Mis tahes optilise tootmisprotsessi esimene samm on sobivate optiliste materjalide valimine. Optilised parameetrid (murdumisnäitaja, ABBE arv, läbilaskvus, peegeldusvõime), füüsikalised omadused (kõvadus, deformatsioon, mullisisaldus, Poissoni suhe) ja isegi temperatuuri omadused (soojuse laienemiskoefitsient, optiliste materjalide suhe) suhe mõjutavad optiliste materjalide optilisi omadusi. Optiliste komponentide ja süsteemide jõudlus. See artikkel tutvustab lühidalt tavalisi optilisi materjale ja nende omadusi.
Optilised materjalid jagunevad peamiselt kolme kategooriasse: optiline klaas, optiline kristall ja spetsiaalsed optilised materjalid.
01 optiline klaas
Optiline klaas on amorfne (klaasjas) optiline keskmine materjal, mis suudab valgust edastada. Selle läbimine võib muuta selle levimissuunda, faasi ja intensiivsust. Tavaliselt kasutatakse seda optiliste komponentide, nagu prismid, läätsed, peeglid, aknad ja filtrid optilistes instrumentides või süsteemides. Optilise klaas on kõrge läbipaistvus, keemiline stabiilsus ning struktuuri ja jõudluse füüsiline ühtlus. Sellel on konkreetsed ja täpsed optilised konstandid. Madala temperatuuriga tahkis säilitab optiline klaas kõrge temperatuuriga vedela oleku amorfse struktuuri. Ideaalis on klaasi sisemised füüsikalised ja keemilised omadused, näiteks murdumisnäitaja, soojuspaisumistegur, kõvadus, soojusjuhtivus, elektrijuhtivus, elastsusmoodul jne, samad kõigis suunades, mida nimetatakse isotroopiaks.
Optiliste klaasi peamiste tootjate hulka kuuluvad Saksamaa Schott, Ameerika Ühendriikide Corning, Jaapani Ohara ja kodumaine Chengdu Guangming Glass (CDGM) jne.
Murdumisnäitaja ja dispersiooniskeem
Optilised klaasi murdumisnäitaja kõverad
Läbilaskkonna kõverad
02. Optiline kristall
Optiline kristall viitab optilises söötmes kasutatavale kristallmaterjalile. Optiliste kristallide struktuuriliste omaduste tõttu saab seda laialdaselt kasutada mitmesuguste akende, läätsede ja prismide valmistamiseks ultraviolettkiirguse ja infrapunarakenduste jaoks. Kristallstruktuuri kohaselt saab selle jagada üksikkristalliks ja polükristalliliseks. Üksikute kristallide materjalidel on kõrge kristalli terviklikkus ja valguse läbilaskvus, samuti madal sisendkaotus, seega kasutatakse üksikkristalle peamiselt optilistes kristallides.
Täpsemalt: tavalised UV- ja infrapunakristallimaterjalid hõlmavad: kvarts (SiO2), kaltsiumfluoriidi (CAF2), liitiumfluoriidi (LIF), kivisoola (NaCl), räni (SI), germaanium (GE) jne.
Polariseerivad kristallid: tavaliselt kasutatavad polariseerivad kristallid hõlmavad kaltsiiti (CaCO3), kvarts (SiO2), naatriumnitraat (nitraat) jne.
Akromaatilised kristallid: kristallide spetsiaalseid dispersiooniomadusi kasutatakse akromaatiliste objektiivide tootmiseks. Näiteks ühendatakse kaltsiumfluoriid (CAF2) klaasiga, moodustades akromaatilise süsteemi, mis võib kõrvaldada sfäärilise aberratsiooni ja sekundaarspektri.
Laserkristall: kasutatud töömaterjalidena tahkislasserite jaoks, näiteks rubiin, kaltsiumfluoriid, neodüüm-legeeritud yttrium-alumiiniumist granaati kristall jne.
Kristallmaterjalid jagunevad looduslikuks ja kunstlikult kasvatatud. Looduslikud kristallid on väga haruldased, kunstlikult raskesti kasvatatavad, piiratud ja kulukad. Üldiselt kaalutakse, kui klaasist materjal on ebapiisav, see võib töötada mittevisiivses valgusalas ja seda kasutatakse pooljuhtide ja lasertööstuses.
03 spetsiaalsed optilised materjalid
a. Klaas-keraamika
Klaas-keraam on spetsiaalne optiline materjal, mis pole klaas ega kristall, vaid kuskil vahepeal. Klaas-keraamilise ja tavalise optilise klaasi peamine erinevus on kristallstruktuuri olemasolu. Sellel on peenem kristallstruktuur kui keraamika. Sellel on madala soojuspaisumise koefitsiendi omadused, kõrge tugevus, kõrge karedus, madal tihedus ja äärmiselt kõrge stabiilsus. Seda kasutatakse laialdaselt lamedate kristallide, standardmõõturite, suurte peeglite, lasergüroskoopide jms töötlemisel.
Mikrokristalliliste optiliste materjalide soojuspaisumistegur võib ulatuda 0,0 ± 0,2 × 10-7/℃ (0 ~ 50 ℃)
b. Ränikarbiid
Ränikarbiid on spetsiaalne keraamiline materjal, mida kasutatakse ka optilise materjalina. Räni karbiidil on hea jäikus, madal termiline deformatsioonikoefitsient, suurepärane termiline stabiilsus ja märkimisväärne kehakaalu vähendamine. Seda peetakse suuremate kergete peeglite peamiseks materjaliks ja seda kasutatakse laialdaselt kosmose, suure võimsusega laserite, pooljuhtide ja muude põldude korral.
Neid optiliste materjalide kategooriaid võib nimetada ka optiliste söötme materjalideks. Lisaks peamistele optiliste söötmematerjalide kategooriatele kuuluvad optiliste kiudude materjalid, optilised kilematerjalid, vedelkristallmaterjalid, luminestsentsmaterjalid jne. Kõik kuuluvad optilistesse materjalidesse. Optilise tehnoloogia arendamine on optilise materjali tehnoloogiast lahutamatu. Ootame minu riigi optilise materiaalse tehnoloogia edusamme.
Postiaeg: jaanuar-05-2024
