Ventanas de zafiro Se utilizan en instrumentos ópticos, equipos de semiconductores, sistemas láser, recipientes a presión, sensores aeroespaciales y otras aplicaciones en las que se requiere tanto transparencia óptica como resistencia mecánica.
Antes del envío, debe inspeccionarse una ventana de zafiro para comprobar que sus dimensiones, el estado de su superficie, sus prestaciones ópticas y su embalaje se ajustan al plano y a las especificaciones de compra del cliente.
Esta inspección es más compleja que la simple comprobación de si la ventana es transparente o no presenta grietas visibles. Una ventana de zafiro puede parecer aceptable a simple vista y, sin embargo, presentar variaciones excesivas de espesor, errores de forma superficial, deformación en cuña, falta de uniformidad en el recubrimiento o contaminación microscópica.
Un proceso completo de control de calidad puede incluir:
- Verificación del material y de la orientación cristalina
- Inspección visual
- Medición dimensional
- Medición del espesor y de la variación total del espesor
- Inspección de la calidad de la superficie
- Pruebas de planitud y de frente de onda transmitido
- Inspección de paralelismo o de cuña
- Medición de la rugosidad superficial
- Pruebas de transmisión óptica
- Inspección de recubrimientos
- Inspección de bordes y chaflanes
- Verificación de la limpieza
- Inspección final de la documentación y del embalaje
El plan de inspección concreto depende de la función de la ventana de zafiro y de las tolerancias especificadas por el cliente.
1. Por qué es importante la inspección previa al envío
El zafiro es conocido por su elevada dureza, resistencia química, estabilidad térmica y resistencia mecánica. Sin embargo, estas ventajas del material no garantizan automáticamente que una lente acabada funcione correctamente en un sistema óptico.
Los procesos de fabricación, como el corte de cristal, el esmerilado, el lapeado, el pulido, la limpieza y el recubrimiento, pueden provocar desviaciones dimensionales u ópticas.
Entre los riesgos habituales se incluyen:
- Diámetro o dimensiones del contorno incorrectos
- Variación excesiva del espesor
- Arañazos o picaduras en la superficie
- Chips Edge
- Mala planitud de la superficie
- Cuña excesiva
- Alta rugosidad superficial
- Inclusiones internas
- Defectos en el recubrimiento
- Contaminación por partículas
- Daños en el embalaje
La inspección previa al envío tiene por objeto detectar estos problemas antes de que el producto llegue al cliente.
En el caso de las ventanas industriales estándar, la inspección puede basarse en un examen visual y en mediciones dimensionales básicas. En el caso de los componentes de grado láser o interferométricos, el proceso puede requerir interferómetros calibrados, espectrofotómetros, perfilómetros de superficie e informes de inspección detallados.
2. Revisión de planos y especificaciones
La inspección debe comenzar con una revisión del plano del cliente, la orden de compra y los requisitos técnicos.
El inspector debe comprobar lo siguiente:
- Calidad del material
- Orientación del zafiro
- Forma de la ventana
- Diámetro, longitud y anchura
- Espesor y tolerancia de espesor
- Apertura útil
- Requisitos de calidad de la superficie
- Requisito de planitud
- Requisito de paralelismo o de cuña
- Rugosidad superficial
- Acabado de los bordes
- Recubrimiento óptico
- Longitud de onda de transmisión
- Norma de inspección
- Informes o certificados obligatorios
Este paso es importante porque algunas especificaciones pueden interpretarse de forma diferente si no se define claramente el método de medición.
Por ejemplo, un plano puede especificar una planitud de λ/4 sin indicar la longitud de onda de ensayo, la apertura útil ni si el valor se refiere a la desviación de la superficie o al error de frente de onda.
Del mismo modo, el valor de «rayado-excavación» debe identificar el sistema de inspección aplicable. La norma ISO 10110-7 especifica cómo se indican las imperfecciones superficiales aceptables dentro de una zona de ensayo definida, incluidas las imperfecciones localizadas, los arañazos largos y las mellas en los bordes.
Los resultados de la inspección deben evaluarse siempre en función del plano acordado, y no basándose en una idea general de lo que constituye una ventana de zafiro “en buen estado”.
3. Inspección visual de la superficie
La inspección visual suele ser uno de los primeros pasos del control de calidad.
