Det första steget i en optisk tillverkningsprocess är valet av lämpliga optiska material. Optiska parametrar (brytningsindex, Abbe-tal, transmittans, reflektivitet), fysikaliska egenskaper (hårdhet, deformation, bubbelinnehåll, Poissons förhållande) och även temperaturegenskaper (termisk expansionskoefficient, samband mellan brytningsindex och temperatur) för optiska material Alla kommer att påverka de optiska egenskaperna hos optiska material. Prestanda för optiska komponenter och system. Den här artikeln kommer kortfattat att introducera vanliga optiska material och deras egenskaper.
Optiska material är huvudsakligen indelade i tre kategorier: Optiskt glas, optiskt kristall och Specialoptiska material.
01 Optiskt glas
Optiskt glas är ett amorft (glasartat) optiskt mediummaterial som kan överföra ljus. Ljus som passerar genom den kan ändra dess utbredningsriktning, 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 fast lågtemperaturtillstånd bibehåller optiskt glas den amorfa strukturen hos högtemperaturvätsketillståndet. Helst är glasets inre fysikaliska och kemiska egenskaper, såsom brytningsindex, värmeutvidgningskoefficient, hårdhet, värmeledningsförmåga, elektrisk ledningsförmåga, elasticitetsmodul, etc., desamma i alla riktningar, vilket kallas isotropi.
De största tillverkarna av optiskt glas inkluderar Schott från Tyskland, Corning i USA, Ohara i Japan och inhemska Chengdu Guangming Glass (CDGM), etc.
Brytningsindex och dispersionsdiagram
optiska glasbrytningsindexkurvor
Transmittanskurvor
02. Optisk kristall
Optisk kristall avser det kristallmaterial som används i optiska medier. På grund av de strukturella egenskaperna hos optiska kristaller kan den användas i stor utsträckning för att tillverka olika fönster, linser och prismor för ultravioletta och infraröda tillämpningar. Enligt kristallstrukturen kan den delas in i enkristall och polykristallin. Enkristallmaterial har hög kristallintegritet och ljustransmittans, såväl som låg ingångsförlust, så enkristaller används huvudsakligen i optiska kristaller.
Specifikt: Vanliga UV- och infraröda kristallmaterial inkluderar: kvarts (SiO2), kalciumfluorid (CaF2), litiumfluorid (LiF), stensalt (NaCl), kisel (Si), germanium (Ge), etc.
Polariserande kristaller: Vanligt använda polariserande kristaller inkluderar kalcit (CaCO3), kvarts (SiO2), natriumnitrat (nitrat), etc.
Akromatisk kristall: Kristallens speciella spridningsegenskaper används för att tillverka akromatiska objektivlinser. Till exempel kombineras kalciumfluorid (CaF2) med glas för att bilda ett akromatiskt system, vilket kan eliminera sfärisk aberration och sekundärt spektrum.
Laserkristall: används som arbetsmaterial för fasta lasrar, såsom rubin, kalciumfluorid, neodymdopad granatkristall av yttriumaluminium, etc.
Kristallmaterial är indelade i naturliga och konstgjorda odlade. Naturliga kristaller är mycket sällsynta, svåra att odla på konstgjord väg, begränsade i storlek och kostsamma. Generellt sett när glasmaterial är otillräckligt, kan det fungera i det icke-synliga ljusbandet och används i halvledar- och laserindustrin.
03 Specialoptiska material
a. Glaskeramik
Glaskeramik är ett speciellt optiskt material som varken är glas eller kristall, utan någonstans däremellan. Huvudskillnaden mellan glaskeramik och vanligt optiskt glas är närvaron av kristallstruktur. Den har en finare kristallstruktur än keramik. Den har egenskaperna för låg termisk expansionskoefficient, hög hållfasthet, hög hårdhet, låg densitet och extremt hög stabilitet. Det används ofta vid bearbetning av platta kristaller, standardmätstavar, 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 även används som optiskt material. Kiselkarbid har god styvhet, låg termisk deformationskoefficient, utmärkt termisk stabilitet och betydande viktminskningseffekt. Det anses vara det huvudsakliga materialet för lättviktsspeglar i stor storlek och används ofta inom flyg, högeffektlasrar, halvledare och andra områden.
Dessa kategorier av optiska material kan också kallas optiska mediamaterial. Förutom de stora kategorierna av optiska mediamaterial, tillhör optiska fibermaterial, optiska filmmaterial, flytande kristallmaterial, självlysande material etc. alla optiska material. Utvecklingen av optisk teknik är oskiljaktig från optisk materialteknik. Vi ser fram emot utvecklingen av mitt lands optiska materialteknologi.
Posttid: Jan-05-2024
