Prvním krokem v jakémkoli optickém výrobním procesu je výběr vhodných optických materiálů.Optické parametry (index lomu, Abbeovo číslo, propustnost, odrazivost), fyzikální vlastnosti (tvrdost, deformace, obsah bublin, Poissonův poměr) a dokonce i teplotní charakteristiky (koeficient tepelné roztažnosti, vztah mezi indexem lomu a teplotou) optických materiálů To vše ovlivní optické vlastnosti optických materiálů.Výkon optických komponent a systémů.Tento článek stručně představí běžné optické materiály a jejich vlastnosti.
Optické materiály se dělí především do tří kategorií: Optické sklo, optický krystal a Speciální optické materiály.
01 Optické sklo
Optické sklo je amorfní (sklovitý) materiál optického média, který může propouštět světlo.Světlo, které jím prochází, 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 přístrojích nebo systémech.Optické sklo má vysokou průhlednost, chemickou stabilitu a fyzikální jednotnost struktury a výkonu.Má specifické a přesné optické konstanty.V nízkoteplotním pevném stavu 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, modul pružnosti atd., stejné ve všech směrech, což se nazývá izotropie.
Mezi hlavní výrobce optického skla patří Schott z Německa, Corning ze Spojených států, Ohara z Japonska a domácí Chengdu Guangming Glass (CDGM) atd.
Index lomu a disperzní diagram
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 může být široce používán k výrobě různých oken, čoček a hranolů pro ultrafialové a infračervené aplikace.Podle krystalové struktury jej lze rozdělit na monokrystalický a polykrystalický.Monokrystalové materiály mají vysokou krystalovou integritu a propustnost světla, stejně jako nízké vstupní ztráty, takže monokrystaly se používají hlavně v optických krystalech.
Konkrétně: Mezi běžné UV a infračervené krystalové materiály patří: křemen (SiO2), fluorid vápenatý (CaF2), fluorid lithný (LiF), kamenná sůl (NaCl), křemík (Si), germanium (Ge) atd.
Polarizační krystaly: Mezi běžně používané polarizační krystaly patří kalcit (CaCO3), křemen (SiO2), dusičnan sodný (dusičnan) atd.
Achromatický krystal: Speciální disperzní vlastnosti krystalu se používají k výrobě achromatických čoček objektivů.Například fluorid vápenatý (CaF2) je kombinován se sklem za vzniku achromatického systému, který může eliminovat sférickou aberaci a sekundární spektrum.
Laserový krystal: používá se jako pracovní materiály pro pevnolátkové lasery, jako je rubín, fluorid vápenatý, neodymem dopovaný krystal yttria hliníkového granátu atd.
Křišťálové materiály se dělí na přírodní a uměle pěstované.Přírodní krystaly jsou velmi vzácné, obtížně se pěstují uměle, mají omezenou velikost a jsou nákladné.Obecně se uvažuje, když je skleněný materiál nedostatečný, může pracovat v pásmu neviditelného světla a používá se v polovodičovém a laserovém průmyslu.
03 Speciální optické materiály
A.Sklokeramika
Sklokeramika je speciální optický materiál, který není ani sklo, ani křišťál, ale někde mezi.Hlavním rozdílem mezi sklokeramickým a běžným optickým sklem je přítomnost krystalové struktury.Má jemnější krystalickou strukturu než keramika.Vyznačuje se nízkým koeficientem tepelné roztažnosti, vysokou pevností, vysokou tvrdostí, nízkou hustotou a extrémně vysokou stabilitou.Je široce používán při zpracování plochých krystalů, standardních metrových tyčinek, velkých zrcadel, laserových gyroskopů atd.
Koeficient tepelné roztažnosti mikrokrystalických optických materiálů může dosáhnout 0,0±0,2×10-7/℃ (0~50℃)
b.Karbid křemíku
Karbid křemíku je speciální keramický materiál, který se také používá jako optický materiál.Karbid křemíku má dobrou tuhost, nízký koeficient tepelné deformace, vynikající tepelnou stabilitu a významný efekt snížení hmotnosti.Je považován za hlavní materiál pro velká lehká zrcadla a je široce používán v letectví, vysokovýkonných laserech, polovodičích a dalších oborech.
Tyto kategorie optických materiálů lze také nazvat materiály optických médií.Kromě hlavních kategorií materiálů optických médií, materiály optických vláken, materiály pro optické filmy, materiály s tekutými krystaly, luminiscenční materiály atd. všechny patří k optickým materiálům.Rozvoj optické technologie je neoddělitelný od technologie optických materiálů.Těšíme se na pokrok v technologii optických materiálů v mé zemi.
Čas odeslání: leden-05-2024
