Prvním krokem v jakémkoli optickém výrobním procesu je výběr vhodných optických materiálů. Optické parametry (index lomu, číslo ABBE, propustnost, odrazivost), fyzikální vlastnosti (tvrdost, deformace, obsah bublin, Poissonův poměr) a dokonce i teplotní vlastnosti (koeficient tepelné roztažnosti, vztah mezi indexem lomu a teplotou) optických materiálů ovlivní optické vlastnosti optických materiálů. Výkon optických komponent a systémů. Tento článek stručně představí běžné optické materiály a jejich vlastnosti.
Optické materiály jsou rozděleny hlavně do tří kategorií: optické sklo, optické krystaly a speciální optické materiály.
01 Optické sklo
Optické sklo je amorfní (sklovitý) optický médium, který může přenášet světlo. Světlo procházející skrz to může změnit svůj směr šíření, fázi a intenzitu. Běžně se používá k výrobě optických součástí, jako jsou hranoly, čočky, zrcadla, okna a filtry v optických nástrojích nebo systémech. Optické sklo má vysokou transparentnost, chemickou stabilitu a fyzikální uniformita ve struktuře a výkonu. Má specifické a přesné optické konstanty. V pevném stavu s nízkou teplotou si optické sklo zachovává amorfní strukturu vysokoteplotního kapalného stavu. V ideálním případě jsou vnitřní fyzikální a chemické vlastnosti skla, jako je index lomu, koeficient tepelné roztažnosti, tvrdost, tepelná vodivost, elektrická vodivost, elastický modul atd., Stejné ve všech směrech, které se nazývají izotropie.
Mezi hlavní výrobce optického skla patří Schott z Německa, Corning Spojených států, Japonsko Ohara a domácí sklo Chengdu Guangming (CDGM) atd.
Index refrakčního indexu a disperzního diagramu
Křivky indexu lomu optického skla
Křivky propustnosti
02. Optický krystal
Optický krystal označuje krystalový materiál používaný v optických médiích. Vzhledem ke strukturálním charakteristikám optických krystalů lze široce používat k výrobě různých oken, čoček a hranolů pro ultrafialové a infračervené aplikace. Podle krystalové struktury lze ji rozdělit na jedno krystaly a polykrystalické. Jedno krystalové materiály mají vysokou integritu krystalů a propustnost světla, stejně jako nízkou ztrátu vstupu, takže jednotlivé krystaly se používají hlavně v optických krystalech.
Konkrétně: běžné UV a infračervené krystalové materiály zahrnují: křemen (sio2), fluorid vápníku (CAF2), lithium fluorid (LIF), skalní sůl (NaCl), křemík (SI), germanium (GE) atd.
Polarizační krystaly: Běžně používané polarizační krystaly zahrnují kalcit (CaCO3), křemen (SIO2), dusičnan sodný (dusičnan) atd.
Achromatický krystal: K výrobě achromatických objektivů se používají speciální disperzní charakteristiky krystalu. Například fluorid vápníku (CAF2) je kombinován se sklem za vzniku achromatického systému, který může eliminovat sférickou aberaci a sekundární spektrum.
Laser Crystal: Používá se jako pracovní materiály pro lasery v pevném stavu, jako je Ruby, fluorid vápníku, neodymium dotovaný yttrium hliníkový krystal atd.
Krystalové materiály jsou rozděleny na přírodní a uměle pěstované. Přírodní krystaly jsou velmi vzácné, je obtížné růst uměle, omezené velikosti a nákladné. Obecně se uvažuje, když je skleněný materiál nedostatečný, může fungovat v neviditelném světelném pásmu a používá se v polovodičovém a laserovém průmyslu.
03 Speciální optické materiály
A. Sklo-Ceramika
Sklo-Ceramika je speciální optický materiál, který není sklem ani krystal, ale někde mezi nimi. Hlavním rozdílem mezi skleněným a běžným optickým sklem je přítomnost krystalové struktury. Má jemnější krystalovou strukturu než keramika. Má vlastnosti koeficientu nízké tepelné roztažnosti, vysoké pevnosti, vysoké tvrdosti, nízké hustoty a extrémně vysoké stability. Obecně se používá při zpracování plochých krystalů, standardních měřičů, velkých zrcadel, laserových gyroskopů atd.
Koeficient tepelné roztažnosti mikrokrystalických optických materiálů může dosáhnout 0,0 ± 0,2 x 10-7/℃ (0 ~ 50 ℃)
b. Křemíkový karbid
Karbid křemíku je speciální keramický materiál, který se také používá jako optický materiál. Karbid křemíku má dobrou tuhost, koeficient nízkého tepelné deformace, vynikající tepelnou stabilitu a významný účinek na snižování hmotnosti. Je považován za hlavní materiál pro lehká zrcátka ve velké velikosti a je široce používán v leteckých, vysoce výkonných laserech, polovodičích a dalších oborech.
Tyto kategorie optických materiálů lze také nazvat materiály optických médií. Kromě hlavních kategorií materiálů optických médií, materiálů optických vláken, optických filmových materiálů, kapalinových krystalických materiálů, luminiscenčních materiálů atd. To vše patří k optickým materiálům. Vývoj optické technologie je neoddělitelný od technologie optického materiálu. Těšíme se na pokrok technologie optického materiálu mé země.
Čas příspěvku: leden-05-2024
