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/H_th; l ; pdg; f_p; n_ts x n_p (для импульсного излучения)или 6/E_th; l ; n_ts (cw – (continuous wave) для непрерывно излучения)	H_th = Пороговая плотность энергии (J/cm²) E_th = Пороговая плотность мощности (W/cm²) l = длина волны pdg = (Pulse duration group) длительность импульса f_p = частота импульсов n_ts = количество испытаний n_p = 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

Статьи

Выполнение оптических чертежей по стандарту ISO 10110

Каталог