Optische Planplatten

Präzise optische Planplatten

Eine optische Planplatte ist eine präzise polierte, flache Oberfläche, die als Referenz verwendet wird, um die Oberflächenebenheit einer unbekannten Oberfläche zu bestimmen. Edmund Optics bietet sowohl einseitige als auch beidseitige optische Planplatten aus ZERODUR^® oder Quarzglas an. Die Ebenheit einer optischen Planplatte wird als Bruch der Referenzwellenlänge (632,8 nm) angegeben. Eine Planplatte mit λ/20 hat eine maximale Peak-to-Valley-Abweichung von 632,8/20 oder 31,64 nm. Wir bieten verschiedene Ebenheitsgrade für unsere einseitigen Planplatten an: λ/4, λ/10 und λ/20. Für unsere beidseitigen Planplatten bieten wir Ebenheiten von 1/4, 1/10 und 1/20 an.

Was zeigt eine optische Planplatte?

Wenn die polierte Oberfläche einer Planplatte in Kontakt mit einer zu testenden Oberfläche gebracht wird, entstehen bei der Betrachtung unter monochromatischem Licht helle und dunkle Streifen. Diese Streifen werden auch als Interferenzringe bezeichnet und ihre Form zeigt visuell die Ebenheit der getesteten Oberfläche an. Die Oberflächenebenheit kann dann über die Anzahl an Streifen und den Abstand zwischen den Interferenzringen bestimmt werden. Gerade, parallele oder gleichmäßig verteilte Interferenzringe zeigen an, dass die Oberflächenebenheit der getesteten Fläche gleich oder höher wie die der Referenzfläche ist.

Anwendungen

Um die Oberflächenebenheit von polierten Oberflächen zu bestimmen, kann visuell die Abweichung zwischen der bearbeiteten Oberfläche und einer optischen Planplatte ermittelt werden. Optische Planplatten sind vielseitige Komponenten, die in vielen Anwendungen eingesetzt werden können, z. B. bei der Inspektion von Endmaßen zur Bestimmung von Abnutzung und Genauigkeit oder für Tests verschiedenster Komponenten wie Fenster, Prismen, Filter, Spiegel, etc. Sie können auch als extrem flache optische Fenster in anspruchsvollen Interferometrie-Anwendungen eingesetzt werden.

Wie funktioniert eine optische Planplatte?

Abbildung 1: Wie funktioniert eine optische Planplatte?

Eine optische Planplatte verwendet die Eigenschaften der Interferenz, um die Ebenheit einer bestimmten Oberfläche anzuzeigen. Wenn eine optische Planplatte und eine optische Oberfläche in Kontakt gebracht werden, formt sich ein Luftkeil zwischen ihnen, der durch die Flächen der Planplatte und der optischen Oberfläche, die sich nicht berühren, geformt wird. Die Dickenänderung des Luftkeils verursacht die Form und Ausrichtung der Interferenzringe. Die Stärke der Krümmung der Interferenzringe kann genutzt werden, um die Ebenheit der Oberfläche zu bestimmen. Wenn der Luftkeil zu groß ist, können viele nah beieinanderliegende Linien auftreten, die eine Auswertung erschweren. Ein wenig Druck auf die optische Planplatte beseitigt dieses Problem.

Die Ebenheit der Oberfläche kann bestimmt werden, indem zwei gedachte Linien zwischen den Enden eines beliebigen Rings und an der Spitze eines Rings gezogen werden. Die Anzahl der Ringe, die zwischen diesen beiden Linien liegen, kann für die Bestimmung der Ebenheit verwendet werden. Durch das monochromatische Licht entsteht ein hoher Kontrast bei den Ringen und die Ebenheit kann als Funktion der Wellenlänge angegeben werden.

Welche Genauigkeit sollte ich verwenden - λ/4, λ/10 oder λ/20?

Dies ist eine häufig gestellte Frage und die Antwort hängt davon ab, was getestet wird. Wenn die Oberfläche, die getestet werden soll, ebener als λ/4 ist, muss eine präzisere Planplatte verwendet werden, damit ein Unterschied im Interferenzmuster sichtbar wird. Eine Planplatte mit λ/4 würde hier gerade und parallele Linien zeigen, eine Planplatte mit λ/10 oder λ/20 hingegen würde genug Krümmung in den Ringen zeigen, um die Oberfläche genau zu vermessen.

Welches Material sollte ich verwenden - Quarzglas oder ZERODUR^®?

Quarzglas: Wir verwenden ein klares Quarzglas, das eine sehr geringe thermische Ausdehnung von nur 0,55 x 10^-6 pro °C hat. Die hohe Stabilität und gute Resistenz gegenüber Abnutzungen macht Quarzglas ideal für Anwendungen bei denen hoher Verschleiß auftreten kann. Es sind die kompletten mechanischen, thermischen, elektrischen und chemischen Spezifikationen verfügbar.

ZERODUR^®: Gelbes ZERODUR^® ist eine klare Glaskeramik, die von SCHOTT entwickelt worden ist. ZERODUR^® bietet eine extrem geringe thermische Ausdehnung von ±0,10 x 10^-6 pro °C. In Anwendungen, bei denen Temperaturschwankungen auftreten können, bietet ZERODUR^® eine unvergleichliche thermische Stabilität. Es sind die kompletten mechanischen, thermischen, elektrischen und chemischen Spezifikationen verfügbar.

Hausinterne Interferometrie-Tests

Jede optische Planplatte und jeder präzise Planspiegel werden mit einen Zygo GPI-XP Interferometer auf Ebenheitsfehler überprüft. Mithilfe des Interferometers und anderen Testgeräten kann Edmund Optics die Auslieferung hochqualitativer Optiken sicherstellen.

Nachkalibrierung

Unser Optiklabor kann bei den Planplatten mit bis zu 4“ (101,6 mm) Durchmesser gegen eine Gebühr eine Nachkalibrierung anbieten. Wir bieten die Nachkalibrierung nur für Planplatten an, die bei uns gekauft wurden. Genauere Informationen über die Nachkalibrierung erhalten Sie bei unserem Vertrieb.