La ventana de zafiro se examina bajo una iluminación controlada para detectar defectos visibles tales como:
- Arañazos
- Excavaciones
- Boxes
- Grietas
- Patatas fritas
- Marcas de pulido
- Manchas
- Residuo
- Huellas dactilares
- Imperfecciones del recubrimiento
- Partículas extrañas
Las condiciones de inspección pueden incluir un fondo oscuro, iluminación direccional, aumento y una distancia de observación definida.
El inspector debe evaluar toda la apertura óptica, comprobando al mismo tiempo si hay algún defecto dentro o fuera de la apertura útil.
Es posible que un pequeño defecto cerca del borde exterior no afecte a la trayectoria óptica, mientras que el mismo defecto en el centro de la apertura útil podría resultar inaceptable.
La inspección visual también debe distinguir entre la contaminación superficial y los daños permanentes. Una marca causada por residuos de limpieza puede desaparecer tras volver a limpiarla, mientras que un arañazo provocado por el pulido sigue formando parte de la superficie.
4. Inspección mediante rascado y excavación
La inspección mediante rascado y excavación permite evaluar las imperfecciones superficiales localizadas.
En la notación óptica habitual, una especificación como 60-40 o 20-10 indica el nivel de calidad permitido en cuanto a arañazos y hendiduras. Por lo general, los valores más bajos representan requisitos de calidad superficial más estrictos.
Entre los niveles de aplicación habituales se pueden incluir:
| Nivel de excavación superficial | Solicitud general |
|---|---|
| 80-50 | Ventanas de protección para locales comerciales |
| 60-40 | Óptica industrial general |
| 40-20 | Sistemas de imagen de precisión |
| 20-10 | Óptica láser y científica |
| 10-5 | Sistemas ópticos de alta precisión |
La inspección mediante rayado no debe confundirse con la medición de la rugosidad superficial.
La prueba de rayado evalúa las imperfecciones visibles aisladas, mientras que la rugosidad evalúa la textura microscópica en un área medida.
La norma ISO 10110-7 trata sobre la indicación de imperfecciones superficiales en los planos ópticos, mientras que la norma ISO 14997 describe métodos prácticos para evaluar dichas imperfecciones.
En el caso de las ventanas de zafiro recubiertas, la inspección debe incluir también arañazos en el recubrimiento, poros, manchas y defectos de adhesión localizados.
5. Inspección dimensional
La inspección dimensional comprueba que la geometría física de la ventana de zafiro se ajuste al plano.
Entre las medidas habituales se incluyen:
- Diámetro exterior
- Longitud y anchura
- Radio de la curva
- Diámetro del orificio
- Dimensiones de la ranura
- Dimensiones de los peldaños
- Ancho del bisel
- Ángulo de bisel
- Espesor
- Espesor del borde
- Posición de los elementos taladrados o mecanizados
En función de la tolerancia, los inspectores pueden utilizar:
- Calibres digitales
- Micrómetros externos
- Medidores de altura
- Microscopios para herramientas
- Comparadores ópticos
- Máquinas de medición por coordenadas
- Sistemas de medición por visión sin contacto
La medición por contacto debe realizarse con cuidado. Aunque el zafiro es muy resistente a los arañazos, la fuerza localizada ejercida por un instrumento de medición puede dañar los bordes finos o las superficies recubiertas.
En el caso de los componentes de precisión, los equipos de medición deben estar calibrados y ser adecuados para la incertidumbre requerida.
6. Medición del espesor
El espesor es un parámetro fundamental, ya que influye en la resistencia mecánica, la longitud del recorrido óptico, el ajuste durante el montaje y la resistencia a la presión.
El espesor puede medirse mediante:
- Micrómetros mecánicos
- Medidores de espesor digitales
- Medidores ópticos sin contacto
- Sistemas interferométricos de medición de espesor
Normalmente, las mediciones deben realizarse en varias posiciones, en lugar de en un solo punto.
En el caso de una ventana circular de zafiro, los puntos de inspección pueden incluir:
- Centro
- Cuatro o más puntos alrededor del radio medio
- Ubicaciones cercanas al borde útil
Este método de medición permite determinar si la ventana tiene un grosor uniforme o un perfil en forma de cuña.
Hay que controlar la fuerza de medición, sobre todo en el caso de ventanas finas. Una fuerza excesiva puede deformar la pieza y dar lugar a una lectura inexacta.
