
Когда слышишь про Ик-оптическая линза заводы, многие сразу представляют гигантские конвейеры — а на деле часто всё упирается в пару станков с ЧПУ и ручную юстировку. Вот на этом и ловятся новички.
Мы в ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' с 2018 года бились над германиевыми линзами для пирометров — казалось, взяли сертифицированные заготовки, но на тестах пятно выходило с астигматизмом. Оказалось, проблема не в шлифовке, а в термостабильности оправы.
Как-то раз пришлось перебрать три партии от поставщика, прежде чем поняли: коэффициент расширения алюминиевого крепления не совпадал с германием на 2%. Вроде мелочь, а при нагреве до 300°C фокус уползал на полмиллиметра — для систем непрерывного измерения температуры это смерть.
Зато теперь всегда тестируем линзы в сборе с держателями, даже если заказчик торопит. Кстати, наши наработки по этой теме частично выложены на https://www.tengyidianzi.ru в разделе про калибровку — там есть спецификации по тепловым зазорам.
В 2021 году пробовали закупать полированные заготовки у одного уральского завода — по паспорту всё идеально, но в партии из 50 штук 12 линз давали дисторсию по краю поля. Пришлось срочно искать альтернативу, хотя по цене было на 30% выгоднее.
Выяснилось, что они экономили на контроле кристаллографической ориентации монокристалла германия. Для видимого спектра это не критично, а в ИК-диапазоне из-за анизотропии появлялись локальные перепады преломления.
Теперь всегда требуем протоколы ориентации срезов — даже если поставщик морщится. Как говорится, скупой платит дважды, особенно в Ик-оптическая линза для промышленных пирометров.
С покрытиями для 8-14 мкм вообще отдельная история. Стандартное MgF2 иногда дает микротрещины после термоциклирования — особенно в северных регионах, где аппаратура работает при -40°C.
Пришлось вместе с технологами разрабатывать многослойное покрытие на основе ZnS и YbF3. Первые испытания провалились: адгезия была отличной, но через 200 циклов появлялась муть. Оказалось, проблема в скорости напыления — слишком медленный режим создавал внутренние напряжения.
Сейчас используем комбинированный метод: ионная очистка перед напылением + градиентный нагрев подложки. Результаты есть в техдокументации на нашем сайте — раздел 'Методики испытаний'.
Самое неочевидное — что для контроля качества ИК-линз нужен не только интерферометр, но и термокамера с точностью ±0.5°C. Без этого невозможно оценить стабильность параметров в рабочем диапазоне.
У нас стоит самодельный стенд на базе тепловизора FLIR A655sc с доработанным ПО — стандартное программное обеспечение не учитывало поправку на собственное излучение линзы. Пришлось писать скрипты для компенсации паразитных засветок.
Коллеги из смежных предприятий иногда спрашивают, почему не покупаем готовые решения — да потому что для Ик-оптическая линза заводы типовое оборудование всегда требует адаптации под конкретные задачи.
Пытались в прошлом году экспериментировать с халькогенидными стеклами вместо германия — теоретически дешевле и проще в обработке. Но для наших задач по непрерывному измерению температуры не подошло: показатель преломления плавал при длительной работе на открытом воздухе.
Зато нашли применение в стационарных установках с термостабилизацией — там где перепады не превышают 10°C. Выложили отчёт в технической базе на tengyidianzi.ru, может кому пригодится.
Сейчас смотрим в сторону монокристаллического кремния с алмазным напылением — дорого, но для особых случаев того стоит. Хотя пока это больше R&D, чем серийное производство.
Главный урок — нельзя слепо доверять сертификатам на материалы. Всегда тестируем в условиях, максимально приближенных к рабочим: с термоциклированием, вибрацией, длительной нагрузкой.
На сайте мы постепенно выкладываем наши методички — не из щедрости, а чтобы заказчики понимали, за что платят. Ведь прозрачность процессов снижает количество спорных ситуаций.
Да, и ещё: никогда не экономьте на предпроектном анализе. Лучше потратить неделю на расчёты, чем потом переделывать партию линз — себе дороже выйдет.