Prvým krokom v akomkoľvek procese výroby optiky je výber vhodných optických materiálov. Optické parametre (index lomu, Abbeovo číslo, priepustnosť, odrazivosť), fyzikálne vlastnosti (tvrdosť, deformácia, obsah bublín, Poissonov pomer) a dokonca aj teplotné charakteristiky (koeficient tepelnej rozťažnosti, vzťah medzi indexom lomu a teplotou) optických materiálov To všetko ovplyvní optické vlastnosti optických materiálov. Výkon optických komponentov a systémov. Tento článok stručne predstaví bežné optické materiály a ich vlastnosti.
Optické materiály sa delia hlavne do troch kategórií: Optické sklo, optický kryštál a Špeciálne optické materiály.
01 Optické sklo
Optické sklo je amorfný (sklovitý) materiál optického média, ktorý dokáže prenášať svetlo. Svetlo prechádzajúce cez ňu môže zmeniť smer svojho šírenia, fázu a intenzitu. Bežne sa používa na výrobu optických komponentov, ako sú hranoly, šošovky, zrkadlá, okná a filtre v optických prístrojoch alebo systémoch. Optické sklo má vysokú transparentnosť, chemickú stabilitu a fyzikálnu jednotnosť štruktúry a výkonu. Má špecifické a presné optické konštanty. V nízkoteplotnom tuhom stave si optické sklo zachováva amorfnú štruktúru vysokoteplotného kvapalného stavu. V ideálnom prípade sú vnútorné fyzikálne a chemické vlastnosti skla, ako je index lomu, koeficient tepelnej rozťažnosti, tvrdosť, tepelná vodivosť, elektrická vodivosť, modul pružnosti atď., rovnaké vo všetkých smeroch, čo sa nazýva izotropia.
Medzi hlavných výrobcov optického skla patria Schott z Nemecka, Corning zo Spojených štátov amerických, Ohara z Japonska a domáce sklo 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 kryštálový materiál používaný v optických médiách. Vďaka štrukturálnym vlastnostiam optických kryštálov sa môže široko používať na výrobu rôznych okien, šošoviek a hranolov pre ultrafialové a infračervené aplikácie. Podľa kryštálovej štruktúry ho možno rozdeliť na monokryštál a polykryštalický. Monokryštálové materiály majú vysokú kryštálovú integritu a priepustnosť svetla, ako aj nízke vstupné straty, takže monokryštály sa používajú hlavne v optických kryštáloch.
Konkrétne: Medzi bežné UV a infračervené kryštálové materiály patria: kremeň (SiO2), fluorid vápenatý (CaF2), fluorid lítny (LiF), kamenná soľ (NaCl), kremík (Si), germánium (Ge) atď.
Polarizačné kryštály: Bežne používané polarizačné kryštály zahŕňajú kalcit (CaCO3), kremeň (SiO2), dusičnan sodný (dusičnan) atď.
Achromatický kryštál: Špeciálne disperzné charakteristiky kryštálu sa používajú na výrobu achromatických objektívov. Napríklad fluorid vápenatý (CaF2) sa kombinuje so sklom a vytvára achromatický systém, ktorý môže eliminovať sférickú aberáciu a sekundárne spektrum.
Laserový kryštál: používa sa ako pracovný materiál pre pevnolátkové lasery, ako je rubín, fluorid vápenatý, kryštál ytria hliníkového granátu dopovaný neodýmom atď.
Krištáľové materiály sa delia na prírodné a umelo pestované. Prírodné kryštály sú veľmi vzácne, ťažko sa umelo pestujú, majú obmedzenú veľkosť a sú nákladné. Vo všeobecnosti sa uvažuje, keď je sklenený materiál nedostatočný, môže pracovať v pásme neviditeľného svetla a používa sa v polovodičovom a laserovom priemysle.
03 Špeciálne optické materiály
a. Sklo-keramické
Sklokeramika je špeciálny optický materiál, ktorý nie je ani sklo, ani krištáľ, ale niekde medzi tým. Hlavným rozdielom medzi sklokeramickým a obyčajným optickým sklom je prítomnosť kryštálovej štruktúry. Má jemnejšiu kryštálovú štruktúru ako keramika. Má vlastnosti nízkeho koeficientu tepelnej rozťažnosti, vysokej pevnosti, vysokej tvrdosti, nízkej hustoty a extrémne vysokej stability. Je široko používaný pri spracovaní plochých kryštálov, štandardných metrových tyčiniek, veľkých zrkadiel, laserových gyroskopov atď.
Koeficient tepelnej rozťažnosti mikrokryštalických optických materiálov môže dosiahnuť 0,0±0,2×10-7/℃ (0~50℃)
b. Karbid kremíka
Karbid kremíka je špeciálny keramický materiál, ktorý sa používa aj ako optický materiál. Karbid kremíka má dobrú tuhosť, nízky koeficient tepelnej deformácie, vynikajúcu tepelnú stabilitu a výrazné zníženie hmotnosti. Je považovaný za hlavný materiál pre veľké ľahké zrkadlá a je široko používaný v letectve, vysokovýkonných laseroch, polovodičoch a iných oblastiach.
Tieto kategórie optických materiálov možno tiež nazvať materiály optických médií. Okrem hlavných kategórií materiálov optických médií patria k optickým materiálom aj materiály z optických vlákien, materiály pre optické filmy, materiály s tekutými kryštálmi, luminiscenčné materiály atď. Rozvoj optických technológií je neoddeliteľný od technológie optických materiálov. Tešíme sa na pokrok v technológii optických materiálov v mojej krajine.
Čas odoslania: Jan-05-2024