7. Variación del espesor total
La variación del espesor total, comúnmente abreviada como TTV, es la diferencia entre el espesor máximo y el mínimo medidos en el área especificada.
El TTV puede expresarse como:
TTV = Espesor máximo − Espesor mínimo
Un TTV bajo es importante en aplicaciones como:
- Imagen óptica
- Equipos semiconductores
- Conjuntos de sensores de precisión
- Pilas ópticas unidas
- Sistemas interferométricos
- Ventanas que requieren un paralelismo estricto
Una ventana de zafiro puede cumplir la tolerancia de espesor nominal y, aun así, no cumplir el requisito de TTV.
Por ejemplo, es posible que todas las mediciones se encuentren dentro del rango de espesor total permitido, pero que la diferencia entre un lado y el otro siga siendo demasiado grande.
El TTV puede medirse mediante sistemas de cartografía mecánica, medidores capacitivos o métodos interferométricos ópticos, en función de la precisión requerida.
8. Inspección del diámetro, la forma y el contorno
En el caso de las ventanas redondas, el inspector debe comprobar lo siguiente:
- Diámetro nominal
- Tolerancia de diámetro
- Redondez
- Condición de borde
- Uniformidad del bisel
En el caso de ventanas rectangulares o con formas personalizadas, la inspección adicional puede incluir:
- Longitud y anchura
- Perpendicularidad
- Dimensiones de los lados paralelos
- Radio de la curva
- Precisión del perfil
- Posición del hoyo
Una ventana con unas dimensiones nominales correctas puede seguir planteando problemas de montaje si presenta una redondez deficiente o un perfil de las esquinas inexacto.
Los sistemas de medición por visión son útiles para formas irregulares, ya que permiten comparar el contorno medido con los datos CAD.
9. Inspección de bordes y biseles
El borde de una ventana de zafiro es importante desde el punto de vista mecánico, ya que las grietas suelen comenzar en los bordes dañados.
La inspección de los bordes debe identificar:
- Patatas fritas
- Microfisuras
- Esquinas afiladas
- Chaflanes irregulares
- Marcas de esmerilado
- Fractura localizada
- Pulido incompleto de los bordes
Un chaflán o bisel ayuda a eliminar el borde afilado y frágil que se forma durante el corte y el rectificado.
El inspector podrá comprobar:
- Ancho del bisel
- Ángulo de bisel
- Uniformidad en todo el perímetro
- Tamaño máximo permitido de las virutas de los bordes
- Si las virutas entran en la apertura libre
Los defectos en los bordes que no afectan de forma significativa a la transmisión óptica pueden, no obstante, reducir la resistencia mecánica. Esto es especialmente importante en el caso de las ventanas de presión, las ventanas de vacío y los componentes instalados en soportes de compresión.
10. Inspección de la planitud de la superficie
La planitud describe en qué medida una superficie óptica se desvía de un plano ideal.
Se puede expresar utilizando unidades físicas o fracciones de una longitud de onda, como por ejemplo:
- 1λ
- λ/2
- λ/4
- λ/10
Deben indicarse la longitud de onda de referencia aplicable y la apertura de medición.
La norma ISO 10110-5 establece las reglas para indicar las tolerancias de forma de la superficie en los planos ópticos.
La planitud se mide habitualmente con un interferómetro óptico. Se compara la superficie del zafiro con una superficie de referencia calibrada y se analiza el patrón de interferencia resultante.
Los interferómetros modernos con desplazamiento de fase pueden generar un mapa completo de la superficie en el que se muestran:
- Desviación entre el valor máximo y el mínimo
- Error de superficie RMS
- Potencia
- Irregularidad
- Astigmatismo
- Deformación superficial local
El NIST describe la comparación interferométrica directa con una placa de referencia y tres métodos de calibración basados en placas para la medición de precisión de la planitud.
El método de sujeción es especialmente importante a la hora de medir ventanas de zafiro grandes o delgadas. La gravedad, la sujeción por los bordes o la presión del dispositivo de sujeción pueden deformar la pieza y alterar la forma de la superficie medida. Las investigaciones del NIST han demostrado que la deformación provocada por el montaje y el hundimiento por gravedad pueden influir de manera significativa en los resultados de precisión de la planitud.
11. Inspección del paralelismo y de las cuñas
El paralelismo describe la relación angular entre las superficies ópticas delantera y trasera.
Si las dos superficies no son paralelas, la ventana contiene una cuña.
