Ensimmäinen vaihe missä tahansa optisen materiaalin valmistusprosessissa on sopivien optisten materiaalien valinta. Optisten materiaalien optiset parametrit (taitekerroin, Abben luku, läpäisykyky, heijastavuus), fysikaaliset ominaisuudet (kovuus, muodonmuutos, kuplapitoisuus, Poissonin luku) ja jopa lämpötilaominaisuudet (lämpölaajenemiskerroin, taitekertoimen ja lämpötilan välinen suhde) vaikuttavat kaikki optisten materiaalien optisiin ominaisuuksiin. Optisten komponenttien ja järjestelmien suorituskyky. Tässä artikkelissa esitellään lyhyesti yleisiä optisia materiaaleja ja niiden ominaisuuksia.
Optiset materiaalit jaetaan pääasiassa kolmeen luokkaan: optinen lasi, optinen kide ja erikoisoptiset materiaalit.
01 Optinen lasi
Optinen lasi on amorfinen (lasimainen) optinen väliainemateriaali, joka voi läpäistä valoa. Sen läpi kulkeva valo voi muuttaa etenemissuuntaansa, vaihettaan ja voimakkuuttaan. Sitä käytetään yleisesti optisten komponenttien, kuten prismojen, linssien, peilien, ikkunoiden ja suodattimien, valmistukseen optisissa instrumenteissa tai järjestelmissä. Optisella lasilla on korkea läpinäkyvyys, kemiallinen stabiilius ja fysikaalinen tasaisuus rakenteessa ja suorituskyvyssä. Sillä on tarkat ja tarkat optiset vakiot. Matalan lämpötilan kiinteässä olomuodossa optinen lasi säilyttää korkean lämpötilan nestemäisen olomuodon amorfisen rakenteensa. Ihannetapauksessa lasin sisäiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, kuten taitekerroin, lämpölaajenemiskerroin, kovuus, lämmönjohtavuus, sähkönjohtavuus, kimmokerroin jne., ovat samat kaikkiin suuntiin, mitä 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 kide
Optinen kide viittaa optisissa medioissa käytettyyn kidemateriaaliin. Optisten kiteiden rakenteellisten ominaisuuksien ansiosta niitä voidaan käyttää laajalti erilaisten ikkunoiden, linssien ja prismojen valmistukseen ultravioletti- ja infrapunasovelluksissa. Kiterakenteen mukaan ne voidaan jakaa yksikiteisiin ja monikiteisiin. Yksikiteisillä materiaaleilla on korkea kiteen eheys ja valonläpäisykyky sekä pieni syöttöhäviö, joten yksittäiskiteitä käytetään pääasiassa optisissa kiteissä.
Tarkemmin sanottuna: Yleisiä UV- ja infrapunakristallimateriaaleja 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 objektiivien valmistukseen. Esimerkiksi kalsiumfluoridi (CaF2) yhdistetään lasiin akromaattisen järjestelmän muodostamiseksi, joka voi poistaa pallopoikkeaman ja sekundaarisen spektrin.
Laserkide: käytetään työmateriaaleina kiinteän olomuodon lasereissa, kuten rubiini, kalsiumfluoridi, neodyymi-dopattu yttriumalumiinigranaattikide jne.
Kiteet jaetaan luonnollisiin ja keinotekoisesti kasvatettuihin. Luonnonkiteet ovat hyvin harvinaisia, vaikeasti keinotekoisesti kasvatettavia, kooltaan rajallisia ja kalliita. Yleensä niitä harkitaan, kun lasimateriaalia ei ole riittävästi, ja ne voivat toimia näkymättömän valon alueella, ja niitä käytetään puolijohde- ja laserteollisuudessa.
03 Erikoisoptiset materiaalit
a. Lasikeraaminen
Lasikeraaminen on erityinen optinen materiaali, joka ei ole lasia eikä kristallia, vaan jotakin siltä väliltä. Lasikeraaman ja tavallisen optisen lasin tärkein ero on kiderakenne. Sillä on hienompi kiderakenne kuin keraamisella. Sillä on ominaisuuksia, kuten alhainen lämpölaajenemiskerroin, korkea lujuus, korkea kovuus, alhainen tiheys ja erittäin korkea stabiilius. Sitä käytetään laajalti litteiden kiteiden, standardimittatikkujen, suurten peilien, lasergyroskooppien jne. työstössä.
Mikrokiteisten optisten materiaalien lämpölaajenemiskerroin voi olla 0,0 ± 0,2 × 10-7 / ℃ (0 ~ 50 ℃)
b. Piikarbidi
Piikarbidi on erikoiskeraaminen materiaali, jota käytetään myös optisena materiaalina. Piikarbidilla on hyvä jäykkyys, alhainen lämpömuodonmuutoskerroin, erinomainen lämpöstabiilius ja merkittävä painonpudotusvaikutus. Sitä pidetään tärkeimpänä materiaalina suurikokoisissa kevyissä peilissä, ja sitä käytetään laajalti ilmailu- ja avaruusteollisuudessa, suuritehoisissa lasereissa, puolijohteissa ja muilla aloilla.
Näitä optisten materiaalien luokkia voidaan kutsua myös optisiksi mediamateriaaleiksi. Optisten mediamateriaalien pääluokkien lisäksi optiset kuitumateriaalit, optiset kalvomateriaalit, nestekidemateriaalit, luminoivat materiaalit jne. kuuluvat kaikki optisiin materiaaleihin. Optisen teknologian kehitys on erottamaton osa optisten materiaalien teknologiaa. Odotamme innolla maani optisten materiaalien teknologian kehitystä.
Julkaisun aika: 05.01.2024
