ISO 9211 Optyka i fotonika – Powłoki optyczne

Właściwości optyczne powierzchni powlekanej charakteryzują się wartościami spektrofotometrycznymi. Wartości te odnoszą się do energii niesionej przez fale elektromagnetyczne (świetlne lub świetlne) i różnią się w zależności od długości fali, kąta padania i stanu polaryzacji. Mogą również wystąpić dodatkowe efekty wynikające z rozpraszania.

Zależność funkcyjna widmowa jest zazwyczaj oznaczana poprzez podanie długości fali w nawiasach jako części symbolu. Długość fali można zastąpić liczbą falową lub energią fotonu.

Gdy powłoka jest stosowana pod kątem padania różnym od zera, jej właściwości zależą od stanu polaryzacji promieniowania padającego i mogą wpływać na wynikowy stan polaryzacji. W takim przypadku może być konieczne określenie orientacji wektora pola elektrycznego względem płaszczyzny padania.

Powłoki definiuje się poprzez ich funkcję, czyli charakter fundamentalnej zmiany właściwości powierzchni, jaką osiągają. Powłoka przeznaczona do pełnienia funkcji podstawowej może również obejmować jedną lub więcej funkcji drugorzędnych. Należy określić ich względne znaczenie w stosunku do funkcji podstawowej. W zastosowaniach wizualnych powierzchnię można scharakteryzować za pomocą parametrów kolorymetrycznych. Zależą one od referencyjnego źródła światła, obserwatora referencyjnego oraz właściwości optycznych powierzchni.

Parametry kolorymetryczne nie są częścią niniejszej normy. Przykłady wad powłok znajdują się w Załączniku A. Metody badań wad powierzchni opisano w normie ISO 14997.

Norma ISO 9211 Optyka i fotonika – Powłoki optyczne, opracowana przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO), składa się z następujących podsekcji opracowanych pod tym samym tytułem:

• Norma „ISO 9211-1 Część 1: Słownik” definiuje terminy związane z powłokami optycznymi. Terminy te dzielą się na cztery klasy:
  • Warunki ogólne
  • Terminy związane z właściwościami optycznymi powierzchni powlekanej
  • Terminy polaryzacji
  • Więcej powiązanych terminów

Niniejsza norma definiuje obróbkę powierzchniową elementów i podłoży, z wyłączeniem optyki oftalmicznej (szkła), poprzez nakładanie powłok optycznych i określa standardowy formularz specyfikacji. Określa ona ogólne charakterystyki oraz, w stosownych przypadkach, metody badań i pomiarów, ale nie ma na celu zdefiniowania metody przetwarzania.

• ISO 9211-2 Część 2: Właściwości optyczne: Seria norm ISO 9211 definiuje specyfikacje powłok optycznych, z wyłączeniem optyki oftalmicznej (szkła). Określa ona sposób określania właściwości optycznych powłok oraz graficznego przedstawiania ich charakterystyki widmowej. Definiuje ogólne właściwości oraz metody badań i pomiarów, tam gdzie to konieczne, ale nie ma na celu określenia metody przetwarzania.

Przy określaniu właściwości optycznych należy podać współczynniki załamania światła ośrodka padającego i ośrodka emisji. Należy również określić stan polaryzacji promieniowania padającego, jeśli kąt padania jest różny od zera lub jeśli podany jest zakres kątów padania. Jeśli polaryzacja nie jest określona, ​​przyjmuje się promieniowanie niespolaryzowane. Właściwości optyczne powłoki należy określić, stosując wzór podany i wyjaśniony w niniejszej normie, co zapewnia kompleksowy opis powłoki pod względem minimalnego zestawu właściwości optycznych. Parametry rozpraszania lub kolorymetryczne, a także inne podobne właściwości optyczne, podlegają uzgodnieniu między producentem a klientem, jeśli ma to zastosowanie. Jeśli właściwości optyczne powłoki muszą być osiągnięte w określonej temperaturze lub zakresie temperatur, należy to zaznaczyć w odpowiedniej uwadze.

