Ensimmäinen askel missä tahansa optisessa valmistusprosessissa on sopivien optisten materiaalien valinta. Optisten materiaalien optiset parametrit (taitekerroin, Abbe-luku, läpäisy, heijastavuus), fysikaaliset ominaisuudet (kovuus, muodonmuutos, kuplapitoisuus, Poissonin suhde) ja jopa lämpötilaominaisuudet (lämpölaajenemiskerroin, taitekertoimen ja lämpötilan välinen suhde) kaikki vaikuttavat optisten materiaalien optiset ominaisuudet. Optisten komponenttien ja järjestelmien suorituskyky. Tässä artikkelissa esitellään lyhyesti yleisiä optisia materiaaleja ja niiden ominaisuuksia.
Optiset materiaalit jaetaan pääasiassa kolmeen luokkaan: optinen lasi, optinen kristalli ja erikoisoptiset materiaalit.
01 Optinen lasi
Optinen lasi on amorfinen (lasimainen) optinen materiaali, joka voi siirtää valoa. Sen läpi kulkeva valo voi muuttaa etenemissuuntaansa, -vaihetta ja -intensiteettiä. Sitä käytetään yleisesti optisten komponenttien, kuten prismien, linssien, peilien, ikkunoiden ja suodattimien valmistukseen optisissa instrumenteissa tai järjestelmissä. Optisella lasilla on korkea läpinäkyvyys, kemiallinen stabiilisuus ja fysikaalinen yhtenäisyys rakenteessa ja suorituskyvyssä. Siinä on tietyt ja tarkat optiset vakiot. Matalalämpötilaisessa kiinteässä tilassa optinen lasi säilyttää korkean lämpötilan nestemäisen tilan amorfisen rakenteen. Ihannetapauksessa lasin sisäiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, kuten taitekerroin, lämpölaajenemiskerroin, kovuus, lämmönjohtavuus, sähkönjohtavuus, kimmokerroin jne., ovat samat kaikkiin suuntiin, jota kutsutaan isotropiaksi.
Optisen lasin päävalmistajia ovat saksalainen Schott, yhdysvaltalainen Corning, japanilainen Ohara ja kotimainen Chengdu Guangming Glass (CDGM) jne.
Taitekerroin ja dispersiokaavio
optisen lasin taitekerroinkäyrät
Läpäisykäyrät
02. Optinen kristalli
Optinen kide viittaa optisissa välineissä käytettävään kidemateriaaliin. Optisten kiteiden rakenteellisten ominaisuuksien vuoksi sitä voidaan käyttää laajasti erilaisten ikkunoiden, linssien ja prismien valmistukseen ultravioletti- ja infrapunasovelluksiin. Kiderakenteen mukaan se voidaan jakaa yksikiteisiin ja monikiteisiin. Yksikiteisillä materiaaleilla on korkea kiteen eheys ja valonläpäisykyky sekä alhainen syöttöhäviö, joten yksikiteitä käytetään pääasiassa optisissa kiteissä.
Erityisesti: Yleisiä UV- ja infrapunakidemateriaaleja ovat: kvartsi (SiO2), kalsiumfluoridi (CaF2), litiumfluoridi (LiF), vuorisuola (NaCl), pii (Si), germanium (Ge) jne.
Polarisoivat kiteet: Yleisesti käytettyjä polarisoivia kiteitä ovat kalsiitti (CaCO3), kvartsi (SiO2), natriumnitraatti (nitraatti) jne.
Akromaattinen kide: Kiteen erityisiä dispersio-ominaisuuksia käytetään akromaattisten objektiivilinssien valmistukseen. Esimerkiksi kalsiumfluoridia (CaF2) yhdistetään lasiin, jolloin muodostuu akromaattinen järjestelmä, joka voi eliminoida pallopoikkeaman ja sekundaarisen spektrin.
Laserkide: käytetään työmateriaaleina solid-state lasereille, kuten rubiinille, kalsiumfluoridille, neodyymi-seostetulle yttrium-alumiinigranaattikiteelle jne.
Kristallimateriaalit jaetaan luonnollisiin ja keinotekoisesti kasvatettuihin. Luonnolliset kiteet ovat erittäin harvinaisia, vaikeasti kasvatettavia keinotekoisesti, kooltaan rajoitettuja ja kalliita. Yleisesti katsotaan, kun lasimateriaali on riittämätön, se voi toimia ei-näkyvällä valokaistalla ja sitä käytetään puolijohde- ja laserteollisuudessa.
03 Optiset erikoismateriaalit
a. Lasi-keramiikka
Lasikeramiikka on erityinen optinen materiaali, joka ei ole lasia eikä kristallia, vaan jossain siltä väliltä. Suurin ero lasikeraamisen ja tavallisen optisen lasin välillä on kristallirakenteen läsnäolo. Siinä on hienompi kiderakenne kuin keramiikassa. Sillä on alhainen lämpölaajenemiskerroin, korkea lujuus, korkea kovuus, alhainen tiheys ja erittäin korkea stabiilisuus. Sitä käytetään laajalti litteiden kiteiden, vakiomittareiden, suurten peilien, lasergyroskooppien jne. käsittelyssä.
Mikrokiteisten optisten materiaalien lämpölaajenemiskerroin voi olla 0,0 ± 0,2 × 10-7/℃ (0 ~ 50 ℃)
b. Piikarbidi
Piikarbidi on keraaminen erikoismateriaali, jota käytetään myös optisena materiaalina. Piikarbidilla on hyvä jäykkyys, alhainen lämpömuodonmuutoskerroin, erinomainen lämpöstabiilius ja merkittävä painonpudotusvaikutus. Sitä pidetään suurten kevyiden peilien päämateriaalina, ja sitä käytetään laajalti ilmailuteollisuudessa, suuritehoisissa lasereissa, puolijohteissa ja muilla aloilla.
Näitä optisten materiaalien luokkia voidaan kutsua myös optisiksi mediamateriaaleiksi. Optisten mediamateriaalien tärkeimpien luokkien lisäksi optisiin materiaaleihin kuuluvat optiset kuitumateriaalit, optiset kalvomateriaalit, nestekidenäyttömateriaalit, luminoivat materiaalit jne.. Optisen tekniikan kehitys on erottamaton optisesta materiaalitekniikasta. Odotamme innolla kotimaani optisten materiaalien teknologian edistymistä.
Postitusaika: 05.01.2024
