Det första steget i alla optiska tillverkningsprocesser är valet av lämpliga optiska material. Optiska parametrar (brytningsindex, abbnummer, transmittans, reflektionsförmåga), fysiska egenskaper (hårdhet, deformation, bubbelinnehåll, Poissons förhållande) och till och med temperaturegenskaper (termisk expansionskoefficient, samband mellan brytningsindex och temperatur) av optiska material kommer att påverka optiska egenskaper hos optiska material. Prestanda för optiska komponenter och system. Den här artikeln kommer kort att introducera vanliga optiska material och deras egenskaper.
Optiska material är huvudsakligen uppdelade i tre kategorier: optiskt glas, optisk kristall och speciella optiska material.
01 Optiskt glas
Optiskt glas är ett amorft (glasigt) optiskt mediummaterial som kan överföra ljus. Ljus som passerar genom det kan ändra sin förökningsriktning, fas och intensitet. Det används vanligtvis för att producera optiska komponenter som prismor, linser, speglar, fönster och filter i optiska instrument eller system. Optiskt glas har hög transparens, kemisk stabilitet och fysisk enhetlighet i struktur och prestanda. Den har specifika och exakta optiska konstanter. I det fasta tillståndet med låg temperatur behåller optiskt glas den amorfa strukturen i det högtemperaturvätsketillståndet. Helst är de inre fysiska och kemiska egenskaperna hos glas, såsom brytningsindex, termisk expansionskoefficient, hårdhet, värmeledningsförmåga, elektrisk konduktivitet, elastisk modul, etc., desamma i alla riktningar, som kallas isotropi.
De viktigaste tillverkarna av optiskt glas inkluderar Schott i Tyskland, Corning of the United States, Ohara of Japan och inhemska Chengdu Guangming Glass (CDGM), etc.
Brytningsindex och spridningsdiagram
Optical Glass Refractive Index Curves
Överföringskurvor
02. Optisk kristall
Optisk kristall hänvisar till det kristallmaterial som används i optiska medier. På grund av de strukturella egenskaperna hos optiska kristaller kan den användas i stor utsträckning för att skapa olika fönster, linser och prismor för ultravioletta och infraröda applikationer. Enligt kristallstrukturen kan den delas upp i enkelkristall och polykristallin. Enkel kristallmaterial har hög kristallintegritet och ljusöverföring, liksom låg ingångsförlust, så enstaka kristaller används huvudsakligen i optiska kristaller.
Specifikt: Vanliga UV- och infraröda kristallmaterial inkluderar: kvarts (SiO2), kalciumfluorid (CAF2), litiumfluorid (LIF), bergsalt (NaCl), kisel (SI), Germanium (GE), etc.
Polariserande kristaller: Vanligt använda polariserande kristaller inkluderar kalcit (Caco3), kvarts (SiO2), natriumnitrat (nitrat), etc.
Achromatic Crystal: Kristallens speciella dispersionsegenskaper används för att tillverka achromatiska objektivlinser. Till exempel kombineras kalciumfluorid (CAF2) med glas för att bilda ett achromatiskt system, vilket kan eliminera sfärisk avvikelse och sekundärspektrum.
Laserkristall: Används som arbetsmaterial för solid-state-lasrar, såsom rubin, kalciumfluorid, neodymdoped Yttrium aluminium granatkristall, etc.
Kristallmaterial är indelade i naturligt och konstgjort odlat. Naturliga kristaller är mycket sällsynta, svåra att växa konstgjorda, begränsade i storlek och kostsamma. Generellt betraktas när glasmaterial är otillräckligt kan det fungera i det icke-synliga ljusbandet och används i halvledaren och laserindustrin.
03 Specialoptiska material
a. Glaskeramik
Glaskeramik är ett speciellt optiskt material som varken är glas eller kristall, men någonstans däremellan. Den största skillnaden mellan glaskeramik och vanligt optiskt glas är närvaron av kristallstruktur. Den har en finare kristallstruktur än keramik. Den har egenskaperna hos låg värmeutvidgningskoefficient, hög styrka, hög hårdhet, låg densitet och extremt hög stabilitet. Det används allmänt vid bearbetning av platta kristaller, standardmätare, stora speglar, lasergyroskop, etc.
Den termiska expansionskoefficienten för mikrokristallina optiska material kan nå 0,0 ± 0,2 × 10-7/℃ (0 ~ 50 ℃)
b. Kiselkarbid
Kiselkarbid är ett specialkeramiskt material som också används som ett optiskt material. Kiselkarbid har god styvhet, låg termisk deformationskoefficient, utmärkt termisk stabilitet och betydande viktminskningseffekt. Det betraktas som huvudmaterialet för stora lätta speglar i stor storlek och används allmänt inom flyg-, högeffektlasrar, halvledare och andra fält.
Dessa kategorier av optiska material kan också kallas optiska mediematerial. Förutom de viktigaste kategorierna av optiska mediematerial, optiska fibermaterial, optiska filmmaterial, flytande kristallmaterial, självlysande material etc. alla tillhör optiska material. Utvecklingen av optisk teknik är oskiljbar från optisk materialteknik. Vi ser fram emot framstegen i mitt lands optiska materialteknik.
Posttid: Jan-05-2024