Warunki pomiaru do charakterystyki spektrofotometrycznej muszą być zgodne z normami ISO 15368 i ISO 19962 lub równoważną metodą. Warunki te zależą od zasady metody pomiaru i użytych instrumentów (takich jak kąt padania, stan polaryzacji, zakres widmowy i szerokość pasma wiązki pomiarowej) i muszą być rejestrowane z wystarczającą szczegółowością, aby umożliwić weryfikację pomiaru.

• Norma „ISO 9211-3 Część 3: Trwałość środowiskowa” określa ogólne i standardowe kategorie użytkowania powłok optycznych oraz określa badania środowiskowe wymagane w celu potwierdzenia, że ​​powłoki spełniają wymagane specyfikacje. Właściwości mechaniczne i chemiczne powlekanych elementów optycznych, a ogólniej ich trwałość środowiskową, można ocenić różnymi metodami.

Metody badań są ogólnie opisane w różnych sekcjach norm ISO 9022 i ISO 9211-4. Metody te wybrano w celu uzyskania wiarygodnych wyników, odzwierciedlających rzeczywiste narażenie elementów optycznych w ich środowisku pracy, jako alternatywę dla minimalnych wymagań opisanych w normach ISO 9211-5 do ISO 9211-8, które dotyczą rodzaju powłoki.

• W normie ISO 9211-4 Część 4: „Specjalne metody badań” opisano szczegółowe procedury badawcze dotyczące badań trwałości powłok w warunkach środowiskowych, które są zdefiniowane w normie ISO 9211-3, ale nieopisane w innych normach. Zazwyczaj przeprowadza się je sekwencyjnie z innymi badaniami trwałości w warunkach środowiskowych, jak pokazano w załączniku A do normy ISO 9211-3.

Przed i po poddaniu powlekanej próbki (komponentu lub próbki kontrolnej) jakiejkolwiek kontroli lub testowi, próbkę należy dokładnie oczyścić w celu usunięcia brudu, odcisków palców, smug i podobnych pozostałości. Zalecany okres przechowywania wynosi co najmniej 12 godzin w warunkach atmosferycznych po nałożeniu powłoki lub zgodnie z ustaleniami między producentem a nabywcą.

W niniejszej normie opisano następujące metody badań:

• Badania odporności na ścieranie (metoda kondycjonowania 01: ścieranie)
• Badania adhezji (metoda kondycjonowania 02: adhezja)
• Test siatki nacięć (metoda kondycjonowania 03: siatka nacięć)
• Testy rozpuszczalności (metoda kondycjonowania 04: rozpuszczalność)

• Norma „ISO 9211-6 Część 6: Minimalne wymagania dla powłok odblaskowych” opisuje minimalne wymagania dotyczące efektów optycznych oraz właściwości mechanicznych, chemicznych i środowiskowych odblaskowych powłok metalowych. Norma ta ma zastosowanie do odblaskowych powłok metalowych na bazie aluminium lub srebra do zastosowań optycznych. Dzięki temu użytkownik może polegać na zdefiniowanych danych liczbowych, a producent powłok cienkowarstwowych ma możliwość wyboru materiałów i metod produkcji.
• Norma „ISO 9211-7 Część 7: Minimalne wymagania dla neutralnych powłok z dzielnikiem wiązki” opisuje minimalne wymagania dotyczące właściwości optycznych oraz mechanicznych, chemicznych i środowiskowych neutralnych powłok z dzielnikiem wiązki. Norma ta ma zastosowanie do neutralnych powłok z dzielnikiem wiązki do zastosowań optycznych. Dzięki temu użytkownicy mogą polegać na zdefiniowanych danych liczbowych, a producenci materiałów cienkowarstwowych mają możliwość wyboru materiałów i metod produkcji.

