ISO 9211 اپتیک و فوتونیک - پوشش‌های نوری

خواص نوری یک سطح پوشش داده شده با مقادیر اسپکتروفتومتری مشخص می‌شوند. این مقادیر مربوط به انرژی حمل شده توسط امواج الکترومغناطیسی (نورانی یا درخشان) هستند و بسته به طول موج، زاویه تابش و حالت قطبش متفاوت هستند. اثرات اضافی ناشی از پراکندگی نیز ممکن است رخ دهد.

وابستگی تابعی طیفی معمولاً با قرار دادن طول موج در داخل پرانتز به عنوان بخشی از نماد نشان داده می‌شود. طول موج را می‌توان با عدد موج یا انرژی فوتون جایگزین کرد.

وقتی یک پوشش در زاویه تابش غیر صفر استفاده می‌شود، خواص آن به حالت قطبش تابش فرودی بستگی دارد و می‌تواند بر حالت قطبش حاصل تأثیر بگذارد. در این حالت، ممکن است لازم باشد جهت‌گیری بردار میدان الکتریکی نسبت به صفحه تابش مشخص شود.

پوشش‌ها بر اساس عملکردشان تعریف می‌شوند، یعنی ماهیت تغییر اساسی که در خواص سطح ایجاد می‌کنند. پوششی که برای انجام یک عملکرد اصلی در نظر گرفته شده است، ممکن است شامل یک یا چند عملکرد ثانویه نیز باشد. اهمیت نسبی آنها نسبت به عملکرد اصلی باید بیان شود. برای کاربردهای بصری، یک سطح را می‌توان با پارامترهای رنگ‌سنجی مشخص کرد. این پارامترها به منبع نور مرجع، ناظر مرجع و خواص نوری سطح بستگی دارند.

پارامترهای رنگ‌سنجی بخشی از این استاندارد نیستند. نمونه‌هایی از عیوب پوشش در پیوست الف آمده است. روش‌های آزمایش برای عیوب سطحی در استاندارد ISO 14997 شرح داده شده است.

استاندارد «ISO 9211 اپتیک و فوتونیک - پوشش‌های نوری» که توسط سازمان بین‌المللی استانداردسازی (ISO) تدوین شده است، شامل زیربخش‌های زیر است که تحت همین عنوان تدوین شده‌اند:

• استاندارد "ISO 9211-1 بخش 1: واژگان" اصطلاحات مربوط به پوشش‌های نوری را تعریف می‌کند. این اصطلاحات به چهار دسته تقسیم می‌شوند:
  • اصطلاحات عمومی
  • اصطلاحات مربوط به خواص نوری یک سطح پوشش داده شده
  • اصطلاحات قطبش
  • اصطلاحات مرتبط بیشتر

این استاندارد، عملیات سطحی قطعات و زیرلایه‌ها، به استثنای اپتیک چشمی (عینک)، را با اعمال پوشش‌های نوری تعریف می‌کند و فرم استانداردی برای مشخصات آنها ارائه می‌دهد. این استاندارد، ویژگی‌های کلی و در صورت لزوم، روش‌های آزمایش و اندازه‌گیری را تعریف می‌کند، اما برای تعریف روش پردازش در نظر گرفته نشده است.

• ISO 9211-2 بخش 2: خواص نوری: سری استانداردهای ISO 9211 مشخصات پوشش‌های نوری، به استثنای اپتیک چشمی (عینک) را تعریف می‌کند. این استاندارد نحوه تعیین خواص نوری پوشش‌ها و نحوه نمایش گرافیکی مشخصه طیفی آنها را مشخص می‌کند. در صورت لزوم، خواص کلی و روش‌های آزمایش و اندازه‌گیری را تعریف می‌کند، اما برای تعریف روش پردازش در نظر گرفته نشده است.

هنگام تعیین خواص نوری، باید ضرایب شکست محیط تابشی و محیط گسیل مشخص شوند. اگر زاویه تابش غیر از صفر باشد یا محدوده‌ای از زوایای تابش داده شده باشد، وضعیت قطبش تابش فرودی نیز باید مشخص شود. اگر قطبش مشخص نشده باشد، تابش غیرقطبی فرض می‌شود. خواص نوری یک پوشش باید با استفاده از فرمول‌بندی ارائه شده و توضیح داده شده در این استاندارد تعیین شود، بنابراین توصیف جامعی از پوشش بر اساس حداقل مجموعه‌ای از خواص نوری ارائه می‌شود. پارامترهای پراکندگی یا رنگ‌سنجی و سایر خواص نوری مشابه، در صورت لزوم، منوط به توافق بین سازنده و مشتری هستند. اگر خواص نوری پوشش باید در دمای یا محدوده دمایی خاصی حاصل شود، این موضوع باید با یک یادداشت مشخص شود.

