Prvi korak u svakom optičkom proizvodnom procesu je odabir odgovarajućih optičkih materijala. Optički parametri (indeks loma, Abbeov broj, propusnost, reflektivnost), fizička svojstva (tvrdoća, deformacija, sadržaj mjehurića, Poissonov omjer), pa čak i temperaturne karakteristike (koeficijent toplinske ekspanzije, odnos između indeksa loma i temperature) optičkih materijala Sve će utjecati optička svojstva optičkih materijala. Performanse optičkih komponenti i sistema. Ovaj članak će ukratko predstaviti uobičajene optičke materijale i njihova svojstva.
Optički materijali se uglavnom dijele u tri kategorije: optičko staklo, optički kristal i specijalni optički materijali.
01 Optičko staklo
Optičko staklo je amorfni (staklasti) materijal optičkog medija koji može prenositi svjetlost. Svjetlost koja prolazi kroz njega može promijeniti smjer širenja, fazu i intenzitet. Obično se koristi za proizvodnju optičkih komponenti kao što su prizme, sočiva, ogledala, prozori i filteri u optičkim instrumentima ili sistemima. Optičko staklo ima visoku transparentnost, hemijsku stabilnost i fizičku uniformnost u strukturi i performansama. Ima specifične i precizne optičke konstante. U niskotemperaturnom čvrstom stanju, optičko staklo zadržava amorfnu strukturu tečnog stanja visoke temperature. U idealnom slučaju, unutrašnja fizička i hemijska svojstva stakla, kao što su indeks prelamanja, koeficijent termičkog širenja, tvrdoća, toplotna provodljivost, električna provodljivost, modul elastičnosti, itd., su ista u svim pravcima, što se naziva izotropijom.
Glavni proizvođači optičkog stakla su Schott iz Njemačke, Corning iz Sjedinjenih Država, Ohara iz Japana i domaće Chengdu Guangming Glass (CDGM) itd.
Indeks loma i dijagram disperzije
krivulje indeksa prelamanja optičkog stakla
Krivulje propusnosti
02. Optički kristal
Optički kristal se odnosi na kristalni materijal koji se koristi u optičkim medijima. Zbog strukturnih karakteristika optičkih kristala, može se široko koristiti za izradu različitih prozora, sočiva i prizmi za ultraljubičaste i infracrvene aplikacije. Prema kristalnoj strukturi, može se podijeliti na monokristalne i polikristalne. Monokristalni materijali imaju visok kristalni integritet i propusnost svjetlosti, kao i mali ulazni gubitak, tako da se monokristali uglavnom koriste u optičkim kristalima.
Konkretno: Uobičajeni UV i infracrveni kristalni materijali uključuju: kvarc (SiO2), kalcijum fluorid (CaF2), litijum fluorid (LiF), kamenu so (NaCl), silicijum (Si), germanijum (Ge) itd.
Polarizacijski kristali: Obično korišćeni polarizacijski kristali uključuju kalcit (CaCO3), kvarc (SiO2), natrijum nitrat (nitrat) itd.
Akromatski kristal: Posebne karakteristike disperzije kristala se koriste za proizvodnju akromatskih objektiva. Na primjer, kalcijum fluorid (CaF2) se kombinuje sa staklom kako bi se formirao ahromatski sistem, koji može eliminisati sfernu aberaciju i sekundarni spektar.
Laserski kristal: koristi se kao radni materijal za lasere u čvrstom stanju, kao što su rubin, kalcijum fluorid, neodimijum dopiran itrijum-aluminijum granat kristal, itd.
Kristalni materijali se dijele na prirodne i umjetno uzgojene. Prirodni kristali su vrlo rijetki, teško ih je umjetno uzgajati, ograničene veličine i skupi. Općenito se smatra kada je stakleni materijal nedovoljan, može raditi u opsegu nevidljive svjetlosti i koristi se u industriji poluvodiča i lasera.
03 Specijalni optički materijali
a. Staklokeramika
Staklokeramika je poseban optički materijal koji nije ni staklo ni kristal, već negdje između. Glavna razlika između staklokeramike i običnog optičkog stakla je prisutnost kristalne strukture. Ima finiju kristalnu strukturu od keramike. Ima karakteristike niskog koeficijenta termičke ekspanzije, visoke čvrstoće, velike tvrdoće, niske gustine i izuzetno visoke stabilnosti. Široko se koristi u obradi ravnih kristala, standardnih metarskih štapova, velikih ogledala, laserskih žiroskopa itd.
Koeficijent toplinske ekspanzije mikrokristalnih optičkih materijala može doseći 0,0±0,2×10-7/℃ (0~50℃)
b. Silicon Carbide
Silicijum karbid je specijalni keramički materijal koji se takođe koristi kao optički materijal. Silicijum karbid ima dobru krutost, nizak koeficijent termičke deformacije, odličnu termičku stabilnost i značajan efekat smanjenja težine. Smatra se glavnim materijalom za laka ogledala velikih dimenzija i naširoko se koristi u vazduhoplovstvu, laserima velike snage, poluprovodnicima i drugim poljima.
Ove kategorije optičkih materijala mogu se nazvati i materijalima optičkih medija. Pored glavnih kategorija materijala optičkih medija, materijali optičkih vlakana, materijali optičkih filmova, materijali s tekućim kristalima, luminiscentni materijali itd. pripadaju optičkim materijalima. Razvoj optičke tehnologije je neodvojiv od tehnologije optičkih materijala. Radujemo se napretku tehnologije optičkih materijala u mojoj zemlji.
Vrijeme objave: Jan-05-2024
