Prvým krokom v akomkoľvek optickom výrobnom procese je výber vhodných optických materiálov. Optické parametre (index lomu, číslo Abbe, priepustnosť, odrazivosť), fyzikálne vlastnosti (tvrdosť, deformácia, obsah bublín, Poissonov pomer) a rovnomerné teplotné charakteristiky (koeficient tepelnej expanzie, vzťah medzi indexom lomu a teplotou) všetkých optických vlastností optických materiálov. Výkon optických komponentov a systémov. Tento článok stručne zavedie spoločné optické materiály a ich vlastnosti.
Optické materiály sú hlavne rozdelené do troch kategórií: optické sklo, optický kryštál a špeciálne optické materiály.
01 optické sklo
Optické sklo je amorfný (sklovitý) optický médium, ktorý dokáže prenášať svetlo. Svetlo, ktoré cez ňu prechádza, môže zmeniť smer šírenia, fázu a intenzitu. Všeobecne sa používa na výrobu optických komponentov, ako sú hranoly, šošovky, zrkadlá, okná a filtre v optických nástrojoch alebo systémoch. Optické sklo má vysokú priehľadnosť, chemickú stabilitu a fyzikálnu jednotnosť v štruktúre a výkone. Má špecifické a presné optické konštanty. V tuhom stave s nízkou teplotou si optické sklo zachováva amorfnú štruktúru tekutého stavu s vysokým teplotou. V ideálnom prípade sú vnútorné fyzikálne a chemické vlastnosti skla, ako je index lomu, koeficient expanzie tepelnej expanzie, tvrdosť, tepelná vodivosť, elektrická vodivosť, elastický modul atď., Sú rovnaké vo všetkých smeroch, ktoré sa nazývajú izotropia.
Medzi hlavných výrobcov optického skla patrí Schott z Nemecka, Corning of Spojené štáty americké, Ohara z Japonska a domáce Chengdu Guangming Glass (CDGM) atď.
Index lomu a disperzný diagram
Krivky indexu lomu optického skla
Priepustné krivky
02. Optický kryštál
Optický kryštál sa vzťahuje na kryštalický materiál používaný v optických médiách. Kvôli štrukturálnym charakteristikám optických kryštálov sa môže široko používať na výrobu rôznych okien, šošoviek a hranolov pre ultrafialové a infračervené aplikácie. Podľa kryštálovej štruktúry sa dá rozdeliť na jednoprsterové a polykryštalické. Jednokryštalické materiály majú vysokú kryštálovú integritu a svetlo priepustnosť, ako aj nízku stratu vstupov, takže jednosvroje sa používajú hlavne v optických kryštáloch.
Konkrétne: Bežné UV a infračervené kryštalické materiály zahŕňajú: kremeň (SiO2), fluorid vápenatý (CAF2), lítium fluorid (LIF), skalná soľ (NaCl), kremík (SI), germánium (GE) atď.
Polarizačné kryštály: Bežne používané polarizačné kryštály zahŕňajú kalcit (Caco3), kremeň (Si02), dusičnan sodný (dusičnan) atď.
Achromatický kryštál: Špeciálne disperzné charakteristiky kryštálu sa používajú na výrobu achromatických objektívov. Napríklad fluorid vápenatý (CAF2) sa kombinuje so sklenením za vzniku achromatického systému, ktorý môže eliminovať sférické aberácie a sekundárne spektrum.
Laserový kryštál: Používa sa ako pracovné materiály pre lasery v tuhom stave, ako je rubíny, fluorid vápenatý, noodymium dotovaný ytria hliníkový kryštál, atď.
Krištáľové materiály sú rozdelené na prírodné a umelo pestované. Prírodné kryštály sú veľmi zriedkavé, ťažko sa pestujú umelo, obmedzené a nákladné. Všeobecne sa uvažuje, keď je sklenený materiál nedostatočný, môže fungovať v neviditeľnom svetelnom pásme a používa sa v polovodičovom a laserovom priemysle.
03 Špeciálne optické materiály
a. Sklenený
Glass-Ceramic je špeciálny optický materiál, ktorý nie je ani sklenený ani kryštál, ale niekde medzi tým. Hlavným rozdielom medzi skleneným keramickým a bežným optickým sklom je prítomnosť kryštálovej štruktúry. Má jemnejšiu kryštálovú štruktúru ako keramika. Má charakteristiky koeficientu s nízkou tepelnou expanziou, vysokej sily, vysokej tvrdosti, nízkej hustoty a extrémne vysokej stability. Všeobecne sa používa pri spracovaní plochých kryštálov, štandardných tyčiniek meračov, veľkých zrkadiel, laserových gyroskopov atď.
Koeficient tepelnej expanzie mikrokryštalických optických materiálov môže dosiahnuť 0,0 ± 0,2 x 10-7/℃ (0 ~ 50 ℃)
b. Karbid kremíka
Karbid kremíka je špeciálny keramický materiál, ktorý sa používa aj ako optický materiál. Karbid kremíka má dobrú stuhnutosť, nízky koeficient tepelnej deformácie, vynikajúcu tepelnú stabilitu a významný účinok na zníženie hmotnosti. Považuje sa za hlavný materiál pre veľké ľahké zrkadlá a používa sa široko v leteckom priestranstve, vysoko výkonných laseroch, polovodičoch a iných poliach.
Tieto kategórie optických materiálov možno nazvať aj optické mediálne materiály. Okrem hlavných kategórií materiálov optických médií, materiálov optických vlákien, optických filmových materiálov, kvapalných kryštálových materiálov, luminiscenčných materiálov atď. Všetky patria k optickým materiálom. Vývoj optickej technológie je neoddeliteľný od technológie optických materiálov. Tešíme sa na pokrok technológie optických materiálov mojej krajiny.
Čas príspevku: Jan-05-2024
