Proizvodi

Sveučilište Tsinghua: nova metoda za lokalnu pogrešku oblika površine i ocjenu kvalitete optičkih elemenata

Razvoj optičkog slikovnog sustava visokih performansi pokriva korake optičkog dizajna, proizvodnje, inspekcije, montaže i podešavanja.Projektiranje optičkog sustava je početak cijelog procesnog lanca realizacije optičkog sustava.Analiza tolerancije ključni je most između dizajna i proizvodnje.Razumna i točna raspodjela grešaka izrade svih optičkih površina pogoduje realizaciji visokoprecizne izrade optičkih elemenata.Ocjenjivanje kvalitete optičkih elemenata dat će točnu ocjenu proizvodnih rezultata, što će pomoći u daljnjem poboljšanju kvalitete izrade optičkih elemenata.

proizvodnja elemenata1 

Slika 1. Pogreška oblika lokalne površine i procjena

Najučinkovitija metoda analize tolerancije koja se razmatra više od pola stoljeća temelji se na statistici vjerojatnosti Monte Carlo.Ova tolerancija je jedinstveni opis cijelog oblika površine.Određuje maksimalnu RMS vrijednost ili PV vrijednost pogreške oblika površine.Istovremeno, kvalitetu optičkih elemenata karakterizira i RMS vrijednost ili PV vrijednost površinske pogreške.Međutim, stvarna situacija optičkog sustava je izuzetno složena.Postojeće metode analize tolerancije temeljene na Monte Carlu ne mogu dati različite zahtjeve tolerancije za različita područja površine.RMS vrijednost ili PV vrijednost pogreške oblika površine ne može točno procijeniti kvalitetu optičkih elemenata.

Nakon sedam godina napora, Zhu Jun, izvanredni profesor na Odsjeku za precizne instrumente Sveučilišta Tsinghua, potvrdio je da različita područja optičkih elemenata imaju različite zahtjeve tolerancije i predložio lokalni model površinske tolerancije za optičke površine.Lokalni model tolerancije može točno dobiti različite zahtjeve tolerancije za različita područja na površini, tako da se različita područja površine mogu proizvesti prema različitim zahtjevima točnosti.Model lokalne tolerancije potkopava teoriju analize globalne tolerancije koja se temelji na Monte Carlo statističkoj vjerojatnosti već više od 50 godina.Istraživački tim izračunao je toleranciju lokalne površine tri zrcala izvanosnog optičkog sustava s tri zrcala (Slika 1) i dva zrcala sustava Cassegrainovog tipa (Slika 2), te je simulirao i potvrdio toleranciju.Rezultat izračuna tolerancije pokazuje očitu lokalizaciju.

 izrada elemenata2

Slika 2. U sustavu trostrukog zrcala izvan osi, lokalna raspodjela tolerancije površine triju zrcala (a), (b) i (c) je distribucija odstupanja na površini triju zrcala.

 proizvodnja elemenata3

Slika 3. U RC sustavu, analizirajte lokalnu distribuciju tolerancije profila primarnog zrcala i sekundarnog zrcala istovremeno (a), (b), (c) su distribucija odstupanja profila primarnog zrcala, i (d), (e ), odnosno (f) su distribucija odstupanja profila sekundarnog zrcala

Istodobno, istraživački tim je predložio točnu funkciju procjene RWE za kvalitetu optičkih elemenata koja je izravno povezana s učinkom snimanja, zamjenjujući tradicionalne RMS ili PV vrijednosti za procjenu kvalitete optičkih elemenata, te procijenio kvalitetu niz elemenata s različitim površinskim pogreškama (slika 3).Rezultati pokazuju da je kvaliteta komponenti s istom PV ili RMS vrijednošću različita, a komponente s manjom geometrijskom točnošću mogu dati bolju kvalitetu slike od onih s većom geometrijskom točnošću.

proizvodnja elemenata4

Isti optički elementi RMS-a također mogu razlikovati svoju kvalitetu slike kroz RWE.Za stranu koja vrši inspekciju proizvodnje, kvaliteta komponenti nakon proizvodnje može se neovisno ocijeniti bez projektne dokumentacije.RWE pomaže u brzom odabiru komponenata koje zadovoljavaju zahtjeve slike i daje najbolju kombinaciju različitih komponenti.Slika 4. Kvaliteta komponenti s istom PV ili RMS vrijednošću je različita

Okvir lokalne tolerancije predložen u ovoj studiji pružit će novu tehničku podršku za proizvodnju optičkih sustava, posebno visokopreciznih optičkih sustava s velikim otvorom blende kao što su litografski sustavi i svemirski teleskopi, te će imati revolucionaran utjecaj na teoriju, tehnologiju i standarde u području optičkog dizajna i proizvodnje.Dana 8. rujna, gore navedena postignuća objavljena su u časopisu OPTICA pod naslovom “Lokalna površinska greška i procjena kvalitete za optičke površine”.


Vrijeme objave: 01. studenog 2022