El paralelismo puede especificarse en:
- Minutos de arco
- Segundos de arco
- Miliradianes
- Microradianes
- Variación del espesor
Una cuña excesiva puede provocar:
- Desviación del haz
- Desplazamiento de la imagen
- Reflexiones dobles
- Error de alineación óptica
- Longitud de recorrido óptico desigual
Los métodos de inspección incluyen:
- Medición del espesor en varios puntos
- Pruebas con autocolimador
- Medición interferométrica
- Pruebas de desviación del rayo láser
Un autocolimador permite observar los reflejos de las superficies delantera y trasera. A partir de ahí, la separación angular entre las imágenes reflejadas puede utilizarse para determinar la relación entre las superficies.
En el caso de las ventanas láser, en ocasiones puede especificarse una cuña deliberada para evitar interferencias no deseadas entre los reflejos. Por lo tanto, el inspector no debe dar por sentado que siempre se requieren superficies perfectamente paralelas.
12. Inspección por frente de onda transmitido
La planitud de la superficie mide la forma de una superficie concreta, pero el análisis de frentes de onda transmitidos evalúa el efecto óptico combinado de toda la ventana de zafiro.
El error de frente de onda transmitido puede deberse a:
- Deformación de la superficie frontal
- Deformación de la superficie posterior
- Variación del espesor
- Heterogeneidad cristalina
- Cuña
- Tensión residual
- Deformación creciente
Durante la inspección, un haz de referencia atraviesa la ventana de zafiro y el frente de onda transmitido se compara con un frente de onda de referencia.
Esta prueba es especialmente importante para:
- Imágenes de alta resolución
- Interferometría
- Emisión del rayo láser
- Metrología óptica
- Detección de precisión
Una ventana de zafiro puede presentar una planitud superficial individual aceptable y, aun así, producir una distorsión inaceptable del frente de onda transmitido.
Por lo tanto, en aplicaciones exigentes pueden especificarse tanto la planitud de la superficie como el error del frente de onda transmitido.
13. Medición de la rugosidad superficial
La rugosidad superficial describe las variaciones microscópicas que persisten tras el pulido.
Entre los parámetros habituales se incluyen:
- Ra
- Rq
- Rugosidad RMS
- Altura entre el punto más alto y el más bajo
Los métodos de medición pueden incluir:
- Profilometría con aguja
- Microscopía de fuerza atómica
- Interferometría de luz blanca
- Interferometría de barrido de coherencia
- Profilometría óptica
El NIST define la interferometría de barrido de coherencia como un método de medición de la topografía de superficies que localiza los franjas de interferencia durante un barrido de la trayectoria óptica.
La rugosidad de la superficie influye en:
- Dispersión óptica
- Resistencia al daño causado por el láser
- Adhesión del recubrimiento
- Transmisión de longitud de onda corta
- Contraste de la imagen
- Comportamiento de limpieza
Una superficie que supere la inspección de arañazos y hendiduras puede seguir presentando una rugosidad microscópica excesiva.
En aplicaciones que utilizan rayos ultravioleta, láser o que requieren una baja dispersión, puede ser necesario medir la rugosidad por separado, incluso cuando la superficie parezca perfecta a simple vista.
14. Pruebas de transmisión óptica
Las pruebas de transmisión verifican la cantidad de luz que atraviesa la ventana de zafiro en el rango de longitudes de onda requerido.
El espectrofotómetro se utiliza habitualmente para medir la transmisión desde el ultravioleta hasta las longitudes de onda visibles o infrarrojas, dependiendo de la configuración del equipo y del grado de calidad del zafiro.
La prueba permite detectar:
- Reducción de la transmisión
- Absorción inesperada
- Rendimiento incorrecto del recubrimiento
- Contaminación de los materiales
- Pérdida óptica relacionada con el espesor
- Desuniformidad espectral
La transmisión debe medirse en función de la banda de aplicación real.
Una medición en luz visible no es suficiente para una ventana destinada a funcionar en el espectro ultravioleta o infrarrojo.
En el caso de las ventanas con recubrimiento, la transmisión medida representa el efecto combinado de:
- Absorción del zafiro
- Reflejo superficial
- Rendimiento del recubrimiento
- Espesor de la ventana
- Orientación cristalina
- Ángulo de incidencia
15. Inspección del recubrimiento antirreflectante
Muchas ventanas de zafiro se suministran con recubrimientos antirreflectantes para reducir los reflejos y mejorar la transmisión.
