La mayoría de las disputas por componentes ópticos no surgen de un proveedor que hace mal el trabajo. Surgen de un plano que dejó una decisión abierta, y de dos personas que leen la misma línea de forma distinta. Esta guía presenta los seis grupos de información que contiene una especificación de vidrio óptico viable, en el orden en que deben decidirse.
Guías para compradores en la práctica
Este artículo recoge la orientación práctica que más a menudo damos cuando los clientes nos piden especificar esta gama, junto con los números en que se basa cada recomendación.
Empiece por la función, no por el material
La primera línea de una especificación debe decir qué hace la pieza: una ventana de protección, un sustrato de filtro, un elemento de ruta de medición, un separador mecánico que por casualidad es transparente. La función determina qué atributos pueden relajarse, y casi todas las piezas tienen al menos uno. Un vidrio de protección necesita dureza y claridad; un sustrato de filtro necesita homogeneidad y compatibilidad de recubrimiento; una ventana interferométrica necesita planitud y homogeneidad por encima de todo. Nombrar la función también da al proveedor margen para proponer un material más barato cuando el especificado es innecesario, que es la fuente más común de reducción de costo en una primera cotización.
Fije el sustrato por designación estándar
Escriba el material como una designación estándar en lugar de un nombre comercial, y añada los atributos que importan para la aplicación: tolerancia de índice, clase de homogeneidad, clase de burbuja e inclusión, y grado de estría. Cuando la pieza se suministra como chapa u oblea, añada tolerancia de espesor y variación de espesor total. Si una sustitución sería aceptable, dígalo por escrito, porque una sustitución sin consecuencia óptica de otro modo desencadena un ciclo de control de cambios inútil, y una sustitución no aprobada con consecuencia óptica es exactamente lo que un requisito de certificado debe prevenir.
Asigne tolerancias por característica y cotícelas
Dé a cada dimensión su propia tolerancia y sepa cuáles son estrechas. Las tolerancias dimensionales de ±0.05 mm son estándar; ±0.01 mm añade costo. Las tolerancias ópticas se cotizan en sus propias unidades: planitud en franjas, calidad de superficie en scratch-dig, paralelismo en segundos de arco, rugosidad en nanómetros. El chaflán, el tamaño de la muesca de borde y los criterios cosméticos también pertenecen al plano, porque un borde no especificado será lo que el operario considere normal. Cuando llega la primera cotización, la forma más rápida de reducirla suele ser relajar una tolerancia óptica en lugar de buscar un proveedor más barato.
Decida recubrimiento y acabado de borde antes de cortar el material
Los requisitos de recubrimiento cambian la especificación del sustrato y la preparación del borde, así que deben fijarse pronto. Indique la banda, la reflectancia o transmisión objetivo, el ángulo de incidencia en el que son válidos los números, y las pruebas ambientales que el recubrimiento debe pasar. Indique dónde se permite que el recubrimiento se extienda y dónde debe detenerse, dejando un margen claro para el montaje. En el borde, indique si se requiere un acabado rectificado, con chaflán o pulido: un borde cortado por láser y un borde pulido no son intercambiables, y la diferencia suele revelarse en el ciclado térmico en lugar de en la inspección de recepción.
Defina la inspección y el paquete de documentación
Diga qué se medirá, en cuántas piezas, y qué registro viaja con el envío. Para la mayoría de las piezas, medición dimensional del 100 por ciento más muestreo para cosmética es la división sensata, con una medición espectral añadida cuando la pieza está recubierta. El paquete de documentación vale la pena especificarlo explícitamente: certificado de material, informe dimensional, curva de recubrimiento, resultados de pruebas ambientales y trazabilidad de lote. Los compradores que los piden en la cotización los obtienen sin costo adicional; los que los piden tras la entrega suelen pagar por una reinspección.
Escriba las suposiciones
Termine la especificación con las condiciones que la pieza experimentará: temperatura máxima, químicos de limpieza, método de montaje, si se unirá con adhesivo, y la vida de servicio esperada. Estas líneas no cuestan nada y resuelven la mayor parte de la ambigüedad que de otro modo surge en la primera pieza. También dan al proveedor la información necesaria para elegir un proceso en lugar de solo cumplir una tolerancia, que es donde se decide la mayor parte de la diferencia entre una pieza buena y una aceptable.
Datos de selección de un vistazo
| Material | Índice (nd) | Uso típico | Notas |
|---|---|---|---|
| B270 / soda-lime | 1.523 | Vidrio de protección, filtros, iluminación | Coste más bajo, pulido rápido |
| BK7 (N-BK7) | 1.517 | Óptica general, ventanas | Excelente homogeneidad, pocas burbujas |
| Borosilicate 3.3 | 1.471 | Ventanas resistentes al calor, vidrio fino | CTE 3.3 ppm/K |
| Eagle XG | 1.510 | Pantallas, óptica de lámina fina | Sin álcalis, alabeo muy bajo |
| Sílice fundida / cuarzo | 1.458 | UV, láser, alta temperatura | Transmisión en UV profundo, umbral de daño elevado |
| Sapphire | 1.768 | Ventanas resistentes a rayas, IR | Mohs 9, mecanizado anisotrópico |
| Vidrio azul (tipo BG) | 1.52 - 1.55 | Corte de IR para cámaras | NIR absorbente, corrección de color |
| Glass wafer | varies | Sensores, encapsulado | 0.1 - 1 mm, TTV bajo |
Preguntas frecuentes
¿Puede sustituir B270 por BK7?
Solo tras comprobar el diseño óptico. Sus índices difieren lo bastante para desplazar la longitud de onda central efectiva de un recubrimiento y cambiar el foco de una lente. La sustitución es aceptable para un vidrio de protección o una ventana mecánica, y una mala idea para un borde de filtro o un elemento de imagen, salvo que se reoptimice el diseño.
¿Qué material debo usar para una pieza que se soldará o autoclavará?
Un sustrato de baja dilatación como borosilicato 3.3, Eagle XG o sílice fundida. El fallo que evita es el choque térmico y el alabeo posterior al proceso, y ambos dependen más del coeficiente de dilatación térmica que de la resistencia.
¿Cuánto afecta la elección del material al plazo de entrega?
El vidrio de cal sodada, B270 y el borosilicato estándar se envían desde stock en días. La sílice fundida, el cuarzo y el zafiro se fabrican con frecuencia bajo pedido, y sus tasas de rectificado y pulido más lentas añaden de días a semanas al plazo de entrega del material.
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