Показатели качества оптических безцветных стекол.

Качество изображения, создаваемого оптическим прибором, находится в прямой зависимости от качества материала из которого изготовлены детали оптической системы. В соответствии с ГОСТ 3514-76 оптическое безцветное неорганическое стекло в заготовках нормируется по следующим параметрам:

1) показатель преломления n_e;

2) средней дисперсии n_F’–n_C’;

3) однородности партии заготовок по показателю преломления;

4) однородности партии заготовок по средней дисперсии;

5) оптической однородности;

6) двойному лучепреломлению;

7) радиационно-оптической устойчивости;

8) показателю преломления e_A;

9) безсвильности;

10) пузырности.

Все перечисленные требования могут быть сведены в две группы: основные, определяющие качество деталей, и дополнительные. Причем, в зависимости от служебного назначения детали эти требования можно группировать различными способами. Необоснованное снижение основных требований к материалу заготовки приводят к заметному ухудшению работы всего прибора в целом. Повышение требований к показателям, которые не являются определяющими, не обеспечивает заметного улучшения всего прибора в целом, повышает его стоимость.

Предельное отклонение показателя преломления n_e и средней дисперсии n_F’–n_C’ от значений установленных для стекол всех марок нормируется пятью категориями:

1) числовые значения предельных отклонений для всех категорий находятся в пределах от ±2·10^-4 до ±20·10^-4 для n_e и от ±2·10^-5 до ±20·10^-5 для n_F’–n_C’;

2) однородность партии заготовок стекла по показателю преломления n_e нормируется четырьмя классами. Числовые значения предельных отклонений n_e для всех классов лежат в пределах от ±0,2·10^-4 до ±20·10^-4;

3) однородность партии заготовок стекла по средней дисперсии нормируется двумя классами. Числовые значения предельных отклонений составляют от ±1·10^-5 до ±20·10^-5;

4) оптическая однородность показателя преломления во всем объеме заготовки в зависимости от ее размеров и условий работы деталей оценивается по ее разрешающей способности или по ее оптическому градиенту показателя преломления, характеризуемого волновыми аберрациями. Установлено пять категорий оптической однородности;

5) двойное лучепреломление является показателем качества отжига стекла, который характеризуется разностью хода (в миллиметрах на один сантиметр пути) двух лучей, на которые разделяется падающий луч под действием остаточных напряжений в толще стекла в направлении наибольшего размера.

Допускаемое двойное лучепреломление нормируется пятью категориями. Числовые значения для всех категорий находятся в пределах от 1,5 до 65нм/см. У заготовок малого размера двойное лучепреломление не оказывает существенного влияния на качество изображения, а проявляется лишь для деталей, имеющих значительную толщину.

Показатель преломления e_A есть величина обратная расстоянию, на котором поток излучения от источника типа А ослабляется в результате поглощения и рассеяния в 10 раз. Установлено 8 категорий, допускаемых значений показателя ослабления, который находится в пределах от 2·10^-4 до 130·10^-4.

Свили являются резко выраженными локальными оптическими неоднородностями стекла. Они представляют собой прозрачные нитевидные или слоистые включения имеющие показатель преломления отличный от показателя преломления основной массы стекла. Наличие в стекле свилей резко снижает качество изображения, формируемого оптической системой. Класс безсвильности характеризуется отсутствием видимых включений при просмотре образца стекла в одном (А) или двух (Б) взаимно перпендикулярных направлениях. Установлено две категории безсвильности. Установлено, что если стекло безсвильно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, то оно безсвильно и в любом другом направлении. Наличие в стекле слоистых свилевидных включений вызывает астигматизм в оптических деталях.

Пузыри нормируются из-за видимости их в поле зрения прибора, что приводит к появлению различных пятен в изображении и увеличение коэффициента диффузного рассеяния света, а как следствие снижение освещенности в плоскости изображений. Пузырность характеризуют диаметром наибольшего пузыря допускаемого в заготовке при ее просмотре. Установлено 11 категорий пузырности. Допустимые предельные отклонения диаметров пузырей для всех категорий находятся в пределах от 0,002 до 5 мм. Присутствие на поверхности вскрытых пузырей исключает возможность получения поверхностей высоких классов чистоты. Крупные пузыри вызывают появление вокруг них местных ям на поверхности. Они также затрудняют очистку поверхностей, нанесение на них покрытий высокого качества, соединение склеиванием или оптическим контактом. Вскрывшиеся пузыри являются также центром химического и биологического разрушения полированных поверхностей детали.