La inspección de los recubrimientos puede incluir:
- Examen visual
- Medición de la transmisión espectral
- Medición de la reflexión espectral
- Evaluación de la uniformidad del recubrimiento
- Pruebas de adhesión
- Ensayos de resistencia ambiental
Entre los defectos visuales del recubrimiento pueden figurar:
- Agujeros de alfiler
- Manchas
- Desuniformidad del color
- Defectos en los bordes
- Arañazos
- Exfoliación
- Nubosidad
- Contaminación
El color aparente de un recubrimiento antirreflectante puede variar en función del ángulo de visión y las condiciones de iluminación. Una diferencia de color apreciable no siempre significa que el recubrimiento no cumpla con las especificaciones.
La medición espectral es más fiable porque evalúa directamente el rendimiento óptico en todo el rango de longitudes de onda especificado.
En el caso de los pedidos críticos, la inspección del recubrimiento puede realizarse en varios puntos de la apertura libre para comprobar su uniformidad.
16. Verificación de la orientación cristalina
El zafiro es un material monocristalino cuyas propiedades ópticas y físicas dependen de su orientación.
Entre las orientaciones más habituales se encuentran:
- Plano C
- Plano A
- Plano R
- Plano M
- Orientaciones fuera del eje personalizadas
La orientación puede afectar a:
- Birrefringencia
- Comportamiento mecánico
- Expansión térmica
- Características de mecanizado
- Respuesta de polarización óptica
La orientación cristalina puede verificarse mediante:
- Difracción de rayos X
- Difracción de Laue
- Marcas de referencia de orientación
- Registros de crecimiento de cristales de los proveedores
En el caso de las ventanas de protección general, es posible que la orientación no sea siempre un factor determinante. Sin embargo, en los sistemas ópticos polarizados, los equipos semiconductores y los instrumentos científicos especializados, una orientación incorrecta puede afectar al rendimiento.
Por lo tanto, la verificación de la orientación debe incluirse siempre que se especifique en el plano.
17. Inspección de defectos internos
Aunque el zafiro sintético de alta calidad es muy transparente, pueden presentarse defectos internos.
Entre las posibles características internas se incluyen:
- Burbujas
- Inclusiones
- Líneas de crecimiento
- Centros de color
- Niebla localizada
- Tensión interna
- Defectos cristalinos
La inspección podrá realizarse mediante:
- Examen con luz transmitida
- Iluminación de campo oscuro
- Inspección con luz polarizada
- Microscopía óptica
- Dispersión láser
- Sistemas de imagen
La inspección con luz polarizada permite detectar patrones de tensión interna o efectos ópticos relacionados con la estructura cristalina que pueden no ser visibles bajo una iluminación normal.
Los criterios de aceptación deben distinguir entre las características normales del cristal y los defectos que influyen en la función óptica prevista.
18. Inspección de la birrefringencia y las tensiones
El zafiro es birrefringente por naturaleza debido a su estructura cristalina.
Además de su birrefringencia inherente, las tensiones derivadas del mecanizado, el recubrimiento o el montaje pueden provocar un retraso óptico adicional.
En la inspección de tensiones se pueden utilizar polarizadores cruzados para detectar patrones no uniformes.
Esta inspección es especialmente relevante para:
- Sistemas ópticos sensibles a la polarización
- Aplicaciones láser
- Imágenes de alta precisión
- Conjuntos de zafiro adheridos
- Ventanas sometidas a una elevada carga mecánica
Un patrón de tensión no indica automáticamente un fallo, pero una tensión localizada intensa cerca de un borde o de un punto de fijación puede sugerir un riesgo de agrietamiento o de distorsión óptica.
19. Limpieza e inspección de partículas
Una ventana de zafiro que cumpla con los requisitos técnicos puede ser rechazada si llega al cliente con polvo, grasa, huellas dactilares o restos del embalaje.
La limpieza final puede incluir:
- Disolventes filtrados
- Limpieza por ultrasonidos
- Enjuague con agua desionizada
- Secado sin contacto
- Limpieza con paños en salas blancas
- Aire ionizado
Tras la limpieza, se debe comprobar que la ventana no presente:
- Partículas
- Fibras
- Marcas de agua
- Residuos de disolvente
- Huellas dactilares
- Contaminación por adhesivo
- Residuos de embalaje
El nivel de limpieza adecuado depende de la aplicación.
