Handhabungs- und Reinigungsverfahren für optische Komponenten

Fibermart
Donnerstag 18 Dezember, 2014
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Die empfindliche Beschaffenheit optischer Komponenten erfordert spezielle Verfahren, um ihre Leistung und Lebensdauer zu maximieren. Im täglichen Gebrauch können optische Komponenten mit Verunreinigungen wie Staub, Wasser und Hautfetten in Berührung kommen. Diese Verunreinigungen erhöhen die Streuung an der optischen Oberfläche und absorbieren einfallende Strahlung. Dies kann zu Hotspots auf der optischen Oberfläche und damit zu dauerhaften Schäden führen. Optische Komponenten mit Beschichtungen sind besonders anfällig für diese Art von Schäden.

Der Inhalt dieser Anleitung behandelt gängige Handhabungs- und Reinigungsverfahren für viele optische Komponenten. Aufgrund der unterschiedlichen Materialien, Größen, Empfindlichkeit usw. optischer Komponenten ist die korrekte Handhabung und Reinigung wichtig. Was für eine optische Komponente in Ordnung ist, kann eine andere zerstören. Daher empfehlen wir, die Anleitung vor der Reinigung einer Optik vollständig zu lesen. Sollte der Typ oder die Kategorie der Optik in der Anleitung nicht ausdrücklich erwähnt sein, wenden Sie sich bitte an den Hersteller der optischen Komponente, um Anweisungen zur Handhabung und Reinigung zu erhalten.

Handhabung

Durch die richtige Handhabung reduzieren Sie den Reinigungsaufwand Ihrer Optik und maximieren so deren Lebensdauer. Packen Sie Optiken immer in einer sauberen, temperaturkontrollierten Umgebung aus oder öffnen Sie sie. Fassen Sie Optiken niemals mit bloßen Händen an, da Hautfette die optische Oberflächenqualität dauerhaft beeinträchtigen können. Tragen Sie stattdessen Handschuhe. Für kleinere optische Komponenten kann die Verwendung einer optischen Pinzette oder einer Vakuumpinzette hilfreich sein. Unabhängig von der verwendeten Haltemethode sollten Sie die Optik möglichst nur an nicht-optischen Oberflächen, wie z. B. den geschliffenen Kanten, halten.

Wichtig: Die optische Oberfläche von holografischen Gittern, Strichgittern, ungeschützten Metallspiegeln und Pellikel-Strahlteilern (dies ist keine vollständige Liste) darf niemals mit Händen oder optischen Handhabungsgeräten berührt werden. Sie sind extrem empfindlich und jeder physische Kontakt führt zu Schäden.

Achtung: Die meisten Kristalle (z. B. Kalzitpolarisatoren, Strahlverdränger, Lithiumniobat-Wafer und EO-Modulatoren) sind temperaturempfindlich und können bei Temperaturschocks reißen. Daher ist es wichtig, Verpackung und Inhalt vor dem Öffnen immer erst thermisch ausgleichen zu lassen. Diese Kristalle sind zudem deutlich weicher als herkömmliche Optiken und müssen daher beim Reinigen vorsichtiger behandelt werden.

Lagerung

Legen Sie Optiken niemals auf harte Oberflächen, da Verunreinigungen auf der Optik oder der Oberfläche eingeschliffen werden. Stattdessen sollten die meisten Optiken in Linsenpapier eingewickelt und in einer dafür vorgesehenen Aufbewahrungsbox aufbewahrt werden. Die Box sollte in der Regel in einer Umgebung mit geringer Luftfeuchtigkeit, geringer Verschmutzung und kontrollierter Temperatur aufbewahrt werden. Optiken können leicht zerkratzen oder verunreinigen, und einige optische Beschichtungen sind hygroskopisch. Daher ist eine ordnungsgemäße Lagerung wichtig, um die optischen Komponenten zu erhalten.

Inspektion

Optiken sollten grundsätzlich vor Gebrauch sowie vor und nach der Reinigung überprüft werden. Aufgrund der geringen Größe der meisten Verunreinigungen und Oberflächendefekte ist bei der Prüfung optischer Komponenten häufig der Einsatz einer Vergrößerungsvorrichtung erforderlich. Selbst mit einer Vergrößerungsvorrichtung ist es manchmal sinnvoll, die optische Oberfläche mit hellem Licht zu bestrahlen, um die Intensität der spiegelnden Reflexionen von Oberflächenverunreinigungen und -defekten zu erhöhen.

