作者： 时间：2023-11-17
LAYERTEC几十年来一直为用户生产高精度，高反射率等的镜片，Layertec镜片的种类很多，应用领域宽广。在几十年的经验中，Layertec厂家在把控各个参数方面具备较强的能力。此文就讲述了镀膜镜片在ISO 10110标准下的镜片表面质量/表面公差(Surface Form Tolerances)和表面缺陷(划痕)/表面光洁度(Surface Imperfection Tolerances)的含义，句法分析和实例。Layertec对比了MIL标准和ISO 10110标准，最终选择更为合适和更好理解的ISO 10110标准。
表面公差/表面质量Surface Form Tolerances：
目标表面与机械加工表面对比：
由下图，可清晰的看出最外层是机械加工表面，是覆盖在目标表面之上的，而表面公差便是机械加工表面与目标之间多出的部分。
表面参数用曲线图表示如下：
面形公差Surface form deviation
Dt=RMS（矢量误差）；A=PV（最适合球体）
Sagitta误差Dt(弧矢差)=表面公差-倾角（最佳线性RMS拟合值）
不规则性Di/Irregularity=Sagitta误差-最佳拟合球（RMS临界值）
Di= RMS（不规则）；B=PV（不规则）；C=PV（旋转对称部分）
旋转变异部分Rotat. variant part=不规则性-旋转对称部分（RMS临界值）
Da = RMS（旋转变异部分）
上图只显示了三维光学表面的剖面图
句法结构分析Syntax：
3/A(B/C)RMSt<Dt; RMSi<Di; RMSa<Da; λ=E
- A=Sagitta误差(弧矢差)=^最佳球面的PV；[纳米nm]或[光圈fringes]
- B=不规则度；[纳米nm]或[光圈fringes]
- C=旋转对称不规则度；[纳米nm]或[光圈fringes]
- Dt=sagitta误差的RMS；[纳米nm]或[光圈fringes]
- Di=不规则度RMS；[纳米nm]或[光圈fringes]
- Da=旋转对称不规则度RMS；[纳米nm]或[光圈fringes]
- E=边缘间距的参考波长；[纳米nm]
ISO 10110的表面公差句法示例:
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示例 |
含义 |
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3/– (1); RMSa<0.1 |
B=1光圈=1×λ/2=0.5×546nm=273nm; Da<0.1fringe |
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3/2(1/0.5); λ=632.8 nm |
A= 2光圈; B=1光圈; C=0.5光圈; 1光圈=0.5×632.8nm=316.4nm |
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3/–; RMSt<100nm; RMSi<30nm |
Dt<100nm; Di<30nm |
光圈Fringes to λ：
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光圈fringes |
λ |
λ = 546 nm |
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1光圈 |
λ/2 |
273 nm |
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0.5光圈 |
λ/4 |
136.5 nm |
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0.2光圈 |
λ/10 |
54.6 nm |
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0.1光圈 |
λ/20 |
27.3 nm |
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0.04光圈 |
λ/50 |
10.92 nm |
基本规则：
如果公差规格中没有单位，则以光圈(fringe)为单位。根据ISO 10110-5:2016-04，必须指定参考波长。请注意，在旧版本的标准中，如果没有指定参考波长，则假定λ=546nm（汞电子线Hg e-line）。
注：在直径为6英寸的基板上，λ/10的平面度相当于德国的国土面积上有一个足球的起伏。
表面缺陷偏差（划痕）/表面光洁度Surface Imperfection Tolerances：
ISO 10110的表面质量/表面缺陷句法结构分析Syntax：
5/N×B; C N×B; L N×F; E D
- A = 缺陷面积[mm2 ]
- B =A(等级)[mm]
- C = 涂层
- D = 边缘损坏的长度[mm]
- E = 边缘损坏
- F = 划痕的宽度[mm]
- L = 划痕
- N = 缺陷数量
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句法Syntax |
含义 |
举例 |
|
5/N×B |
最终表面的缺陷（无涂层或有涂层） |
5/2×0.01 |
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5/N×B; C N×B |
表面的所有缺陷；仅涂层的缺陷 |
5/4×0.025; C 2×0.063 |
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5/L N×F |
额外划痕（长度>2mm） |
5/L 3×0.1 |
|
5/E D |
额外的边缘缺口 |
5/E 1.0 |
本目录中的表面缺陷是针对镀膜基材的，有关表面缺陷（尤其是长划痕和边缘缺口）规格的更多信息，请参阅 "LAYERTEC光学涂层和光学指南"。
挖痕和划痕<2mm：
5/N×B
N = 缺陷数量（挖痕、长度<2mm的划痕、局部基底缺陷）
B = 等级数=A[mm]；A：缺陷面积[mm2]
激光光学元件的首选值（ISO 10110未作规定）：B=0.16, 0.1, 0.063, 0.04, 0.025, 0.016, 0.01
示例：
5/3×0.063
表面瑕疵最多3处，每处最大面积A≤0.063×0.063mm2
只要总面积不超过N×B2mm2（此处为3×0.0632mm2），每个允许的缺陷都可以用较小的缺陷代替，Atotal= A1+A2+A3+......。
面积等于或小于A=(0.16×0.063)2 mm2的缺陷不在考虑之列。
只要不超过规定的总缺陷面积，就可以用较小的缺陷替代：Atotal=∑i Ai<N×B2。等级数等于或小于0.16×B的缺陷不予考虑。
Layertec为什么使用ISO 10110标准而不是MIL标准？
MIL: S/D 20–5：
- 最大划痕宽度<0.02mm
- 最大挖痕尺寸<0.05mm
只说明尺寸，不说明挖掘/划痕的数量。
关于MIL标准，"在给定数量的划痕和凹痕的物理尺寸方面存在混乱"。特别是，"美国光学仪器供应商对划痕规格的解释没有达成一致性的共识"。
ISO 10110: 5/3×0.05 L 1×0.02：
- 最大尺寸<0.05mm，挖痕不超过3个
- 划痕不超过1处，最大宽度<0.02mm
(长度<2mm的划痕被视为挖痕）
相比之下，ISO 10110标准还规定了允许的最大表面缺陷数量，更加精细。ISO 10110标准直观且易于理解，表面缺陷清晰明确。