Los componentes semiconductores, de vacío y láser suelen requerir un control de partículas más estricto que las cubiertas protectoras habituales.
Las ventanas limpias solo deben manipularse con guantes adecuados o con herramientas que no entren en contacto con ellas. Debe evitarse el contacto directo con la superficie óptica.
20. Ensayos mecánicos y medioambientales
Algunas ventanas de zafiro requieren pruebas adicionales, más allá de la inspección dimensional y óptica habitual.
Entre las pruebas posibles se incluyen:
- Pruebas de presión
- Pruebas de fugas al vacío
- Ciclos térmicos
- Exposición a la temperatura
- Pruebas de humedad
- Golpe mecánico
- Ensayos de vibración
- Pruebas de adherencia del revestimiento
- Ensayos de resistencia química
Estas pruebas se realizan normalmente cuando la ventana de zafiro forma parte de un conjunto completo o cuando así lo solicita el cliente.
Una ventana de zafiro instalada en una carcasa metálica puede superar todas las inspecciones ópticas, pero aun así fallar si la junta presenta fugas bajo presión o si el conjunto sufre tensiones durante los ciclos térmicos.
21. Inspección por muestreo e inspección completa
No todas las órdenes de fabricación requieren que se midan todas las dimensiones de todas las piezas.
La estrategia de inspección puede incluir:
Inspección completa
Cada ventana de zafiro se somete a una inspección para comprobar que cumple con los parámetros especificados.
Se suele utilizar para:
- Pequeñas cantidades
- Componentes de tolerancia estrecha
- Ventanas aptas para láser
- Piezas aeroespaciales
- Productos personalizados de gran valor
Inspección por muestreo
Se inspecciona un porcentaje o un número determinado de piezas.
Esto podría ser adecuado para:
- Lotes de producción de gran volumen
- Procesos de fabricación estables
- Tolerancias comerciales estándar
- Productos repetitivos
Algunas características, como las grietas graves o la contaminación durante el transporte, pueden seguir requiriendo una inspección visual según la norma 100%, incluso cuando las dimensiones se comprueben mediante muestreo.
El nivel de inspección acordado debe documentarse antes de iniciar la producción.
22. Equipos de inspección de uso habitual
Una instalación de inspección de ventanas de zafiro puede utilizar los siguientes equipos:
| Punto de inspección | Equipamiento habitual |
| Diámetro y dimensiones | Calibre, micrómetro, máquina de medición por coordenadas (CMM), sistema de visión |
| Espesor y TTV | Medidor de espesor, micrómetro, medidor óptico |
| Excavación a ras de suelo | Lámpara de inspección, patrón de referencia, microscopio |
| Planitud | Interferómetro de fase con superficie óptica plana |
| Paralelismo | Autocolimador, interferómetro, sistema de cartografía de espesor |
| Rugosidad superficial | Perfilómetro óptico, AFM, perfilómetro de aguja |
| Transmisión | Espectrofotómetro UV-VIS-NIR o FTIR |
| Rendimiento del recubrimiento | Espectrofotómetro o reflectómetro |
| Orientación cristalina | Difracción de rayos X o sistema de Laue |
| Defectos internos | Microscopio, sistema de luz polarizada |
| Limpieza | Lámpara de inspección, microscopio, contador de partículas |
| Geometría de los bordes | Microscopio de herramientas, proyector de perfiles, sistema de visión |
El equipo seleccionado debe tener la precisión y la resolución suficientes para la tolerancia especificada.
23. Registros de inspección y documentos de calidad
Los clientes pueden requerir distintos niveles de calidad en la documentación.
Entre los documentos habituales se incluyen:
Certificado de conformidad
Un certificado de conformidad confirma que el producto suministrado se ajusta a la orden de compra y al plano.
Certificado de materiales
Esto puede permitir identificar el material de zafiro, la orientación del cristal, el lote de producción y la información pertinente sobre la materia prima.
Informe de inspección dimensional
Este informe recoge los valores medidos del diámetro, el espesor, el TTV, el chaflán y otras dimensiones.
Informe de inspección óptica
Esto puede incluir:
- Resultado de la excavación de prueba
- Mapa de planitud
- Resultado del frente de onda transmitido
- Paralelismo
- Rugosidad superficial
- Curva de transmisión
Informe sobre recubrimientos
Un informe sobre recubrimientos puede indicar la transmisión o la reflexión medidas en el rango de longitudes de onda requerido.
