Склеювання лінз
Мета роботи - вивчення одного із способів з'єднання деталей між собою - склеювання лінз термопластичним клеєм (ялицевим бальзамом).
Мета з'єднання деталей між собою - точна фіксація їх взаємного становища та зменшення кількості світла, що відображається вільними поверхнями. Якщо, наприклад, між позитивною лінзою зі скла марки К8 і негативною лінзою зі скла марки ТФ1 буде повітряний проміжок, кількість світла, що відображається вільними поверхнями, складе
18%. Привівши поверхні дотик, або заповнивши проміжок між ними середовищем з показником заломлення рівним або близьким показнику заломлення однієї з лінз, втрати світла на відображення зменшуються приблизно до 10%. Для зменшення втрат випромінювання на відображення від вільних поверхонь, що залишилися, до мінімуму залишиться тільки їх просвітлити. Склеювання – найпоширеніший спосіб з'єднання оптичних деталей. Технологію цього процесу визначають: тип, розмір та матеріал деталей, технічні вимоги до з'єднання, агрегатний стан клею та його властивості. Склеєні деталі повинні задовольняти вимогам, заданим кресленням, зокрема: допуску С на децентрування, чистоті шару, що клеїть, чистоті і точності форми зовнішніх поверхонь та ін.
Лінзи, як правило, склеюють речовинами, (бальзамін-
-М, ОК-72Ф, ОК-50 та ін), які при кімнатній температурі знаходяться в рідкому стані і не вимагають прогріву деталей, що з'єднуються, для прискорення або завершення процесу полімеризації. Термопластичний клей - ялицевий бальзам, що використовується в цій роботі, вимагає попереднього нагрівання до в'язкого стану і його застосовують в основному для склеювання мікрооптики.
Клеючі речовини повинні відповідати таким вимогам: прозорість,безбарвність, чистота, оптична однорідність і певний показник заломлення, відсутність деформації деталей, що з'єднуються, механічна міцність, морозостійкість і термостійкість з'єднання, простота розклеювання деталей у разі неякісного з'єднання.
Процес склеювання лінз складається з кількох послідовно виконуваних операцій:
- підготовка деталей та клею. З'єднані поверхні попередньо скомплектованих лінз промивають, чистять і накладають один на одного. Їх вільне переміщення відносно один одного на тонкій повітряній подушці і поява інтерференційної картини при зменшенні повітряного прошарку натисканням на верхню лінзу є показником правильності комплектації і якісного чищення поверхонь, що з'єднуються. Складені парами деталі нагрівають до 100 - 130С.
- Власне склеювання. Знявши позитивну лінзу, на поверхню негативної наносять необхідну кількість клею. У нашому випадку ялицевий бальзам, що знаходиться в пробірці, нагрівають на плитці до в'язкого стану. Знову встановивши позитивну лінзу та притискаючи її до нижньої, товщину шару доводять до мінімально можливої (до 0,01 – 0,02 [мм.]). Зменшення товщини шару, що клеїть, збільшує механічну міцність і морозостійкість з'єднання.
- Центрування компонента. До затвердіння клею поєднують оптичні осі лінз, що склеюються. Їхнє взаємне положення контролюють за допомогою оптичного приладу.
- Витримка та охолодження компонента в положенні, що виключає зміщення лінз відносно один одного та порушення їх центрування.
Пристрій приладу для центрування лінз, що склеюються.
Оптична схема приладу (рис.34) складена з елементів, що утворюють коліматор і мікроскоп. В коліматор входять: джерело світла 1, матове скло2, конденсор 3, сітка 4, встановлена у фокальній площині об'єктива 5. Мікроскоп складають: об'єктив 6, окуляр 7 з сіткою 8. Склеювану пару лінз СЛ встановлюють у паралельному пучку за об'єктивом 5. Зображення сітки 4 розглядають у мікроскоп. Якщо оптичні осі лінз, що склеюються, не збігаються, то при їх обертанні в оправі, центр перехрестя сітки коліматора буде переміщатися в поле зору мікроскопа по колу. Для визначення величини переміщення на сітці окуляра нанесена шкала. Число m поділів, що укладаються в діаметр описуваного кола, відповідає подвоєної величини децентрування С .
Мікроскоп може бути піднятий або опущений по вертикальній напрямній, що дозволяє контролювати поєднання оптичних осей лінз з фокусною відстанню від 40 до 240 [мм.]. Якщо фокусні відстані за зазначені межі, тобто. 240 і 40[мм.], в хід променів вводять компенсаційну лінзу КЛ при цьому зображення сітки 4 розглядають в еквівалентному фокусі системи - лінза, що склеюється + компенсаційна лінза. Набір компенсаційних лінз із різними фокусними відстанями к.л. укріплений на поворотному диску та будь-яка з них може бути введена в хід променів оптичної системи. Значення к.л. увімкненої лінзи нанесено на стороні диска, зверненої до працюючого на приладі.
зміст роботи
- Вивчити опис роботи і конструкцію приладу для центрування лінз, що склеюються.
- Розрахувати граничну величину (число m поділів) переміщення центру сітки коліматора за шкалою сітки окуляра для заданого допуску на децентрування склеєних лінз з урахуванням їх фокусної відстані .
- Провести склеювання лінз із центруванням їх на приладі.
- Розрахувати величинузалишкового децентрування З ост , вимірявши залишкову граничну величину m переміщення сітки коліматора за шкалою сітки окуляра.
- Визначити товщину шару, що клеїть.
Методичні вказівки та порядок виконання роботи
- За заданою величиною С допуску на децентрування і лінзи, що склеюється, розрахувати число m поділів, в межах яких центр сітки коліматора може переміщатися за шкалою сітки мікроскопа.
При поєднанні оптичних осей лінз з фокусною відстанню від 40 до 240 [мм.], число поділів m визначають за формулою:
де - лінійне збільшення об'єктиву мікроскопа ( 10 Х);
а - ціна розподілу шкали сітки (а = 0,1 [мм]).
При суміщенні оптичних осей лінз з фокусною відстанню, величина якого вимагає введення компенсаційної лінзи, на лінзу, що склеюється, буде падати непаралельний пучок. Тому величина переміщення центру сітки коліматора в поле зору мікроскопа не буде відповідати фактичному децентруванню .
де S 0 - відстань від задньої головної площини склеюваної лінзи до еквівалентного фокусу Е .
де h = 32 [мм] - відстань від задньої головної площини компенсаційної лінзи до передньої головної площини лінз, що склеюються.
Фокусна відстань к.л. компенсаційної лінзи вибрати по таблиці 1 в залежності від величини склеюваної лінзи.