Оптик линзний төрөлт: шилэн ховилоос бүрсэн эцсийн бүтээгдэхүүн хүртэл - яагаад ийм үнэтэй байдаг вэ?

Бидний өдөр бүр хардаг оптик линз нь анхан шатны боловсруулалтаас эхлээд эцсийн бүтээгдэхүүн хүртэл ямар процесст ордог вэ?

Ухаалаг утасны камерын линз, микроскопын объектив эсвэл лазер төхөөрөмжийн доторх линз аль нь ч бай, бүгд 'хоосон шилэн' болж эхэлдэг.

Эгэл жирийн шилийг чанарын шаардлага хангасан линз болгон хувиргахын тулд зүсэх, тээрэмдэх/нунтаглах, нарийн нунтаглах, өнгөлөх, ирмэглэх, цэвэрлэх, бүрэх зэрэг долоон үе шатыг давж, олон арван шалгалтыг хийх ёстой.

Хэрэв нэг алхам бүтэлгүйтвэл линз бүхэлдээ хаягдаж, өмнөх бүх хүчин чармайлт үр ашиггүй болно.

Өнөөдөр бид хүйтэн боловсруулах үйлдвэрлэлийн шугамыг бүхэлд нь задалж байна.

Үүнийг үзсэний дараа та өндөр нарийвчлалтай линз яагаад ийм өндөр үнээр зарагддагийг ойлгох болно.

I. Материалыг зүсэх: Эхний зүсэлтээр цус авах

Юу хийх вэ: Оптик шилний том хэсгүүдийг (блок эсвэл профиль) линзний хэлбэртэй ойрхон хоосон зайд хайчилж, дараагийн боловсруулалт хийх зай үлдээнэ.

Гол тоног төхөөрөмж: Алмазан хөрөөний ир зүсэх машин ба CNC профиль тээрэмдэх машин (түүхий эдийг нарийн төвөгтэй муруй хэлбэртэй болгоход ашигладаг).

Энэ үе шатанд тохиолддог нийтлэг согогууд: Ирмэгийн хагарал, хагарал, хэмжээсийн хазайлт.

Шил бол сонгодог хатуу, хэврэг материал юм; огтлох хүч эсвэл тэжээлийн хурдад бага зэргийн алдаа гарсан ч ирмэгийн хэсэг нь 'хазах' буюу чип үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь шууд хогийн сав руу илгээгдэх болно.

Бага зэрэг жижиг зүйл: Оптик шил нь энгийн шил биш юм. Бөмбөлөг ба зураастай холбоотой хугарлын илтгэгч, тархалт, чанарын зэрэглэлээр ялгаатай олон зуун төрөл байдаг. Буруу зэрэглэл сонгох нь дараагийн боловсруулалтын бүх хүчин чармайлтыг үр дүнгүй болгодог.

II. Тээрэмдэх ба нунтаглах: Хамгийн их хэмжээний материалыг зайлуулах үе шат

Юу хийх вэ: Бэлдэцийг алмаазан нунтаглагч дугуйгаар өндөр хурдтайгаар нунтаглаж үндсэн муруй гадаргууг үүсгэнэ. Энэ алхам нь үр ашгийг нэн тэргүүнд тавьж, илүүдэл материалын дийлэнх хэсгийг арилгадаг.

Гол тоног төхөөрөмж: Тээрэмдэх, нунтаглах машин (бөмбөрцөг тээрэмдэх/нунтаглахад зориулсан алмаазан аяга дугуй; бөөрөнхий гадаргууд зориулсан CNC нунтаглах төв).

Ердийн согогууд: Гадаргуугийн зураас, нүхний нүх, гадаргуугийн дүрсийн хазайлт, нунтаглалтын түлэгдэлт. Тээрэмдэх, нунтагласны дараа гадаргуу нь 'царцсан шил' төлөвт хэвээр байх боловч гадаргуугийн профиль нь аль хэдийн тогтоогдсон - дараагийн бүх процессууд нь энэ суурийг боловсронгуй болгоход үйлчилдэг.

III. Нарийн нунтаглах: 'Царцсан шил'-ээс 'Хагас тунгалаг' хүртэл

Зорилго: Алмазан үрэл (эсвэл сул зүлгүүр) ашиглан тээрэмдэх явцад үлдсэн барзгар гадаргууг боловсронгуй болгох, гүний гэмтлийн давхаргыг хянах, гадаргууг өнгөлөхөд бэлтгэх.