Minimalne wymagania dotyczą neutralnych powłok rozdzielających wiązkę światła. Minimalne wymagania dla wszystkich rodzajów powłok podano w poniższych tabelach:

• Minimalne wymagania dla wszystkich typów niesprężonych wykładzin dystansowych belek
• Minimalne wymagania dla powłok beznaprężeniowych typu D1 do D4
• Minimalne wymagania dla powłok beznaprężeniowych M1 i M2
• Odbicie i transmisja neutralnych powłok rozdzielających wiązkę

Niniejsza norma dotyczy podzespołów laserowych z obróbką powierzchni i podłożami zdefiniowanymi zgodnie z definicjami podanymi w normie ISO 9211-1.

Seria norm ISO 9211 jest ważna, ponieważ definiuje powłoki optyczne stosowane na elementach optycznych, takich jak soczewki, lustra i okna, ustanawiając jasne specyfikacje i terminologię. Norma ta zapewnia spójność, jakość i wydajność w branżach, w których systemy optyczne są wykorzystywane, takich jak przemysł lotniczy i kosmiczny, obronny, urządzenia medyczne i technologie obrazowania.

Normy te uważa się za ważne z następujących powodów:

• Standaryzacja terminologii: Normy te tworzą wspólny język do opisu powłok optycznych, takich jak powłoki antyrefleksyjne, wysokoodblaskowe, rozdzielające wiązkę i filtrujące, dzięki czemu komunikacja między producentami, dostawcami i klientami staje się jaśniejsza i bardziej efektywna.
• Określanie wydajności powłoki optycznej: Umożliwia użytkownikom określenie kluczowych właściwości, takich jak:
  • Odbicie i przepuszczalność
  • wytrzymałość
  • Odporność na warunki środowiskowe (np. wilgoć, ścieranie lub promieniowanie)

Dzięki temu mamy pewność, że powłoki będą działać niezawodnie w oczekiwanych warunkach.

• Interoperacyjność i kompatybilność: Przestrzeganie zestawu norm ISO 9211 zwiększa prawdopodobieństwo kompatybilności komponentów optycznych pochodzących od różnych producentów, co umożliwia integrację w większe systemy bez konieczności specjalnych dostosowań.
• Kontrola jakości i testowanie: Normy te określają procedury testowe i wymagania dotyczące wydajności, które pomagają producentom utrzymać stałą jakość i spełnić specyfikacje klientów. Jest to szczególnie istotne w zastosowaniach wysokiego ryzyka, takich jak optyka wojskowa, satelity i obrazowanie medyczne.
• Bezpieczeństwo i niezawodność produktu: W obszarach, w których precyzja i niezawodność mają kluczowe znaczenie (na przykład w przypadku laserów w chirurgii lub teleskopów w kosmosie), normy te gwarantują, że powłoki nie ulegną nieoczekiwanemu uszkodzeniu lub pogorszeniu.
• Handel globalny i zgodność z przepisami: Normy ISO są uznawane na całym świecie, dlatego korzystanie z norm ISO 9211 pomaga firmom:
  • Zgodność z przepisami w różnych krajach
  • Łatwiejsze wejście na rynki międzynarodowe
  • Unikaj kosztownych ponownych certyfikacji

W związku z tym normy ISO 9211 są niezbędne do zapewnienia wysokiej wydajności, niezawodności i spójności powłok optycznych w szerokim zakresie zastosowań. Wspierają one sprawną komunikację, poprawiają jakość produktów oraz ułatwiają handel międzynarodowy i zachowanie zgodności z przepisami.

Nasza organizacja, która od lat wspiera firmy z wszystkich sektorów, oferując szeroki zakres usług testowania, pomiarów, analiz i ewaluacji, dysponuje silnym zespołem pracowników, którzy uważnie śledzą światowe osiągnięcia w dziedzinie nauki i technologii oraz stale się rozwijają. W tym kontekście świadczymy również usługi testowania zgodnie z normą ISO 9211 Optyka i fotonika – Powłoki optyczne.