Prvi korak u bilo kojem optičkom procesu proizvodnje je odabir odgovarajućih optičkih materijala. Optički parametri (indeks loma, abbe broj, propusnost, reflektivnost), fizička svojstva (tvrdoća, deformacija, sadržaj mjehurića, Poissonov omjer), pa čak i temperaturne karakteristike (koeficijent toplinskog ekspanzije, odnos indeksa loma i temperature) optičkih materijala sve će utjecati na optička svojstva optičkih materijala. Performanse optičkih komponenti i sustava. Ovaj će članak ukratko uvesti uobičajene optičke materijale i njihova svojstva.
Optički materijali uglavnom su podijeljeni u tri kategorije: optičko staklo, optički kristal i posebni optički materijali.
01 Optičko staklo
Optičko staklo je amorfni (stakleni) optički srednji materijal koji može prenijeti svjetlost. Svjetlost koja prolazi kroz njega može promijeniti smjer širenja, fazu i intenzitet. Obično se koristi za proizvodnju optičkih komponenti poput prizmi, leća, ogledala, prozora i filtera u optičkim instrumentima ili sustavima. Optičko staklo ima visoku prozirnost, kemijsku stabilnost i fizičku ujednačenost u strukturi i performansama. Ima specifične i točne optičke konstante. U čvrstom stanju niske temperature, optičko staklo zadržava amorfnu strukturu tekućeg stanja visoke temperature. U idealnom slučaju, unutarnja fizička i kemijska svojstva stakla, kao što su indeks loma, koeficijent toplinske ekspanzije, tvrdoća, toplinska vodljivost, električna vodljivost, elastični modul itd., Ista su u svim smjerovima, što se naziva izotropija.
Glavni proizvođači optičkog stakla uključuju Schott iz Njemačke, Corning iz Sjedinjenih Država, japanske Ohara i domaće Chengdu Guangming Glass (CDGM), itd.
Indeks loma i dijagram disperzije
krivulje indeksa refrakcije optičkog stakla
Krivulje prijenosa
02. Optički kristal
Optički kristal odnosi se na kristalni materijal koji se koristi u optičkim medijima. Zbog strukturnih karakteristika optičkih kristala, može se široko koristiti za izradu različitih prozora, leća i prizmi za ultraljubičasto i infracrvene primjene. Prema kristalnoj strukturi, ona se može podijeliti u jedno kristalno i polikristalni. Pojedini kristalni materijali imaju visoku integritet kristala i propusnost svjetla, kao i nizak ulazni gubitak, tako da se pojedinačni kristali uglavnom koriste u optičkim kristalima.
Konkretno: uobičajeni UV i infracrveni kristalni materijali uključuju: kvarc (SiO2), kalcijev fluorid (CAF2), litij fluorid (LIF), stijenu sol (NaCl), silicij (SI), germanij (GE), itd.
Polarizirajući kristali: obično korišteni polarizirajući kristali uključuju kalcit (caco3), kvarc (siO2), natrijev nitrat (nitrat) itd.
Ahromatski kristal: Posebne karakteristike disperzije kristala koriste se za izradu akromatskih objektivnih leća. Na primjer, kalcijev fluorid (CAF2) kombinira se sa staklom kako bi se stvorio akromatski sustav, koji može eliminirati sfernu aberaciju i sekundarni spektar.
Laserski kristal: koristi se kao radni materijal za lasere čvrstog stanja, kao što su rubin, kalcijev fluorid, neodimijski dopirani ytrium aluminijski granat kristal, itd.
Kristalni materijali podijeljeni su u prirodno i umjetno uzgojeni. Prirodni kristali su vrlo rijetki, teško je razraditi umjetno, ograničenu veličinu i skupo. Općenito razmotreni kada stakleni materijal nije dovoljan, može raditi u nevidljivom svjetlosnom pojasu i koristi se u poluvodičkoj i laserskoj industriji.
03 Posebni optički materijali
a. Staklenaeramički
Glass-ceramic je poseban optički materijal koji nije ni staklo ni kristal, već negdje između. Glavna razlika između staklo-keramičkog i običnog optičkog stakla je prisutnost kristalne strukture. Ima finiju kristalnu strukturu od keramike. Ima karakteristike niskog koeficijenta toplinske ekspanzije, visoke čvrstoće, visoke tvrdoće, male gustoće i izuzetno visoku stabilnost. Naširoko se koristi u obradi ravnih kristala, standardnih štapića metra, velikih ogledala, laserskih žiroskopa itd.
Koeficijent toplinske ekspanzije mikrokristalnih optičkih materijala može doseći 0,0 ± 0,2 × 10-7/℃ (0 ~ 50 ℃)
b. Silikonski karbid
Silicijski karbid je specijalni keramički materijal koji se također koristi kao optički materijal. Silicijski karbid ima dobru krutost, nizak koeficijent toplinske deformacije, izvrsnu toplinsku stabilnost i značajan učinak smanjenja težine. Smatra se glavnim materijalom za lagana ogledala velike veličine i široko se koristi u zrakoplovnim, laserima velike snage, poluvodičima i drugim poljima.
Ove se kategorije optičkih materijala također mogu nazvati optičkim medijskim materijalima. Pored glavnih kategorija materijala optičkih medija, materijala optičkih vlakana, optičkih filmskih materijala, tekućih kristalnih materijala, luminescentnih materijala itd. Svi pripadaju optičkim materijalima. Razvoj optičke tehnologije neodvojiv je od tehnologije optičkog materijala. Radujemo se napretku tehnologije optičkog materijala moje zemlje.
Post vremena: siječnja-05-2024
