ISO 10110 Optik-Design-Norm: ein Leitfaden
Internationale ISO-Normen werden verwendet, um Designern, Herstellern und Anwendern eine vereinfachte Verständigung zu ermöglichen. Im Bereich der optischen Komponenten wird in der Photonikindustrie eine Norm besonders häufig verwendet: die Norm ISO 10110. Optische Elemente sind komplexe Elemente, die nicht leicht zu definieren sind. Im Folgenden finden Sie einen Leitfaden zu dieser Norm.
ISO 10110
Der ISO 10110 Standard, mit dem Titel: „Optik und Photonik – Erstellung von Zeichnungen für optische Elemente und Systeme“ der zur Spezifizierung optischer Elemente verwendet wird, lässt sich in zwei Hauptteile unterteilen: Zeichnung und Spezifikationen.
Layout der Zeichnung
ISO101110-Zeichnungen sind in drei Hauptteile unterteilt: die Zeichnung selbst, normalerweise oben. Drei Spalten, wobei die linke Spalte die Spezifikationen der linken Oberfläche angibt. Die mittlere Spalte gibt die Materialspezifikationen und die rechte Spalte die Spezifikationen der rechten Oberfläche an. Unterhalb der Spalten sind die üblichen allgemeinen Informationen zur Zeichnungangegeben.
Die Zeichnung
Die Zeichnung ermöglicht eine globale Ansicht des Teils und bietet die Möglichkeit, bestimmte Bereiche vergrößert abzubilden. Sie zeigt die Symmetrieachse, polierte Oberflächen, mechanische Abmessungen und andere Informationen an.
Optische Details
In den drei Spalten wird die mittlere Spalte verwendet, um Angaben zum Rohmaterial zu machen. Darunter fallen Angaben wie der Name des Rohmaterials und seine grundlegenden Eigenschaften (Nd, Vd), sowie Materialfehler, wie in den Punkten 2 bis 4 weiter unten im Artikel beschrieben.
In der rechten und linken Spalte wird in den ersten Zeilen die Form der Oberfläche angegeben:
CC: für konkav
CX: für konvex
∞: für flache Oberfläche
R für den Wert des Krümmungsradius oder die Gleichung, wenn die Oberfläche asphärisch ist.
Øe: für den effektiven Oberflächendurchmesser
Anschließend folgen die Informationen zu Oberflächenbehandlung und Oberflächenbeschaffenheit gemäß den Angaben in den Punkten 5 bis 13 weiter unten im Artikel.
Die 13 Spezifikationen
Die Norm bezieht sich auf 13 Punkte, um detaillierte Informationen über die optischen Elemente anzugeben. Die 13 Punkte können in der Zeichnung angegeben oder leer gelassen werden, wenn sie irrelevant oder unwichtig sind. Einige Spezifikationen werden durch eine Zahl oder ein Symbol angegeben.
1. Allgemeine Hinweise
Dabei handelt es sich überwiegend um mechanische Spezifikationen. Sofern nicht anders angegeben, wird standardmäßig das metrische System mit Abmessungen in Millimetern verwendet.
Für die Zeichnungsansichten wird die erste Winkelprojektion verwendet.
2. Materialeigenspannungs-Doppelbrechung
Wird in der Form „0/X“ angegeben, wobei „X“ die maximal zulässige Doppelbrechung in mm oder cm ist.
3. Materialblasen und Einschlüsse
Diese Spezifikation wird als 1/N*A angegeben, wobei N eine ganze Zahl ist, welche die maximal zulässige Anzahl von Blasen oder Einschlüssen angibt, die in einem Quadrat der Größe A*A (in mm) zu finden ist.
4. Materialinhomogenität und Schlieren
Bezeichnet per 2/A;B, wobei A für eine bestimmte Klasse der Brechungsindexinhomogenität und B für eine Klasse der Streifenbildung steht.
| Klasse A | Maximale Variation des Brechungsindex |
| 0 | 50*10^-6 |
| 1 | 20*10^-6 |
| 2 | 5*10^-6 |
| 3 | 2*10^-6 |
| 4 | 1*10^-6 |
| 5 | 0,5*10^-6 |
| Klasse B | Dichte der Schlieren, die eine optische Wegdifferenz von mindestens 30 nm verursacht |
| 1 | 10% |
| 2 | 5% |
| 3 | 2% |
| 4 | 1% |
| 5 | Extrem geringe Anzahl von Streifen, Spezifikation muss schriftlich geklärt werden. |
5. Oberflächenformtoleranz
Spezifikation der optischen Oberflächenform, angegeben im Format 3/A(B/C).
A ist der maximale sphärische Sag-Error. Kann leer gelassen werden, wenn er in der Zeichnung angegeben ist.
B ist der maximale peak-to-valley Wert (PV).
C ist der maximale rotationssymmetrische PV-Fehler oder die am besten passende asphärische Oberfläche.
Die Werte sind in fringe angegeben.
6. Zentrierfehler
Die Spezifikation der Zentrierung des optischen Elements wird als 4/α angegeben, wobei α für den maximalen Winkelwert zwischen der gemessenen Oberfläche und der Referenzfläche steht.
7. Toleranz für Oberflächenfehler
Die Toleranz für Fehler wird mit der Angabe 5/N*A angegeben, wobei N die maximale Anzahl von Fehlern in einem Quadrat von A*A (in mm) ist.
8. Oberflächenstruktur
Bezieht sich auf die verschiedenen Symbole für die Oberflächenbeschaffenheit mit alphabetischen Symbolen:
G: geschliffen
Rq: RMS-Rauheit in µm
L: Abtastlänge
P & PM: polierte Oberflächen
PSD: Leistungsspektraldichte
9. Oberflächenbehandlung und Beschichtung
Das Symbol für die Oberflächenbehandlung ist ein λ in einem Kreis, gefolgt von einer Referenz und/oder Spezifikationen der Behandlung. Beispielsweise steht AR für „Anti-Reflect“ (Antireflex) und BBAR für „Broad Band Anti-Reflect“ (Breitband-Antireflex).
Die Beschichtung kann auch eine Lackierung oder Verklebung für eine Linsenbaugruppe (Doublet) sein.
10. Tabelle mit Daten zu einem Linsenelement
Tabellenformat der Daten zur Beschreibung der Linse.
11. Standardtoleranzen
Falls Spezifikationen nicht aufgeführt sind, gelten die folgenden Standardtoleranzen:
12. Detail zur Asphärischen Oberfläche
Definition der asphärischen Gleichung zur Definition der Oberfläche.
13. LIDT
Laser Induced Damage Threshold (laserinduzierte Schadensschwelle), angegeben nach einer „6/“-Referenz. Enthält Details zum Laser: kontinuierlich oder gepulst, Frequenz, Impulsdauer, Anzahl der Testbereiche und Anzahl der in einem Bereich angewendeten Impulse. Die Werte werden für CW-Laser in Leistungsdichte (W/cm2) und für gepulste Laser in Energiedichte (J/cm2) angegeben.
Wie wird eine ISO 10110 Zeichnung angefertigt?
ISO 10110-Zeichnungen können manuell oder mit verschiedenen Softwareprogrammen erstellt werden, darunter vor allem:
