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Comprendre la Qualité de Surface
Edmund Optics Ltd

Comprendre la Qualité de Surface

Surface Quality Inspection

La qualité de surface d’un composant optique est une évaluation des imperfections de surface pouvant être causées durant le processus de fabrication ou lors du maniement de l'optique. Dans la plupart des cas, ces défauts ont peu ou pas d’effet négatif sur la performance globale du système dans les applications d’imagerie ou de collecte de lumière. Seules de faibles réductions de transmission lumineuse et de faibles augmentations de la lumière dispersée peuvent être rsignificatives. Toutefois, il existe certaines surfaces qui sont plus sensibles à ces défauts, comme les surfaces aux plans image, pusique ces défauts se situent au point de focalisation, ainsi que les surfaces localisées au niveau des puissances élevées. En effet, ces défauts peuvent entraîner une absorption accrue d’énergie et endommager l'optique. Les instances dirigeantes qui évaluent la qualité de surface sont les suivantes :

  • ANSI/OEOSC OP1.002-2009 pour les Éléments Optiques et les Instruments Électro-Optiques – Éléments et Assemblées Optiques - Imperfections d’Apparence*
  • ISO 10110-8:2010 Optique et photonique -- Préparation de dessins pour éléments et systèmes optiques -- Section 7 : Tolérances des imperfections de surface*
  • ISO 14997:2003; Optique et instruments optiques -- Méthodes de test pour trouver des imperfections de surface sur les elements optiques.
  • MIL-PRF-13830B; Caractéristiques générales régissant la fabrication, l’assemblage, et l’inspection de composants optiques installés sur des appareils de contrôle incendie

*Les composants optiques personnalisés d’Edmund Optics® peuvent être fabriqués selon ces normes.

Edmund Optics® adhère à la méthode la plus courante de notation de la qualité de surface : la Spécification Militaire de Performance US MIL-PRF-13830B, qui utilise des nombres « scratch & dig » sur la base des standards de calibration prévus dans ce document. Elle détermine le calibre des marques (scratch) et des creux (dig) et définit les lignes directrices limitant la quantité admissible d’imperfections selon la taille du composant et de son nombre scratch & dig.

*Les composants optiques personnalisés d’Edmund Optics® peuvent être fabriqués selon ces normes.

Edmund Optics® adhère à la méthode la plus courante de notation de la qualité de surface : la Spécification Militaire de Performance US MIL-PRF-13830B, qui utilise des nombres « scratch & dig » sur la base des standards de calibration prévus dans ce document. Elle détermine le calibre des marques (scratch) et des creux (dig) et définit les lignes directrices limitant la quantité admissible d’imperfections selon la taille du composant et de son nombre scratch & dig.

Les nombres scratch & dig sont des numéros à deux chiffres indépendants, généralement séparés par un trait d’union : le nombre scratch en premier, suivi du nombre dig. Ils sont déterminés en comparant visuellement la luminosité des marques et le diamètre des creux à ceux du standard de calibration, lorsque le composant et le standard sont tous les deux conformes aux conditions d’éclairage prescrites dans les caractéristiques de performance. Les nombres scratch & dig spécifiés indiquent que le composant ne comportera pas de marques plus claires ou de creux plus grands que les numéros correspondants définis sur le standard de calibration.

Le numéro scratch est l’un des numéros arbitraires suivants : 10, 20, 40, 60, ou 80, lorsque la luminosité des marques augmente de 10 à 80. Il ne s’agit pas d’une mesure exacte, seulement d’une indication de la meilleure correspondance entre la luminosité de la marque sur le composant et la luminosité de la marque sur le standard de calibration. Par contre le numéro dig est une quantité mesurable. Il s'agit du diamètre du plus large creux du composant donné en 1/100 de millimètres. Ainsi, un composant ayant un creux de 0,4 mm de diamètre, est représenté par un numéro dig de 40, un creux de 0,2 mm de diamètre par un numéro dig de 20, et ainsi de suite (Figure 1).

An illustration of scratch-dig evaluation
Figure 1: Illustration d’une évaluation scratch-dig

Après avoir déterminé les nombres scratch & dig, les informations suivantes établiront les limitations des défauts
admissibles :

Marques (Scratches)

La somme de toutes les longueurs de marque avec le numéro scratch spécifié (LSN) ne dépassera pas un quart du diamètre de l’optique. Pour les optiques non-circulaires, le diamètre d’un cercle sera égal à celui de la zone sur laquelle l’optique doit être utilisée.

Equation 1 (1)

 

Creux (Digs)

Le nombre total de creux de taille maximale admissible (N) ne dépassera pas le diamètre divisé par vingt.

Equation 2 (2)

 

La somme de tous les diamètres de creux (d) sera pas inférieure ou égale à deux fois le nombre total des creux de taille maximale admissibles (N) multipliés par le nombre de creux spécifiés (D).

Equation 3 (3)

 

Un élément optique ayant un diamètre de 100 mm et une Qualité de Surface spécifiée à 60-40, d’après les limitations susmentionnées, peut avoir plusieurs marques de 60 dont la longueur totale ne dépassera pas 25 mm. Cet élément ne peut pas comporter plus de 5 creux de taille maximale de 0,4 mm (Indice Dig 40) et la somme des diamètres de tous les creux ne doit pas dépasser 4 mm.

Les caractéristiques Scratch-Dig de 80-50 sont généralement considérés comme une qualité standard, celles de 60-40 comme une qualité de précision et celles de 20-10 comme une qualité de haute précision.

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