Гол тоног төхөөрөмж: Нарийн нунтаглах машин (өндөр хурдтай нарийн нунтаглахад алмаазан үрэл ашигладаг; даралт, эргэлтийн хурд, хөргөлтийн шингэний урсгал зэрэг үзүүлэлтүүд чухал байдаг).

Ердийн согогууд: нүхжилт, гүн зураас, газрын доорхи үлдэгдэл гэмтэл. Энэ алхамын гол зорилго нь зөвхөн 'гөлгөр өнгөлгөө'-д хүрэх биш, харин шинэ, гүн гүнзгий гэмтэл учруулахгүйгээр өмнөх процессоос үлдсэн гэмтлийн давхаргыг арилгах явдал юм. Хэрэв үлдэгдэл гэмтэл хэвээр байвал өнгөлөх хугацаа хоёр дахин нэмэгдэж, гадаргуугийн зураг нурах хандлагатай байдаг.

Аж үйлдвэрийн үг хэллэг: Үүнийг 'процессын гинж' гэж нэрлэдэг - алхам бүр дэх материалыг зайлуулах хэмжээ нь өмнөх алхамаас гэмтлийн давхаргын гүнээс хэтрэх ёстой. Алхам алгасах замаар цаг хэмнэхийг оролдож байна уу? Ургац муу байгаа нь танд хэцүү сургамж болно.

IV. Өнгөлгөө: 'гэрлийн долгионы урт'-ын нарийвчлалыг хэмжих ид шид.

Үүнд: Хүйтэн боловсруулалтын бүх үйл ажиллагааны сүнс.

Церийн ислийн өнгөлгөөний нунтаг болон өнгөлгөөний дугуй (давирхай эсвэл полиуретанаар хийсэн) ашиглан хагас тунгалаг гадаргууг толин тусгал болгон нунтаглаж, гадаргуугийн дүрсийг микрон, микрон, микрон, тэр ч байтугай нанометрийн нарийвчлалд хүргэдэг.

Гол тоног төхөөрөмж: Уламжлалт өнгөлгөөний машин (нэг талт/хоёр талт) болон өндөр хурдны өнгөлгөөний машин; Шалгалт нь лазер интерферометр дээр тулгуурладаг (харин хуучин процессууд нь Ньютоны цагиргийг ажиглахад оптик туршилтын хавтанг ашигладаг байсан).

Ердийн согогууд:

Гадаргуугийн шинж чанараас гадуурх дүрс (гадаргуугийн хазайлт; N ба ΔN утга нь хязгаараас хэтэрсэн) - хамгийн нийтлэг ноцтой согог.

Нүх, зураас (гадаргуугийн өө сэв; В ангиллын стандартын дагуу үнэлэгдсэн)

Ирмэгийн өнхрөх эсвэл дээш өргөгдсөн ирмэгүүд (ирмэгийн профилын хэв гажилт)

Өнгөлгөөний зуурмагийн ул мөр (бөөгнөрсөн өнгөлгөөний нунтагнаас үүссэн зураас)

Нарийвчлалыг юу тодорхойлдог вэ?

Стандарт линз нь λ/4; Өндөр нарийвчлалтай линз нь λ/10 эсвэл λ/20 бөгөөд λ нь гелий-неон лазерын 632.8 нм долгионы уртыг илэрхийлдэг.

λ/20 хэр бага вэ? Хүний үсний диаметрийн гуравны нэг.

Давирхай болон өнгөлгөөний нунтаг ашиглан ийм нарийвчлалд хүрэх нь...

... зуу гаруй жилийн турш үргэлжилсэн оптикийн салбарын хамгийн романтик гар урлал юм.

Хөгжилтэй баримт: Церийн ислийн өнгөлгөөний нунтаг нь газрын ховор бүтээгдэхүүн бөгөөд чанар нь өнгөлгөөний үр ашгийг шууд тодорхойлдог. Уламжлалт үйл явцын хувьд давирхайн тодорхой томъёолол, өвөр хэлбэрийг бий болгох арга техник нь гар урчуудын нарийн нууц юм; Олон үйлдвэрүүд эдгээр ур чадвараа шилжүүлэхийн тулд 'мэдрэмж' болон практик туршлагад тулгуурладаг.