Bei der Inspektion einer reflektierenden Oberfläche sollte die Optik nahezu parallel zur Sichtlinie gehalten werden. Wenn Sie über die Oberfläche blicken, anstatt direkt darauf, sehen Sie Verunreinigungen und keine Reflexionen. Polierte Oberflächen wie Linsen sollten senkrecht zur Sichtlinie gehalten werden, damit Sie durch die Optik blicken können.

Befindet sich ein Oberflächendefekt auf einer sauberen optischen Oberfläche, kann die Größe des Defekts mithilfe eines Scratch-Dig-Paddels bestimmt werden. Dazu wird die Größe der kalibrierten Defekte auf dem Scratch-Dig-Paddel mit der Größe der Defekte auf der optischen Oberfläche verglichen. Überschreitet die Größe des Defekts auf der Oberfläche die Scratch-Dig-Spezifikation des Herstellers, muss die optische Optik möglicherweise ausgetauscht werden, um die gewünschte Leistung zu erzielen.

Reinigungsverfahren

Lesen Sie stets die Reinigungs- und Handhabungsempfehlungen des Herstellers, sofern verfügbar. Da die Reinigung einer Optik fast immer mit deren Handhabung verbunden ist, achten Sie bitte stets auf die Einhaltung der unten beschriebenen Reinigungsrichtlinien. Optiken können durch unsachgemäße Reinigung oder Handhabung dauerhaft beschädigt werden.

Nehmen Sie sich vor der Reinigung einer Optik die Zeit, diese zu untersuchen, um Art und Schwere der Verunreinigungen zu bestimmen. Dieser Inspektionsschritt sollte nicht übersprungen werden, da beim Reinigen der Optik häufig Lösungsmittel verwendet werden und die optische Oberfläche berührt wird. Dies kann bei zu häufiger Wiederholung zu Schäden an der optischen Oberfläche führen.

Bei Optiken mit mehreren Verunreinigungen kann die Reihenfolge der Entfernung wichtig sein, damit die optische Oberfläche nicht durch eine Verunreinigung beschädigt wird, während gleichzeitig eine andere entfernt wird. Ist eine Optik beispielsweise mit Öl und Staub verunreinigt, kann es passieren, dass beim Abwischen des Öls die optische Oberfläche zerkratzt wird, da der Staub durch das Wischtuch über die Oberfläche gezogen wird.

Abblasen der Oberfläche einer Optik

Staub und andere lose Verunreinigungen sollten in der Regel vor jeder anderen Reinigungsmethode abgeblasen werden. Hierzu wird eine Sprühflasche mit inertem Staubgas oder eine Blasebalgpumpe benötigt. Pusten Sie nicht mit dem Mund auf die Oberfläche, da sich sonst Speicheltropfen auf der optischen Oberfläche ablagern können.

Wenn Sie Inertgas verwenden, halten Sie die Dose vor und während des Vorgangs aufrecht. Schütteln Sie die Dose vor und während des Gebrauchs nicht. Starten Sie den Gasfluss so, dass die Düse vom optischen Element weg zeigt. So verhindern Sie, dass sich das Inertgas auf der optischen Oberfläche ablagert. Wenn Sie Gas aus der Dose verwenden, halten Sie die Dose etwa 15 cm vom optischen Element entfernt und stoßen Sie kurz. Schwenken Sie die Düse der Inertgasdose in einem streifenden Winkel über das optische Element. Zeichnen Sie bei großen Flächen ein Achtermuster über die optische Oberfläche.

Diese Reinigungsmethode kann für fast alle Arten von Optiken verwendet werden. Für einige Optiken wie holografische Gitter, Strichgitter, ungeschützte Metallspiegel, Kalzitpolarisatoren und Pellikel-Strahlteiler, die durch physischen Kontakt beschädigt werden können, ist dies jedoch die einzige zugelassene Reinigungsmethode. Da diese Reinigungsmethode berührungslos und lösungsmittelfrei ist, sollte sie als erster Schritt bei der Reinigung fast aller Optiken verwendet werden.

Achtung: Die 2 μm dicke Nitrozellulosemembran auf Pellikel-Strahlteilern ist extrem zerbrechlich und kann durch die Kraft der Luft auf der Oberfläche leicht beschädigt werden. Achten Sie bei der Verwendung von Druckluft in Kombination mit diesen Optiken darauf, dass die Flasche weit genug entfernt ist, um die Membran nicht zu beschädigen.

