N-lak22 / tф10 ахроматические линзы заводы

Вот смотрю на запрос ?N-lak22 / tф10 ахроматические линзы заводы? и сразу вспоминаю, как лет пять назад половина заказчиков путала термин ?ахромат? с обычными просветлёнными линзами. До сих пор сталкиваюсь с этим, особенно когда речь идёт о партиях для лазерных систем — люди думают, что главное — это коэффициент пропускания, а не коррекция хроматических аберраций в конкретном спектральном диапазоне. У нас в ООО Чанчунь Ютай Оптика как-раз приходилось переделывать целую серию линз из N-LAK22, потому что клиент не уточнил рабочий диапазон температур, и покрытие начало отслаиваться при +60°C. Мелочь, а сорвала поставку на три недели.

Что на самом деле скрывается за марками стёкол

N-LAK22 — это не просто ?стекло с низкой дисперсией?. Если брать спецификации, то его коэффициент Аббе около 60, но многие забывают, что в диапазоне 450–650 нм у него ещё и заметный сдвиг показателя преломления при термообработке. Как-то раз на заводе в Чанчуне мы получили партию заготовок, где отжиг провели с отклонением в 15°C — в итоге однородность показателя преломления плавала на ±0.0005. Для ахроматических дуплетов с ТФ10 это критично, особенно если линзы идут в пару с флюоритовыми элементами для УФ-спектрометров.

ТФ10, кстати, часто выбирают из-за частичного совпадения КТР с металлическими оправами, но его химстойкость ниже, чем у К10. Помню, один проект для биометрических сканеров провалился как раз из-за этого — контакт с очищающим раствором на спиртовой основе вызывал микротрещины на поверхности через месяц эксплуатации. Пришлось спешно переходить на L-BAL42, хотя это и удорожало сборку на 20%.

Ахроматические линзы на основе этих материалов — это всегда компромисс между ценой и стабильностью. В ООО Чанчунь Ютай Оптика мы обычно тестируем дуплеты в камере с циклическим перепадом влажности от 20% до 80% перед отгрузкой. Как показала практика, даже при идеальной центровке может вылезти проблема с клеем — эпоксид UV15 не всегда совместим с просветляющим покрытием для ИК-диапазона.

Технологические ловушки на производстве

Когда говорим ?заводы?, надо понимать — далеко не все могут обеспечить прецизионную полировку с отклонением сферичности λ/10. В 2022 году мы закупали у одного подрядчика в Подмосковье линзы ТФ10 диаметром 40 мм, и после сборки в ахроматические пары обнаружили астигматизм 0.8 угловых минуты. Причина — неоткалиброванный шпиндель на полировальном станке. Хуже того, при замене партии возникли расхождения по толщине по краю — до 0.05 мм, что для объективов с фиксированным фокусным расстоянием недопустимо.

С N-LAK22 свои сложности — материал склонен к образованию микросколов при термоударе. На сайте yt-optics.ru мы даже разместили техноту по постепенному нагреву до 300°C перед напылением, но некоторые клиенты всё равно игнорируют это. Результат — трещины в призменных блоках для лазерных дальномеров.

Особенно критичен контроль чистоты поверхности перед склейкой. Однажды пришлось забраковать 200 пар ахроматов из-за микрочастиц пыли между компонентами — визуально не видно, но в ИК-спектрометрах давало рассеяние на 3% выше нормы. Сейчас внедрили ультразвуковую очистку в чистой зоне класса 1000, но это добавило к циклу производства почти сутки.

Реальные кейсы из медицинской оптики

В 2021 году делали партию ахроматических дуплетов для эндоскопов высокого разрешения. Заказчик требовал сочетание N-LAK22 и ТФ10 с полной коррекцией в диапазоне 480–650 нм. Расчёты показывали, что нужно выдерживать толщину по центру 2.8 мм с допуском ±0.01 мм, но на практике оказалось, что при такой толщине линзы из ТФ10 деформируются при запрессовке в титановую оправу. Пришлось пересчитывать кривизну второй поверхности и увеличивать толщину до 3.2 мм — потеряли 0.3 в светосиле, зато получили стабильность при стерилизации.

Ещё пример — ахроматы для конфокальных микроскопов. Там важна не только коррекция хроматизма, но и плоскостность волнового фронта. С использованием N-LAK22 удалось добиться искажений менее λ/4 при работе с лазерами 488 нм и 640 нм, но пришлось пожертвовать углом поля — на краях 15 мм заметна кома. Для гистологических исследований это было приемлемо, а для живых клеток — уже нет.

Сейчас в ООО Чанчунь Ютай Оптика для таких задач рекомендуем трёхлинзовые ахроматы с добавлением элемента из БК7, хотя это и дороже. Но, как показал опыт, для флуоресцентной диагностики лучше перестраховаться.

Нюансы контроля качества

Никогда не доверяйте заводским сертификатам без перепроверки. Как-то получили партию ТФ10 с завода в Саратове — в паспорте указано светопропускание 99.4% на 550 нм, а на спектрофотометре Shimadzu показало 98.1%. Оказалось, поставщик измерял на образце толщиной 2 мм, а мы использовали 8 мм — поглощение в материале дало о себе знать.

С ахроматическими линзами сложнее — там надо проверять собранный дуплет на интерферометре Zygo. Мы как-то сэкономили и купили б/у прибор 90-х годов, так он давал погрешность по волновому фронту до λ/8. Пришлось арендовать современный Zygo Verifire HD, что задержало отгрузку на месяц.

Сейчас внедряем автоматизированную систему измерения Эйри-диска для каждой линзы. Для N-LAK22 это особенно важно — материал чувствителен к внутренним напряжениям, которые могут проявиться только после нанесения просветляющего покрытия.

Перспективы и альтернативы

Смотрю на текущие тенденции — многие переходят на ахроматические линзы из спечённых материалов типа S-TIH53. Они стабильнее по температурным характеристикам, но дороже на 40–60%. Для массовых применений в потребительской электронике это пока невыгодно, а для оборонки — уже внедряют.

В ООО Чанчунь Ютай Оптика экспериментировали с заменой ТФ10 на S-BSL7 в дуплетах с N-LAK22 — получили выигрыш в хроматической коррекции на краях диапазона, но столкнулись с проблемой склейки — адгезия хуже. Возможно, стоит пробовать новые клеи с наночастицами диоксида кремния.

Кстати, на сайте yt-optics.ru мы недавно выложили обновлённые технические требования к чертежам — теперь обязательно указывать не только допуски на толщину и диаметр, но и ориентацию оптической оси относительно структурных меток. Это помогло сократить количество брака при сборке модулей для автоматизации на 15%.

В целом, если говорить о будущем — классические пары N-LAK22/ТФ10 ещё долго будут востребованы в проекторах и системах машинного зрения, но для лазерных технологий уже нужны более термостабильные комбинации. Думаю, в течение двух-трёх лет появится новый отечественный аналог с улучшенными характеристиками — лаборатория в Новосибирске вроде бы ведёт разработки в этом направлении.