現(xiàn)代社會是一個信息充溢的社會，而信息的快速準確高質量的傳輸離不開光技術的應用。在諸多以光為載體傳播信息的過程中自然少不了光學元件的大量使用。同時，光學系統(tǒng)在各種國防武器裝備中也有著廣泛的應用。可以說光學元件的相關技術也相當成熟，可勝任在各種復雜環(huán)境下的重要工作。但與此同時，光學元件在復雜環(huán)境中工作時也極易被污染。而且，光學元件在生產加工儲存過程中也極易被污染，如形成水性霧、油性霧，很影響光學元件功能的發(fā)揮。如何有效地清洗光學元件使光學系統(tǒng)能正常地發(fā)揮其巨大作用是非常值得研究的問題。下面向大家介紹光學元件的超聲波清洗技術。

光學元件污垢的來源及分類

污垢來源的分析：

(1)元件在冷加工過程中，經(jīng)過下盤清洗后，尚存在的磨料、冷卻液、輔料、有機溶劑等的殘漬;
(2)元件在工序流程中，操作者接觸可能引起的手指印、唾液印、汗?jié)n印;
(3)元件在儲存及使用過程中，空氣中的塵埃、二氧化碳、水汽等引起在元件表面的“腐蝕”。上述污垢在光學元件表面往往不是單獨存在的，而是相互滲透，受外界環(huán)境(濕度、溫度等)的影響，還會氧化分解或因微生物作用而腐敗，形成更為復雜的化合物粘附在元件表面，甚至腐蝕元件表面，形成難以清除的“色斑”。光學元件表面的污垢主要分為有機污垢、固體污垢、水融性污垢等。

光學元件超聲波清洗的特殊要求：

(1)清洗劑要有良好的去污能力，能達到光學元件表面的高清潔度的技術要求;
(2)應避免對光學設備和元件表面的腐蝕，或對元件表面構成新的污染;
(3)清洗劑的固有性質(清洗能力、化學穩(wěn)定性、濁點、溫度等)應保持較長時間的相對穩(wěn)定性，而且有效性應保持在因素變化的范圍內;
(4)光學元件脆弱，使用清洗劑清洗時的沖擊力度必須控制在光學元件的承受范圍內。

超聲波清洗

1)超聲波清洗的機理及工藝

超聲波清洗主要是利用超聲波空化效應及高頻壓力波的聲壓梯度、粒子速度及聲流的沖洗作用進行清洗。由超聲波發(fā)振箱發(fā)出高頻高壓振蕩信號，經(jīng)換能器變換為機械振動傳入到清洗介質中去，以連續(xù)不斷的方式產生輻射狀直線傳播的超聲波束，超聲波束在介質中前進時會產生成千上萬的負壓小氣泡，這些氣泡在一定的壓力下在被清洗元件表面形成一連串密集的爆炸，不斷撞擊被清洗元件的表面，包括穿透到被清洗元件的另一側表面，以及所有元件的內腔、盲孔、狹縫，將表面附著的污垢剝落，從而達到清洗的目的。超聲波清洗工藝主要有聚焦式清洗、多頻掃頻和跳頻清洗及超聲振動清洗。

2)超聲波清洗效果的影響因素及應注意的問題

(1)影響因素超聲波清洗不僅與污物的性質、種類、形態(tài)以及粘附程度有關，與清洗介質的理化性質、清洗性能、元件的材質及表面狀態(tài)也有關，還與清洗的條件，如溫度、壓力及附加的超聲振動、機械外力等因素也有很大的關系。同時與清洗工藝也有關。

(2)應注意的問題

①超聲波頻率的選擇。如被洗元件比較精密，就要選擇高頻率(40kHz以上)，這樣就可以避免超聲波對元件表面的損傷。如被洗元件表面比較臟，附有較大的顆粒雜質等，就要選擇較低的頻率(25～28kHz)，使得振動的力度加大，從而將污物剝落。

②工藝選擇。要根據(jù)實際情況而確定具體所需的工藝。對于簡單的清洗可以只選用單槽或二槽，直接利用超聲或蒸氣浴即可解決。對于較復雜的清洗，就要選用四槽以上、屬于多種清洗方式綜合的清洗工藝。在某些特殊的情況下還要加上拋動裝置和慢拉裝置來提高清洗效果。

超聲波清洗的優(yōu)點:

(1)速度快，效果好;(2)不受清洗元件表面的復雜形狀的限制。凡是清洗液能浸到、空化效應能產生的地方都可以達到清洗的目的;(3)能減少污染，減低經(jīng)濟成本和環(huán)境成本;(4)能有效地防止污垢的重新附著。

相信隨著超聲波清洗技術的進一步成熟，廣泛應用的各種光學元件必將能得到更好的清洗和維護，從而使得各種光學元件和光學系統(tǒng)能更好地發(fā)揮作用。