достоинствами этого вида термического испарения являются возможность использования устройств автоматического управления электронно-лучевым испарителем и всего процесса нанесения покрытий, а также возможность испарения тугоплавких окислов материалов, минимальный нагрев прилежащей к испарителю зоны пространства вакуумной камеры и возможность изготовления многослойных покрытий. К недостатку относят получение различных оптических свойств покрытий, изготовленных за одну откачку вакуумной камеры. Это различие вызвано неопределенностью пространственно-временных эмиссионных характеристик испарителя из-за образования кратеров на поверхности образцов испаряемых веществ.
Способ изготовления покрытий травлением в растворах кислот. Травление поверхности оптической детали водными растворами кислот является одним из простейших химических способов изготовления покрытий. В результате взаимодействия поверхностного слоя стекла с раствором уксусной или азотной кислоты образуется пленка кремнезема с показателем преломления яе= 1,44-4-1,45. Предпочтение отдают уксусной кислоте как менее токсичной.
Концентрацию раствора кислоты определяют экспериментально в зависимости от химической стойкости стекла, т. е. от материала детали. Экспериментально определяют и время травления детали раствором данной концентрации.
Необходимую толщину пленки, при которой падающий световой пучок интерферирует на прохождение, получают за время обработки от нескольких минут до нескольких часов.
Наибольший эффект травления достигается при оптической толщине слоя пленки кремнезема, равной четверти длины волны падающего светового пучка, и лишь для стекол с показателем преломления пе— 1,9ч-2,0. Стекла с другими показателями преломления просветляют лишь частично. Так, кроновые стекла с /ге= 1,51-4--4-1,52 просветляют травлением со снижением остаточного отражения от одной поверхности вдвое по сравнению с непросветленной поверхностью. Равнотолщинность и скорость образования пленки зависят от чистоты поверхности оптической детали.
Рис. 15.6. Схема действия ЭЛИ с магнитной фокусировкой и отклонением электронного пучка
II*
163
Технологический процесс нанесения покрытий состоит из операций подготовки поверхности, непосредственно травления, промывки, сушки и контроля. Подготовка поверхности заключается в ее промывке в растворе щелочи едкого натра. Поверхность травят в водном растворе кислоты, осуществляя контроль толщины образующегося слоя по времени обработки и визуально по цвету окраски в отраженном свете. После достижения заданной толщины слоя деталь промывают и сушат. Осуществляют контроль свето-пропускания или остаточного отражения света оптической деталью. В чертежах способ нанесения покрытий травлением условно обозначают так: просвет л. 63Т. Способ применяют, когда другие
способы изготовления покрытий имеют ограничения, например при нанесении покрытий на оптические детали сложной формы, больших размеров. Склеиваемые детали просветляют до склейки.
К достоинству способа относят простоту оборудования, несложность и экономичность технологического процесса, неизменности параметров пленки со временем и под воздействием внешних условий. Просветляющая пленка одновременно является защитой стекла от воздействия влаги, растворителей, кислот. Покрытие имеет самую высокую нулевую группу механической прочности. К недостаткам относят токсичность паров кислот, значительное время обработки химически стойких стекол, ограниченность использования — только для просветления - поверхностей оптических деталей из силикатных стекол, малый эффект просветления большинства марок широко используемых стекол.
Контрольные вопросы
1. Перечислите виды покрытий и укажите их характеристики.
2. Как обозначают в чертежах виды и способы нанесения покрытий?
3. Дайте характеристику способа нанесения покрытий испарением веществ в вакууме.
4. Расскажите о способе нанесения покрытий гидролизом спиртовых растворов веществ.
5. Сравните достоинства и недостатки различных способов нанесения покрытий.
V. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ
16. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТИПОВЫХ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ
16.1. Изготовление пластин
Изготовление любой оптической детали начинают с выбора заготовки. Для крупносерийного и массового производства заготовкой является прессовка, а для единичного и опытного производства—кусок стекла. Прессовка по форме обычно похожа на деталь (линза, призма, пластина), но имеет припуск на обработку. Прессовки выпускают размером от 8 до 150 мм. Если же необходимо изготовить деталь меньшего размера, то делают кратную прессовку, из которой при дальнейшей обработке получают несколько де-