Registro de trazabilidad
En el caso de aplicaciones reguladas o de alta fiabilidad, el fabricante podrá registrar la relación entre:
- Lote de materia prima
- Lote de producción
- Datos de inspección
- Lote de recubrimiento
- Etiqueta del envase
Es necesario confirmar la documentación necesaria antes de iniciar la producción, ya que los informes avanzados pueden suponer un aumento del tiempo y los costes de las pruebas.
24. Inspección final del embalaje
La inspección no finaliza cuando la ventana de zafiro supera las pruebas ópticas.
El embalaje debe proteger la ventana durante el almacenamiento y el transporte.
La comprobación final del embalaje debe confirmar lo siguiente:
- Las superficies ópticas están limpias
- Los materiales de protección no entran en contacto con las zonas recubiertas ni las desgastan
- Las ventanas están separadas entre sí
- Los bordes están protegidos
- El envase no contiene partículas
- Las etiquetas coinciden con el orden
- La cantidad es correcta
- Se incluyen los informes de inspección
- El embalaje exterior es resistente al transporte
Entre los métodos de envasado habituales se incluyen:
- Bolsas limpias individuales
- Tejido del cristalino
- Bandejas con separadores de espuma
- Cajas ópticas de plástico
- Envase limpio y sellado al vacío
- Cajas de cartón protectoras de doble capa
El material de embalaje no debe desprender fibras, plastificantes ni residuos de adhesivo sobre la superficie óptica.
En el caso de las ventanas de zafiro recubiertas o pulidas, debe reducirse al mínimo el movimiento en el interior del embalaje.
25. Causas habituales del rechazo de envíos
Las ventanas de zafiro suelen rechazarse por motivos como:
- Dimensiones fuera de tolerancia
- Arañazos o marcas excesivas
- Chips periféricos que entran en la apertura libre
- Chaflán incorrecto
- TTV alto
- Poca planitud
- Cuña excesiva
- Espectro de recubrimiento incorrecto
- Arañazos en el revestimiento
- Orientación incorrecta del cristal
- Contaminación superficial
- Documentación de inspección incompleta
- Daños en el embalaje
Muchos de estos problemas pueden evitarse revisando el plano antes de la fabricación y definiendo claramente el método de inspección.
26. Lo que los compradores deben comprobar antes de realizar un pedido
Para reducir los conflictos relacionados con las inspecciones, los compradores deben facilitar la siguiente información:
- Orientación del zafiro
- Dimensiones generales y tolerancias
- Espesor y TTV
- Apertura útil
- Requisito de excavación superficial
- Planicidad y longitud de onda de referencia
- Paralelismo o cuña
- Rugosidad superficial
- Longitud de onda del recubrimiento y ángulo de incidencia
- Requisitos de transmisión
- Especificaciones de aristas y chaflanes
- Límites de defectos internos
- Requisitos de limpieza
- Muestreo o inspección completa
- Certificados e informes obligatorios
- Requisitos de embalaje
Un pliego de condiciones completo ayuda al fabricante a seleccionar desde el principio los métodos de procesamiento e inspección adecuados.
Conclusión
La inspección previa al envío de las ventanas de zafiro es un proceso de control de calidad que consta de varias fases y que incluye la verificación del material, la medición dimensional, la evaluación de la superficie, las pruebas ópticas, el control de la limpieza y la inspección del embalaje.
No existe ninguna prueba que por sí sola pueda describir por completo la calidad de una ventana de zafiro.
La inspección visual permite detectar defectos localizados, la inspección dimensional confirma el ajuste del ensamblaje, la interferometría evalúa la forma de la superficie, la espectrofotometría mide el rendimiento óptico y los ensayos de orientación cristalina verifican la alineación del material.
El plan de inspección adecuado debe basarse en la aplicación concreta, en lugar de aplicar la tolerancia más estricta disponible a todas las ventanas.
Al definir la apertura útil, las normas aplicables, los métodos de medición y los informes necesarios antes de la producción, los compradores y los fabricantes pueden reducir la ambigüedad y garantizar que las ventanas de zafiro se entreguen listas para su integración en sistemas ópticos, de semiconductores, láser, de vacío y de alta presión.