شرایط اندازه‌گیری برای توصیف اسپکتروفتومتری باید با استانداردهای ISO 15368 و ISO 19962 یا یک روش معادل آن مطابقت داشته باشد. این شرایط به اصل روش اندازه‌گیری و ابزارهای مورد استفاده (مانند زاویه تابش، حالت قطبش، محدوده طیفی و پهنای باند پرتو اندازه‌گیری) بستگی دارد و باید با جزئیات کافی ثبت شود تا امکان تأیید اندازه‌گیری فراهم شود.

• استاندارد "ISO 9211-3 بخش 3: دوام محیطی" کاربرد عمومی و دسته بندی های کاربرد استاندارد برای پوشش های نوری را مشخص می کند و آزمایش های محیطی مورد نیاز برای اثبات مطابقت پوشش ها با مشخصات مورد نیاز را مشخص می کند. خواص مکانیکی و شیمیایی عناصر نوری پوشش داده شده و به طور کلی دوام محیطی آنها را می توان با روش های مختلفی ارزیابی کرد.

روش‌های آزمون عموماً در بخش‌های مختلف ISO 9022 و ISO 9211-4 شرح داده شده‌اند. این روش‌های آزمون به گونه‌ای انتخاب شده‌اند که نتایج معناداری را ارائه دهند که نمایانگر میزان واقعی قرارگیری عناصر نوری در محیط‌های عملیاتی آنها باشد، و جایگزینی برای حداقل الزامات شرح داده شده در ISO 9211-5 تا ISO 9211-8 باشند که مربوط به نوع پوشش هستند.

• استاندارد ISO 9211-4 بخش 4: روش‌های آزمون ویژه، رویه‌های آزمون ویژه‌ای را برای آزمون‌های دوام محیطی پوشش‌ها که در استاندارد ISO 9211-3 تعریف شده‌اند اما در سایر مراجع هنجاری شرح داده نشده‌اند، شرح می‌دهد. این آزمون‌ها معمولاً به صورت متوالی با سایر آزمون‌های دوام محیطی، همانطور که در پیوست A استاندارد ISO 9211-3 نشان داده شده است، انجام می‌شوند.

قبل و بعد از اینکه یک نمونه پوشش داده شده (قطعه یا نمونه کنترل) تحت هرگونه بازرسی یا آزمایش قرار گیرد، نمونه باید در صورت لزوم کاملاً تمیز شود تا آلودگی، اثر انگشت، لکه‌ها و بقایای مشابه از بین برود. مدت زمان نگهداری توصیه شده حداقل ۱۲ ساعت در شرایط جوی محیط پس از پوشش یا طبق توافق بین سازنده و خریدار است.

این استاندارد روش‌های آزمون زیر را شرح می‌دهد:

• آزمایش‌های مقاومت سایشی (روش آماده‌سازی 01: سایش)
• آزمایش‌های چسبندگی (روش آماده‌سازی 02: چسبندگی)
• آزمایش هاشور متقاطع (روش شرطی‌سازی ۰۳: هاشور متقاطع)
• آزمایش‌های حلالیت (روش شرطی‌سازی 04: حلالیت)

• استاندارد "ISO 9211-6 بخش 6: حداقل الزامات برای پوشش‌های بازتابنده" حداقل الزامات مربوط به اثرات نوری و خواص مکانیکی، شیمیایی و محیطی پوشش‌های فلزی بازتابنده را شرح می‌دهد. این استاندارد در مورد پوشش‌های فلزی بازتابنده مبتنی بر آلومینیوم یا نقره برای کاربردهای نوری اعمال می‌شود. این امر به کاربر اجازه می‌دهد تا به داده‌های عددی تعریف‌شده تکیه کند، در حالی که تولیدکننده لایه نازک حق انتخاب مواد و روش‌های تولید را دارد.
• استاندارد "ISO 9211-7 بخش 7: حداقل الزامات برای پوشش‌های جداکننده پرتو خنثی" حداقل الزامات مربوط به خواص نوری و خواص مکانیکی، شیمیایی و محیطی پوشش‌های جداکننده پرتو خنثی را شرح می‌دهد. این استاندارد در مورد پوشش‌های جداکننده پرتو خنثی برای کاربردهای نوری اعمال می‌شود. این امر به کاربران اجازه می‌دهد تا به داده‌های عددی تعریف‌شده تکیه کنند، در حالی که تولیدکنندگان لایه نازک می‌توانند مواد و روش‌های تولید را انتخاب کنند.

