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Contaminazione superficiale invisibile responsabile di difetti ottici

I difetti non derivano sempre da un problema di geometria o di lucidatura negli ambienti ottici più esigenti. Infatti, spesso l’origine è più discreta: può trattarsi di una contaminazione superficiale invisibile.

Natura delle contaminazioni invisibili

Queste contaminazioni non corrispondono necessariamente a particelle rilevabili al microscopio ottico. Possono trattarsi di film organici nanometrici, residui ionici oppure contaminazioni derivanti dai processi di lavorazione, manipolazione, pulizia o stoccaggio.

A occhio nudo, la superficie appare conforme. Tuttavia, il suo stato chimico può essere profondamente modificato. Anche se estremamente sottile, questa alterazione è sufficiente a perturbare un sistema ottico sensibile.

Alcuni esempi

Contaminazioni invisibili

Un film organico residuo può modificare l’energia superficiale e compromettere l’adesione di un trattamento antiriflesso.
Tracce ioniche (cloruri, solfati, fluoruri,...) possono innescare una corrosione sotto strato sottile.
Una contaminazione volatile può generare fogging dopo l’integrazione.
Nel laser ad alta energia, un’eterogeneità locale può diventare un punto di surriscaldamento.

Questi difetti raramente compaiono immediatamente. Emergono durante prove climatiche, sotto vuoto o in esercizio operativo. La diagnosi è quindi complessa, perché la contaminazione iniziale non era né visibile né ricercata.

È generalmente a questo stadio (difetto di adesione, deriva ottica, non conformità in qualifica) che diventa necessaria un’analisi specialistica per identificare l’origine reale del guasto.

Controllo e anticipazione

La sfida quindi non è solo la pulizia visiva, ma la pulizia chimica e molecolare della superficie.

L’identificazione richiede analisi e competenze adeguate come l’analisi chimica di superficie (tramite XPS), il rilevamento di residui organici (TOF-SIMS), la ricerca di ioni estraibili o la caratterizzazione dell’energia superficiale.

Senza questo approccio, il rischio è attribuire il difetto al deposito o al materiale, mentre la causa si trova a monte, a livello dello stato iniziale della superficie.

Queste indagini permettono: 

di identificare la natura esatta dei residui
di risalire alla fase di processo responsabile
di mettere in sicurezza un cambio di pulizia o di fornitore
o di validare uno stato superficiale prima del deposito ottico

In fase di sviluppo come in analisi dei guasti (analisi di avaria), il ricorso a un laboratorio specializzato come FILAB consente di oggettivare il reale stato chimico delle superfici e di garantire le prestazioni ottiche a lungo termine.

Siamo a vostra disposizione per rispondere alle vostre domande.

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