Првиот чекор во секој процес на производство на оптички материјали е изборот на соодветни оптички материјали. Оптичките параметри (индекс на прекршување, Абев број, пропустливост, рефлективност), физичките својства (тврдост, деформација, содржина на меурчиња, Пуасонов однос), па дури и температурните карактеристики (коефициент на термичка експанзија, односот помеѓу индексот на прекршување и температурата) на оптичките материјали, сето тоа ќе влијае на оптичките својства на оптичките материјали. Перформанси на оптичките компоненти и системи. Оваа статија накратко ќе ги претстави вообичаените оптички материјали и нивните својства.
Оптичките материјали се поделени во три категории: оптичко стакло, оптички кристал и специјални оптички материјали.
01 Оптичко стакло
Оптичкото стакло е аморфен (стаклен) оптички медиум кој може да пренесува светлина. Светлината што минува низ него може да ја промени својата насока на ширење, фаза и интензитет. Најчесто се користи за производство на оптички компоненти како што се призми, леќи, огледала, прозорци и филтри во оптички инструменти или системи. Оптичкото стакло има висока транспарентност, хемиска стабилност и физичка униформност во структурата и перформансите. Има специфични и точни оптички константи. Во цврста состојба на ниска температура, оптичкото стакло ја задржува аморфната структура на течната состојба на висока температура. Идеално, внатрешните физички и хемиски својства на стаклото, како што се индексот на прекршување, коефициентот на термичка експанзија, тврдоста, топлинската спроводливост, електричната спроводливост, модулот на еластичност итн., се исти во сите насоки, што се нарекува изотропија.
Главните производители на оптичко стакло се Шот од Германија, Корнинг од САД, Охара од Јапонија и домашниот Chengdu Guangming Glass (CDGM) итн.
Дијаграм на индекс на прекршување и дисперзија
криви на индекс на прекршување на оптичко стакло
Криви на трансмисија
02. Оптички кристал
Оптички кристал се однесува на кристален материјал што се користи во оптичките медиуми. Поради структурните карактеристики на оптичките кристали, може да се користи широко за производство на разни прозорци, леќи и призми за ултравиолетови и инфрацрвени апликации. Според кристалната структура, може да се подели на монокристални и поликристални. Монокристалните материјали имаат висок кристален интегритет и пропустливост на светлина, како и мала влезна загуба, па затоа монокристалите главно се користат во оптичките кристали.
Поточно: Вообичаените UV и инфрацрвени кристални материјали вклучуваат: кварц (SiO2), калциум флуорид (CaF2), литиум флуорид (LiF), камена сол (NaCl), силициум (Si), германиум (Ge) итн.
Поларизирачки кристали: Најчесто користени поларизирачки кристали вклучуваат калцит (CaCO3), кварц (SiO2), натриум нитрат (нитрат) итн.
Ахроматски кристал: Посебните дисперзивни карактеристики на кристалот се користат за производство на ахроматски објективи. На пример, калциум флуорид (CaF2) се комбинира со стакло за да формира ахроматски систем, кој може да ја елиминира сферичната аберација и секундарниот спектар.
Ласерски кристал: се користи како работен материјал за ласери во цврста состојба, како што се рубин, калциум флуорид, неодимиум-допиран итриум алуминиумски гранат кристал, итн.
Кристалните материјали се поделени на природни и вештачки одгледувани. Природните кристали се многу ретки, тешки за вештачко одгледување, ограничени по големина и скапи. Генерално се зема предвид кога стаклениот материјал е недоволен, може да работи во невидливиот светлосен опсег и се користи во полупроводничката и ласерската индустрија.
03 Специјални оптички материјали
а. Стаклена керамика
Стакло-керамиката е посебен оптички материјал кој не е ниту стакло ниту кристал, туку некаде помеѓу. Главната разлика помеѓу стакло-керамиката и обичното оптичко стакло е присуството на кристална структура. Има пофина кристална структура од керамиката. Има карактеристики на низок коефициент на термичка експанзија, висока цврстина, висока тврдост, мала густина и екстремно висока стабилност. Широко се користи во обработката на рамни кристали, стандардни метарски стапчиња, големи огледала, ласерски жироскопи итн.
Коефициентот на термичка експанзија на микрокристалните оптички материјали може да достигне 0,0 ± 0,2 × 10-7/℃ (0 ~ 50℃)
б. Силициум карбид
Силициум карбидот е специјален керамички материјал кој се користи и како оптички материјал. Силициум карбидот има добра цврстина, низок коефициент на термичка деформација, одлична термичка стабилност и значително намалување на тежината. Се смета за главен материјал за големи лесни огледала и е широко користен во воздухопловството, ласери со голема моќност, полупроводници и други области.
Овие категории на оптички материјали може да се наречат и оптички медиумски материјали. Покрај главните категории на оптички медиумски материјали, оптичките влакна, оптичките филмски материјали, течните кристални материјали, луминисцентните материјали итн., сите припаѓаат на оптички материјали. Развојот на оптичката технологија е неразделен од технологијата на оптички материјали. Со нетрпение го очекуваме напредокот на технологијата на оптички материјали во мојата земја.
Време на објавување: 05 јануари 2024 година