حداقل الزامات برای پوشش‌های جداکننده پرتو خنثی اعمال می‌شود. حداقل الزامات برای همه انواع پوشش در جداول زیر فهرست شده است:

• حداقل الزامات برای انواع آسترهای فاصله دهنده تیرهای غیرتنیده
• حداقل الزامات برای پوشش‌های بدون تنش از نوع D1 تا D4
• حداقل الزامات برای پوشش‌های بدون تنش M1 و M2
• بازتاب و عبور پوشش‌های جداکننده پرتو خنثی

این استاندارد، اجزای لیزر با عملیات سطحی و زیرلایه‌های تعریف‌شده مطابق با تعاریف مندرج در استاندارد ISO 9211-1 را پوشش می‌دهد.

سری استانداردهای ISO 9211 از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا پوشش‌های نوری مورد استفاده در عناصر نوری مانند لنزها، آینه‌ها و پنجره‌ها را تعریف می‌کند و مشخصات و اصطلاحات روشنی را برای آنها تعیین می‌کند. این استاندارد، ثبات، کیفیت و عملکرد را در صنایعی که به سیستم‌های نوری متکی هستند، مانند هوافضا، دفاع، دستگاه‌های پزشکی و فناوری‌های تصویربرداری، تضمین می‌کند.

این استانداردها به دلایل زیر مهم تلقی می‌شوند:

• استانداردسازی اصطلاحات: این استانداردها یک زبان مشترک برای توصیف پوشش‌های نوری مانند پوشش‌های ضد انعکاس، با انعکاس بالا، تقسیم پرتو و فیلتر ایجاد می‌کنند و ارتباط بین تولیدکنندگان، تأمین‌کنندگان و مشتریان را واضح‌تر و کارآمدتر می‌کنند.
• تعیین عملکرد پوشش نوری: به کاربران امکان می‌دهد خواص کلیدی مانند موارد زیر را تعیین کنند:
  • بازتاب و عبور
  • استحکام
  • مقاومت محیطی (مثلاً در برابر رطوبت، سایش یا تابش)

این تضمین می‌کند که پوشش‌ها تحت شرایط مورد انتظار، عملکرد قابل اعتمادی داشته باشند.

• قابلیت همکاری و سازگاری: با رعایت مجموعه استانداردهای ISO 9211، احتمال سازگاری اجزای نوری از تولیدکنندگان مختلف بیشتر می‌شود و از ادغام در سیستم‌های بزرگتر بدون نیاز به سازگاری ویژه پشتیبانی می‌شود.
• کنترل کیفیت و آزمایش: این استانداردها رویه‌های آزمایش و الزامات عملکردی را تشریح می‌کنند که به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا کیفیت ثابتی را حفظ کرده و مشخصات مشتری را برآورده کنند. این امر به ویژه در کاربردهای پرخطر مانند اپتیک نظامی، ماهواره‌ها و تصویربرداری پزشکی بسیار مهم است.
• ایمنی و قابلیت اطمینان محصول: در حوزه‌هایی که دقت و قابلیت اطمینان بسیار مهم هستند (به عنوان مثال، لیزر در جراحی یا تلسکوپ در فضا)، این استانداردها تضمین می‌کنند که پوشش‌ها به طور غیرمنتظره‌ای دچار نقص یا زوال نمی‌شوند.
• تجارت جهانی و انطباق: استانداردهای ایزو در سطح بین‌المللی شناخته شده‌اند، بنابراین استفاده از استانداردهای ایزو ۹۲۱۱ به شرکت‌ها کمک می‌کند تا:
  • رعایت مقررات در کشورهای مختلف
  • ورود آسان‌تر به بازارهای بین‌المللی
  • از تمدید گواهینامه‌های پرهزینه اجتناب کنید

در نتیجه، استانداردهای ISO 9211 برای تضمین عملکرد بالا، قابلیت اطمینان و ثبات در پوشش‌های نوری در طیف وسیعی از کاربردها ضروری هستند. آنها از ارتباطات کارآمد پشتیبانی می‌کنند، کیفیت محصول را بهبود می‌بخشند و تجارت جهانی و انطباق با استانداردها را تسهیل می‌کنند.

سازمان ما که سال‌هاست از طریق طیف گسترده‌ای از فعالیت‌های آزمایش، اندازه‌گیری، تجزیه و تحلیل و ارزیابی، از کسب‌وکارها در تمام بخش‌ها پشتیبانی می‌کند، دارای تیمی قوی از کارکنان است که از نزدیک پیشرفت‌های جهانی در علم و فناوری را دنبال می‌کنند و دائماً در حال بهبود خود هستند. در این زمینه، ما همچنین خدمات آزمایش را مطابق با استاندارد ISO 9211 Optics and Photonics - Optical Coatings ارائه می‌دهیم.