石英石光学玻璃加工后对加工精度有哪些要求?
石英石光学玻璃加工后的精度要求主要体现在以下几个方面:
尺寸精度
外形尺寸:一般来说,对于普通光学应用的石英石光学玻璃元件,外形尺寸精度控制在 ±0.05mm - ±0.1mm 较为常见。例如在一些光学镜头组中,镜片的直径尺寸精度通常要达到 ±0.05mm,厚度尺寸精度控制在 ±0.1mm 以内,以确保能够与其他光学元件精确装配。对于高精度要求的光刻物镜等元件,尺寸精度要求可能会更高,达到 ±0.01mm 甚至更高。
孔径及槽深等:如果石英石光学玻璃上有孔径或槽深等结构,孔径精度通常要求控制在 ±0.05mm - ±0.1mm,槽深精度控制在 ±0.1mm - ±0.2mm。
几何精度
平面度:普通光学镜片的平面度要求一般在 λ/4 - λ/2,其中 λ 为可见光波长,约为 0.4μm - 0.7μm。对于高精度的光学平面镜,如用于激光干涉仪等设备的反射镜,平面度要求可达到 λ/10 甚至更高。
平行度:两片平行放置的石英石光学玻璃镜片之间的平行度要求通常在 10 弧秒 - 30 弧秒。在一些高端光学系统中,如天文望远镜的光学镜片组,平行度要求可能会达到 1 弧秒 - 5 弧秒。
垂直度:光学玻璃元件的两个相邻表面之间的垂直度误差一般要求控制在 ±10 弧分 - ±30 弧分。在一些特殊的光学棱镜组合中,垂直度要求可能会更高,达到 ±1 弧分 - ±5 弧分。
角度精度:一般光学棱镜的角度精度要求在 ±1 弧分 - ±5 弧分。对于用于高精度光谱分析等仪器中的棱镜,角度精度可能要求达到 ±10 弧秒 - ±30 弧秒。
表面精度
表面粗糙度:一般的石英石光学玻璃元件,表面粗糙度要求在 Ra 0.1μm - Ra 0.01μm。对于有更高光学性能要求的元件,如用于高分辨率成像的镜头、激光反射镜等,表面粗糙度可能要求达到 Ra 0.001μm - Ra 0.005μm。
表面疵病:包括划痕、麻点、气泡等。通常对于一般光学元件,划痕宽度应小于 0.05mm,长度小于 1mm,每平方厘米内划痕数量不超过 3 条 - 5 条;麻点直径应小于 0.05mm,每平方厘米内麻点数量不超过 5 个 - 10 个。对于高端光学元件,疵病要求会更严格。
光学精度
折射率均匀性:对于普通光学玻璃,折射率均匀性要求在 ±1×10⁻⁴ - ±5×10⁻⁴。在一些对光学性能要求极高的场合,如大型光学望远镜的镜片、高端光刻机的光学系统等,折射率均匀性要求可达到 ±1×10⁻⁵ - ±5×10⁻⁵。
双折射:一般要求双折射引起的光程差在每厘米厚度上小于 5nm - 10nm。在一些对偏振特性要求严格的光学系统中,双折射要求可能会更低,每厘米厚度上光程差小于 1nm - 2nm。