ELMA超声波清洗机用于清洗光学元件
ELMA 超声波清洗机在光学元件清洗领域具有显著优势,其核心技术和功能设计能够满足高精度光学元件对洁净度和表面完整性的严格要求。以下是其关键应用特点及解决方案:
一、核心技术与设备特性
多频协同清洗
ELMA 设备(如 P180H 系列)支持37kHz 低频与80kHz 高频切换。
低频模式(37kHz):通过强烈空化效应去除光学元件表面的顽固污渍(如油脂、树脂残留),适用于预清洗或粗加工后的深度清洁。
高频模式(80kHz):空化气泡更小、能量分布更均匀,可轻柔去除镜片、棱镜表面的指纹、粉尘及镀膜前的微小颗粒,避免损伤脆弱的镀膜层或基材。
例如,在清洗带有增透膜的镜头时,80kHz 模式能在不破坏镀膜的前提下实现纳米级洁净度。
智能参数控制
脱气功能:启动前自动去除清洗液中的气泡,避免空化效应减弱或气泡吸附在元件表面形成缺陷。
温度调节(30-80℃):结合超声波加速溶解高粘度污染物(如石蜡、沥青),同时通过自动搅拌确保温度均匀。例如,在清洗红外光学元件时,40℃温水可有效溶解氟化物晶体表面的有机污染物,且不会损伤材料特性。
脉冲与扫描模式:脉冲模式通过峰值功率提升清洗效率,扫描模式则优化声场分布,确保复杂结构元件(如带有沟槽的棱镜)的全方位清洁。
材料兼容性设计
耐气蚀不锈钢槽体:采用防空化不锈钢材质,防止长期使用中槽壁腐蚀产生金属颗粒污染清洗液。
柔性支撑结构:清洗篮使用防静电尼龙或硅胶材质,避免元件与金属直接接触造成刮痕。例如,在清洗蓝宝石窗口片时,需使用软垫固定以保护其高硬度但易碎的特性。
二、典型应用场景
镀膜前的超精细清洗
在光学元件镀膜(如 AR 减反膜、高反膜)前,ELMA 设备可去除表面的有机物、氧化物及颗粒污染物,确保镀膜附着力。例如,X-tra 系列通过模块化设计,集成多级清洗(碱性预洗→纯水漂洗→IPA 脱水),结合循环过滤系统,使清洗后表面颗粒残留量低于 0.1μm 级别,满足半导体光刻镜头的镀膜要求。
精密光学元件的日常维护
镜片与棱镜:80kHz 高频模式可清除镜片表面的指纹和油污,恢复透光率。例如,Elmasonic Select 100 在 37kHz 脱气后切换至 80kHz 清洗 5 分钟,可使显微镜物镜的透光率提升 98% 以上。
光纤与波导器件:P180H 的双频技术可深入清洗光纤连接器端面的灰尘及光纤内部的杂质,避免光信号衰减。
特殊光学材料的清洗
红外光学元件:针对锗、硒化锌等材料,ELMA 定制的中性醇基清洗剂(如异丙醇与去离子水混合液)配合 80kHz 超声波,可有效去除表面的切削液残留,同时防止材料水解。
蓝宝石与石英晶体:37kHz 低频模式可去除抛光后残留的研磨膏颗粒,而 80kHz 高频模式则用于清洗激光损伤阈值测试后的表面碳化物。
三、工艺优化与安全防护
清洗液选择与管理
推荐清洗液:去离子水(用于高纯度清洗)、中性光学清洗剂(如 ELMA 专用配方)、异丙醇(用于脱水)。
循环过滤系统:X-tra ST 系列配备 400L/h 流量的自吸泵和 10 英寸滤芯,可过滤 0.5μm 以上的颗粒,延长清洗液使用寿命并降低运营成本。例如,在连续清洗 100 片镜片后,过滤后的清洗液颗粒浓度仍低于 50 个 /mL(ISO 14644-1 Class 8 标准)。
安全操作规范
空载保护:设备内置光电传感器,液面低于安全线时自动断电,避免换能器过热损坏。
通风与防爆:处理易燃溶剂(如 IPA)时,需在通风橱中操作,并禁用超声波直接处理未稀释的有机溶剂,以防爆炸风险。
噪声防护:80kHz 高频模式运行时噪音低于 60dB,无需额外耳罩;但 37kHz 低频模式需佩戴护耳器以符合职业健康标准
ELMA超声波清洗机用于清洗光学元件