Pierwszym krokiem w każdym procesie produkcji optycznej jest wybór odpowiednich materiałów optycznych. Parametry optyczne (współczynnik załamania światła, liczba ABBE, transmitancja, współczynnik odbicia), właściwości fizyczne (twardość, deformacja, zawartość pęcherzyków, stosunek Poissona), a nawet charakterystyka temperatury (współczynnik rozszerzania termicznego, związek między współczynnikiem załamania światła a temperaturą) materiałów optycznych wszystko wpłynie na właściwości optyczne materiałów optycznych. Wydajność komponentów i systemów optycznych. Ten artykuł krótko wprowadzi wspólne materiały optyczne i ich właściwości.
Materiały optyczne są głównie podzielone na trzy kategorie: szkło optyczne, kryształ optyczny i specjalne materiały optyczne.
01 szkło optyczne
Szkło optyczne jest amorficznym (szklistym) optycznym środkiem, który może przekazywać światło. Przechodzące przez niego światło może zmienić kierunek propagacji, fazę i intensywność. Jest powszechnie stosowany do wytwarzania komponentów optycznych, takich jak pryzmaty, soczewki, lusterka, okna i filtry w instrumentach optycznych lub systemach. Szkło optyczne ma wysoką przezroczystość, stabilność chemiczną i jednolitość fizyczną pod względem struktury i wydajności. Ma specyficzne i dokładne stałe optyczne. W stanach stałych w niskiej temperaturze szkło optyczne zachowuje amorficzną strukturę w wysokiej temperaturze stanu ciekłego. Idealnie, wewnętrzne właściwości fizyczne i chemiczne szkła, takie jak współczynnik załamania światła, współczynnik rozszerzalności cieplnej, twardość, przewodność cieplna, przewodność elektryczna, moduł sprężystości itp., Są takie same we wszystkich kierunkach, które nazywa się izotropią.
Głównymi producentami szkła optycznego obejmują Schott z Niemiec, Corning of the United States, Ohara of Japan i domowe szkło Chengdu Guangming (CDGM), itd.
Wskaźnik załamania światła i schemat dyspersji
Szklane krzywe współczynnika załamania światła
Krzywe transmitancji
02. Kryształ optyczny
Kryształ optyczny odnosi się do materiału kryształowego stosowanego w pożywce optycznej. Ze względu na charakterystykę strukturalną kryształów optycznych można go szeroko stosować do tworzenia różnych okien, soczewek i pryzmatów do zastosowań ultrafioletowych i podczerwieni. Zgodnie ze strukturą krystaliczną można go podzielić na pojedynczy kryształ i polikrystaliczną. Materiały z pojedynczych kryształów mają wysoką integralność kryształów i transmitancję światła, a także niską stratę wejściową, więc pojedyncze kryształy są stosowane głównie w kryształach optycznych.
W szczególności: Kryształowe materiały UV i podczerwieni obejmują: kwarc (SiO2), fluork wapnia (CAF2), fluorek litowy (LIF), sól skalna (NaCl), krzem (SI), german (GE), itp.
Kryształy polaryzacyjne: Powszechnie stosowane kryształy polaryzacyjne obejmują kalcyt (CACO3), kwarc (SiO2), azotan sodu (azotan) itp.
Kryształ achromatyczny: Specjalne charakterystyki dyspersji kryształu są wykorzystywane do produkcji obiektywów celowych. Na przykład fluork wapnia (CAF2) jest połączony ze szkłem, tworząc układ achromatyczny, który może wyeliminować aberrację sferyczną i widmo wtórne.
Kryształ laserowy: stosowany jako materiały robocze do laserów stałego, takie jak rubin, fluor wapnia, domieszkowane neodymem aluminium granatowe kryształ granatowy itp.
Kryształowe materiały są podzielone na naturalne i sztucznie uprawiane. Naturalne kryształy są bardzo rzadkie, trudne do sztucznego uprawy, ograniczone i kosztowne. Ogólnie uważane za, gdy materiał szklany jest niewystarczający, może działać w niewiarygodnym opasce światła i jest stosowany w przemyśle półprzewodnikowym i laserowym.
03 Specjalne materiały optyczne
A. Szklane ceramiczne
Szklana ceramika to specjalny materiał optyczny, który nie jest ani szkłem, ani kryształem, ale gdzieś pomiędzy. Główną różnicą między szklanym i zwykłym szkłem optycznym jest obecność struktury krystalicznej. Ma drobniejszą strukturę krystaliczną niż ceramiczne. Ma charakterystykę niskiego współczynnika rozszerzania cieplnego, wysokiej wytrzymałości, wysokiej twardości, niskiej gęstości i wyjątkowo wysokiej stabilności. Jest szeroko stosowany w przetwarzaniu płaskich kryształów, standardowych patyków, dużych luster, żyroskopów laserowych itp.
Współczynnik rozszerzania termicznego mikrokrystalicznego materiałów optycznych może osiągnąć 0,0 ± 0,2 × 10-7/℃ (0 ~ 50 ℃)
B. Krzemowy węglik
Krzemowa węglika to specjalny materiał ceramiczny, który jest również używany jako materiał optyczny. Krzem krzemowy ma dobrą sztywność, niski współczynnik deformacji termicznej, doskonałą stabilność termiczną i znaczny efekt zmniejszania masy. Jest uważany za główny materiał dla lekkich luster i jest szeroko stosowany w lotnice, laserach o dużej mocy, półprzewodnikach i innych dziedzinach.
Te kategorie materiałów optycznych można również nazwać materiałami optycznymi. Oprócz głównych kategorii materiałów optycznych, materiałów światłowodowych, materiałów optycznych, materiałów ciekłokrystalicznych, materiałów luminescencyjnych itp. Należą do materiałów optycznych. Opracowanie technologii optycznej jest nierozerwalnie związane z technologią materiałów optycznych. Z niecierpliwością czekamy na postęp technologii materiałów optycznych w moim kraju.
Czas po: 05-2024