Achtung: Die polierte Austrittsfläche von Kalzitpolarisatoren ist sehr empfindlich und kann durch zu direktes Aufblasen der Oberfläche beschädigt werden.

Alternative Reinigungsmethoden

Wenn das Abblasen der Optikoberfläche nicht ausreicht, sind die folgenden anderen Reinigungsmethoden und -materialien geeignet. Verwenden Sie zum Reinigen einer Optik immer saubere Tücher und optische Lösungsmittel, um Schäden durch Verunreinigungen zu vermeiden. Die Tücher sollten immer mit einem geeigneten Lösungsmittel angefeuchtet und niemals trocken verwendet werden. Geeignete Tücher (in der Reihenfolge ihrer Weichheit) sind reine Baumwolle (z. B. Webril Wipes oder Cotton Balls), Linsenreinigungstücher und Wattestäbchen.

Typische Lösungsmittel zur Reinigung sind Aceton, Methanol, Isopropylalkohol und TravelSAFE Precision Optical Cleaner. Verwenden Sie alle Lösungsmittel mit Vorsicht, da die meisten giftig, entzündlich oder beides sind. Lesen Sie vor der Verwendung von Lösungsmitteln die Produktdatenblätter und Sicherheitsdatenblätter sorgfältig durch.

Reinigen der Optik

Fingerabdrücke und grobe Staubpartikel können, sofern vom Hersteller genehmigt, durch Eintauchen der Optik in eine milde Lösung aus destilliertem Wasser und optischer Seife entfernt werden. Die Optik sollte nicht länger als nötig eingetaucht bleiben, um die Verunreinigungen zu entfernen. Spülen Sie die Optik anschließend mit sauberem destilliertem Wasser ab. Je nach Optik kann die Methode „Drop and Drag“ oder „Lens Tissue“ (Applikator) verwendet werden, um ein Lösungsmittel wie Aceton, Methanol oder ein anderes schnell trocknendes Lösungsmittel wie den Precision Optical Cleaner von TravelSAFE auf die Optik aufzutragen und so die Trocknung zu beschleunigen. Vermeiden Sie die Bildung von Pfützen während des Trocknens von Reinigungslösungen, da dies zu Streifen auf der optischen Oberfläche führen kann.

Drop-and-Drag-Methode

Die Drop-and-Drag-Methode eignet sich zum Reinigen flacher optischer Oberflächen, die höher liegen als die umgebenden Oberflächen. Untersuchen Sie zunächst die Optik, um die Position der Verunreinigungen zu bestimmen. So können Sie das Ziehen so planen, dass die Verunreinigung so schnell wie möglich von der Optikoberfläche abgehoben und nicht darübergezogen wird. Platzieren oder halten Sie die Optik nach der Untersuchung so, dass eine schwache seitliche Kraft auf der Oberfläche sie nicht bewegt. Nehmen Sie ein frisches, sauberes Linsenreinigungstuch und halten Sie es über die Optik (ohne Kontakt), sodass es beim Ziehen über die optische Oberfläche gezogen wird. Geben Sie anschließend ein oder zwei Tropfen eines zugelassenen schnell trocknenden Lösungsmittels auf das über der Optik gehaltene Linsenreinigungstuch. Durch das Gewicht des Lösungsmittels kommt das Linsenreinigungstuch mit der optischen Oberfläche in Kontakt. Ziehen Sie das feuchte Linsenreinigungstuch langsam, aber stetig über die Optik und achten Sie darauf, es nicht von der Oberfläche abzuheben. Ziehen Sie das Linsenreinigungstuch weiter, bis es von der optischen Oberfläche abgehoben ist.

Die richtige Menge Lösungsmittel hält das Linsentuch während des gesamten Ziehvorgangs feucht, hinterlässt aber nach dem Ziehvorgang keine sichtbaren Lösungsmittelspuren auf der optischen Oberfläche. Überprüfen Sie die Optik und wiederholen Sie den Vorgang bei Bedarf. Verwenden Sie jedoch jedes Blatt Linsentuch nur einmal. Diese Reinigungsmethode wird von vielen bevorzugt, da das Linsentuch nur leichten Kontakt mit der optischen Oberfläche hat. Mit dieser Methode lassen sich kleine anhaftende Partikel und Öle erfolgreich von optischen Oberflächen entfernen. Hohe Schadstoffkonzentrationen erfordern oft wiederholte Behandlungen.