V. Ирмэг: Оптик тэнхлэгийг геометрийн тэнхлэгтэй зэрэгцүүлэх

Зорилго: Оптик тэнхлэг (гадаргуугийн хэвийн төв тэнхлэг) болон линзний геометрийн тэнхлэг нь ихэвчлэн давхцдаггүй; тэдгээрийг тэгшлэх, гаднах диаметрийг заасан хэмжээсүүдээр нунтаглах, ирмэгийг зүсэх, налуу зүсэх ажлыг нэгэн зэрэг гүйцэтгэхийн тулд төвлөрсөн болон ирмэгийг хийх шаардлагатай.

Гол тоног төхөөрөмж: Төвлөрсөн болон ирмэгийн машин (механик төвлөрсөн эсвэл оптик төвлөрсөн; өндөр нарийвчлалтай бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь CCD тохируулгатай хослуулсан оптик төвийг ашигладаг).

Ердийн согогууд: Хэт төвлөрөл (налуу/налуугийн хүлцэлээс хэтэрсэн, угсарсны дараа зургийн чанар муудахад хүргэдэг), ирмэгийн зүсэлт, гадна диаметр нь тэсвэрлэх чадвараас хэтэрсэн, согогтой хазайлт/налуу.

λ/10 гадаргуутай линз нь линзний системд угсрах үед төвлөрөл нь зөвшөөрөгдөх хэмжээнээс хэтэрсэн тохиолдолд 'өндөр нарийвчлалтай татгалзсан' болно. Ирмэг нь 'нарийвчлалын хамгаалагч'-ын үүргийг гүйцэтгэдэг.

VI. Цэвэрлэгээ: Үл үзэгдэх үйл явц боловч ургацад харагдахуйц нөлөө үзүүлдэг

Арилгаж байгаа зүйл: Өнгөлгөөний зуурмаг, асфальтын үлдэгдэл, тоосонцор, тослог шороо - аливаа үлдэгдэл бохирдол нь бүрэх процессыг бүрэн бүтэлгүйтэхэд хүргэдэг.

Линз нь олон үе шаттай хэт авианы цэвэрлэгээ хийдэг: шүлтлэг тос арилгах → төвийг сахисан цэвэрлэгээ → цэвэр усаар зайлах → IPA хуурайшилт → хатаах.

Гол тоног төхөөрөмж: Олон шатлалт хэт авианы цэвэрлэгээний шугам ба цэвэр усны систем (18 MΩ·см-ийн эсэргүүцэлтэй хэт цэвэр ус үйлдвэрлэх).

Ердийн согогууд: Усны тэмдэг, цагаан толбо, тоосонцрын үлдэгдэл, тосны хальс. Бүрхүүлсний дараа толбо илэрвэл үндсэн шалтгааныг тогтоох нь ихэвчлэн цэвэрлэх үе шат руу чиглэдэг.

Үл мэдэгдэх баримт: Хамгийн нарийн үйл явц нь ихэвчлэн 'үл үзэгдэх хүчин чармайлт'-ыг шаарддаг. 1000 эсвэл 100-р ангиллын цэвэрлэгээний өрөөний цахилгаан болон агаар шүүгчийн зардлыг линз тус бүрийн өртөгт тооцдог.

VII. Бүрхүүл: Эцсийн тулаан ба бүтэлгүйтэл байнга гардаг үе шат

Чиг үүрэг: Олон давхаргат нимгэн хальсыг (TiO₂, SiO₂, Ta₂O₅, MgF₂ гэх мэт) линзний гадаргуу дээр вакуум орчинд байрлуулж, тусгалын эсрэг, өндөр тусгал, цацрагийг хуваах, шүүх зэрэг функцүүдийг гүйцэтгэдэг.

Ухаалаг утасны камерын линз дээр харагдах цэнхэр ягаан туяа нь харагдах гэрлийн спектрт зориулагдсан тусгалын эсрэг бүрхүүлээс гаралтай.

Гол тоног төхөөрөмж: Вакуум бүрэх машин (эсэргүүцэлтэй ууршилт, электрон цацрагт ууршуулах ионы тусламжтайгаар [IAD], эсвэл өндөр түвшний хэрэглээнд - магнетрон цацах, атомын давхаргын хуримтлал [ALD]).

Импортын нэг өндөр чанартай өнгөлгөөний машин хэдэн сая юаниас эхэлдэг.

Ердийн согогууд: Бүрхүүлгийн өнгө жигд бус (баглаа боодлын нягтрал / нэгтгэх коэффициентийг муу хянаж байгаагаас төв ба ирмэгийн өнгөний ялгаа);

Толбо ба нүх (бүрхүүлгийн давхаргын доороос 'дээш түлхэх' хэсгүүдээс үүссэн); мөн бүрээсийн давхаргыг задлах эсвэл муу наалдсан (хөндлөн люкний наалдацын туршилтыг давж чадаагүй).

Бүрхүүлийн давхаргын хяналт ба долгионы уртын шилжилтийн хазайлт.

Хөгжилтэй баримт: Бүрхүүл дэх вакуум түвшин 10⁻⊃3 хүрэх ёстой; 10⁻⁴ Па хүртэлх хүрээ буюу сансар огторгуйд ойртож буй орчин нь ууршсан бүрхүүлийн молекулууд линзний гадаргуу руу шулуун шугамаар дамждаг.

Бүрхүүл бүрээс нь зөвхөн хэдэн арваас хэдэн зуун нанометр зузаантай; Тэдгээрийг давхаргаар нь бий болгох нь бүхэлдээ болор хэлбэлзэл эсвэл оптик системээр дамжуулан бодит цагийн хяналтанд тулгуурладаг.

Сүүлчийн цэг дээр анхаарлаа хандуулъя: номын зардал харагдах боловч гарцын алдагдал нь ашгийг залгидаг хар нүх юм.

Өнгөлгөөний явцад нэг ширхэгийг хусах нь өмнөх үе шатууд болох материалыг огтлох, тээрэмдэх, нарийн нунтаглахад зарцуулсан бүх мөнгө нь живсэн зардал болно гэсэн үг юм; Бүрэх явцад нэгийг нь хаях нь өмнөх зургаан процессын зардлыг нэг цохилтоор үр дүнтэй шатаадаг.

Тиймээс оптик үйлдвэрлэгчийн жинхэнэ өрсөлдөх чадвар нь тоног төхөөрөмжийн өртөгт бус, харин процессын хяналт, ургацыг нэмэгдүүлэх хурдад оршдог.

Энэ салбарын талаар бага мэддэг цөөн хэдэн баримтууд энд байна:

Түүхий хоосон зүйлээс эцсийн тээвэрлэлт хүртэл нэг линз нь гадаргуугийн профиль, согог, хэмжээ, төвлөрөл, бүрэх зэрэг олон арван шалгалтанд хамрагддаг бөгөөд үе шат бүрт нарийн шалгалт шаарддаг.

Энэ утгаараа 'апертур' (эсвэл 'цагираг') нь гэрлийн цагиргийг илэрхийлдэггүй; Энэ нь гадаргуугийн профайлын нарийвчлалд зориулагдсан үйлдвэрлэлийн хэллэг юм. Энэ нэр томьёо нь оптик туршилтын хавтангийн эсрэг ажиглагдсан Ньютоны цагирагийн интерференцийн загвараас гаралтай бөгөөд туршлагатай гар урчууд цагирагуудыг энгийн нүдээр тоолох замаар микромикроны алдааг илрүүлдэг.

Хүйтэн оптик боловсруулалт нь шилэн блокоос нанометрийн түвшний нарийвчлалтай сийлбэрлэх 'хасах үйлдвэрлэлийн' оргил үеийг илэрхийлдэг. Хэдийгээр энэ арга нь чипэнд ашигладаг фотолитографийн процессоос яг эсрэгээрээ боловч олон хэрэглээний хувьд хамгийн хэмнэлттэй шийдэл хэвээр байна.

Дүгнэлт

Линз үүссэн нь шил, машин механизм, үйлдвэрлэлийн процесс, хүмүүсийн хамтын ажиллагааны үр дүн юм.

Энэ нь хоорондоо холбоотой долоон үе шатыг хамардаг; Аливаа алхам дээр буулт хийх нь эцсийн зургийн чанарт өөрийгөө харуулах нь гарцаагүй.

Оптик линзний жинхэнэ үнэ цэнэ нь түүхий эдэд биш, харин эдгээр долоон холбоотой үйл явцын хуримтлагдсан нарийвчлалд оршдог - гарцын хэмжээ нь оптик үйлдвэрлэлийн жинхэнэ 'шулуун' юм.

Дараагийн удаа та линзээ бариад гэрлийн эсрэг харахдаа сайтар ажиглаарай: энэхүү төгс муруйлт дотор зуун жилийн хуримтлуулсан гар урлал, бүхэл бүтэн үйлдвэрлэлийн шугамын зүтгэл оршдог.

Эх сурвалж: shenduzhuiguang