Контрол и измерване на дебелината на контактни лещи и оптични елементи
За тази задача могат да се използват универсални дебеломери от серия 137/157 на Bristol Instruments, които са изключително точни. Тези устройства използват безконтактни методи за контрол, които нямат никакво механично въздействие върху изследваните проби. Освен това тези измервателни уреди се характеризират с точност на измерване на дебелината до ± 0,0001 mm, която остава непроменена в продължение на много години употреба. Това е особено важно при контрола на офталмологичните продукти, в частност на дебелината на контактните лещи, както и за точното измерване на дебелината на компонентите на различни оптични системи, инструменти и устройства, които са прости залепени лещи или с въздушна междина и по-сложни.
Експериментирайте
За проверка на контактните лещи беше използван оптичен дебеломер от серия 157. Той измерва два особено важни параметъра: централната дебелина (CT) и сагиталната височина (SH) на лещата. Струва си да се отбележи, че чувствителността на системата от серия 157 е достатъчна за извършване на измервания, когато контактната леща е в клетката във физиологичен разтвор. Това запазва основните условия за поддържане на тези лещи при ежедневна употреба.
Ориз. 1. Леща във физиологичен разтвор.
По време на измерванията клетката с лещата във физиологичен разтвор беше леко наклонена, за да се осигури стабилна позиция на лещата. За да се извърши правилно измерване, оптичната сонда на глюкомера беше настроена спрямо оптичната ос на контактната леща (вижте фигурата по-долу).
Ориз. 2. Настройка на оптичната сонда на инструмента
Светлината от дебеломера беше насочена към оптичната сонда през влакното и след това падна върху изследваната леща през клетката. Отражение от всяка повърхноствърнати обратно към измервателя на дебелината и анализирани. Екранна снимка на прозореца на програмата по време на измерване на контактни лещи е показана по-долу. В резултат на измерванията са получени четири пика, съответстващи на двете вътрешни стени на клетката и задната и предната повърхност на контактната леща. Съответните измерени дебелини са обозначени със съответните пикове, показани в програмата. Числените стойности за измерената централна дебелина (слой 2) и сагитална височина (слой 3) бяха съответно 95,45 µm и 3645,21 µm. Грешката при определяне на тези стойности беше 0,1 μm.
Ориз. 3. Прозорец на анализиращата програма
Следната фигура показва стабилността на измерванията във времето с този инструмент, а именно стойността на централната дебелина без осредняване за 5 минути. Стандартното отклонение на измерванията беше само ±0,027 µm. Тази отлична стабилност е едно от доказателствата, че дебеломерът от серия 157 предоставя най-точните измервания в своя клас. Още веднъж си струва да се отбележи, че не е използвано осредняване за потвърждаване на такива характеристики по време на измерванията.
Ориз. 4. Графика на измерване на стабилността на дебелината на контактната леща
Дебеломер от същата серия също беше използван за измерване на дебелината на оптичната система. Оптичната система се състоеше от две залепени заедно лещи. Дебеломерът от серия 157 също е идеален за тази задача, тъй като може да определи оптичната дълбочина на системата с точност от ± 0,1 µm, а възпроизводимостта на измерването е ± 0,02 µm.
Настройката за този експеримент е много проста. Оптичната сонда беше настроена към оптичната ос на поставените залепени лещина измервателната маса. Светлината от LED диода беше насочена към изследваната система през влакното и оптичната сонда, а обратното отражение от всяка повърхност (горна, средна и долна) беше прехвърлено към измервателя на дебелината за анализ. Дебелината се изчислява с помощта на процесора, вграден в устройството, след което данните се прехвърлят на компютър и се показват в програмата.
Като система от две залепени лещи е използван ахроматичен обектив с две лещи. Дебелината на първата леща (N-BAF10, n = 1.6688) по паспорт е 4 мм. Дебелината на втората леща (N-SF6HT, n = 1.79482) по паспорт е 1.5 мм. За да се изчисли абсолютната физическа дебелина на изследваните лещи, е необходимо да се знае коефициентът на пречупване на всеки елемент от оптичната система и да се въведе в програмата за обработка на данни. Екранна снимка на прозореца на програмата с измерените стойности на дебелината е показана по-долу.
Ориз. 5. Прозорец на анализиращата програма
Вижда се, че в резултатите от измерването са регистрирани 3 пика, които съответстват на всяка граница на всяка леща. Първият връх е горната част на първата леща, вторият връх е границата между първата и втората леща, третият връх е долната граница на втората леща. Измерената дебелина на лещата беше: 3,74526 mm (N-SF6HT) и 1,68412 mm (N-BAF10). Общата дебелина е 5.42938 mm. Измерванията показаха, че общата централна дебелина на тази леща съответства на дебелината, декларирана в паспорта, с посочената грешка от ± 0,15 mm.