Linsengewebe mit Pinzette oder Applikatormethode

Diese Methode wird häufig bei gefassten oder gekrümmten Optiken verwendet, die mit einem Lösungsmittel gereinigt werden müssen. Untersuchen Sie die Optik, um die Verschmutzungsquellen zu lokalisieren. Planen Sie einen Wischpfad, bei dem keine größeren Verunreinigungen als nötig über die optische Oberfläche gezogen werden. Wenn Sie Linsenreinigungspapier verwenden, ist es wichtig, das Papier so zu falten, dass der Teil des Papiers, der mit der Optik in Berührung kommt, nicht berührt wird. Klemmen Sie das gefaltete Linsenreinigungspapier mit einer Pinzette so fest, dass Sie damit sanft über die optische Oberfläche wischen können. Geben Sie anschließend ein paar Tropfen Lösungsmittel auf das Linsenreinigungspapier. Das Papier sollte feucht, aber nicht tropfnass sein. Wenn zu viel Lösungsmittel verwendet wurde, schütteln Sie das überschüssige Lösungsmittel vorsichtig vom Linsenreinigungspapier. Wischen Sie nun mit dem Linsenreinigungspapier mit sanften Bewegungen über die optische Oberfläche.

Drehen Sie das Linsentuch während des Wischens kontinuierlich, aber langsam. Dadurch verändert sich der Kontaktbereich mit der optischen Oberfläche kontinuierlich, da er sich nach oben dreht und so alle angesammelten Verunreinigungen von der Oberfläche entfernt. Untersuchen Sie die Optik nach dem Wischen auf verbleibende Verunreinigungen oder Streifen und wiederholen Sie den Reinigungsvorgang gegebenenfalls mit einem neuen Linsentuch. Streifen bilden sich häufig, wenn sich zu viel Lösungsmittel auf dem Linsentuch oder auf der optischen Oberfläche an der Wischkante befand. Wenn sich Streifen am Rand des Linsentuchs bilden, wählen Sie einen größeren Applikator oder planen Sie einen kontinuierlichen Wischweg, der die gewischte Schnittstelle auf der optischen Oberfläche beseitigt. Bei einem spiralförmigen oder schlangenförmigen Wischweg kann es erforderlich sein, ein langsamer trocknendes Lösungsmittel zu verwenden, damit die optische Oberfläche erst nach Abschluss des Wischvorgangs trocknet.

Reinigung mit Webril-Tüchern

Webril Wipes sind weiche Tücher aus reiner Baumwolle, die sich besonders für die Reinigung der meisten Optiken eignen. Sie halten Lösungsmittel gut, trocknen nicht so schnell aus wie Linsenreinigungstücher oder Wattestäbchen und zerfallen nicht so schnell wie andere Tücher. Die Außenkanten dieser Tücher können Fusseln hinterlassen, daher sollten Sie beim Reinigen immer die gefaltete Kante verwenden.

Für kleinere Optiken rollen Sie das Webril-Tuch mit der gefalteten Kante zur Spitze hin zu einem Kegel, befeuchten die Spitze mit einem Lösungsmittel und verwenden die Spitze als Wischfläche. Für größere Optiken schneiden Sie das Tuch zunächst in drei Stücke von ca. 2,6 x 4 Zoll. Falten Sie das Tuch der Länge nach auf 1,3 x 4 Zoll und falten Sie es ca. 1 Zoll vom Ende entfernt. Befeuchten Sie die letzte gefaltete Kante mit Lösungsmittel und verwenden Sie diese Kante zum Abwischen/Reinigen der optischen Oberfläche. Die Verwendung einer Pumpflasche zum Dosieren des Lösungsmittels erleichtert es, die Optik in einer Hand zu halten, während Sie das Tuch mit der anderen befeuchten.

Tragen Sie beim Reinigen Handschuhe oder Fingerlinge. Nehmen Sie die Optik mit einer Hand und wischen Sie mit dem Webril-Tuch leicht, kontinuierlich und langsam über die gesamte Oberfläche, um Streifenbildung zu vermeiden. Passen Sie gegebenenfalls die Lösungsmittelmenge, den Druck und/oder die Wischgeschwindigkeit an, um Streifenbildung zu vermeiden. Die Wischdauer variiert auch je nach Lösungsmittel. Beispielsweise müssen Sie bei Verwendung von Aceton etwas schneller wischen als bei Verwendung von Alkohol, da Aceton schneller trocknet.

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