Το πρώτο βήμα σε οποιαδήποτε διαδικασία οπτικής κατασκευής είναι η επιλογή των κατάλληλων οπτικών υλικών. Οι οπτικές παράμετροι (δείκτης διάθλασης, αριθμός abbe, μετάδοση, ανακλαστικότητα), φυσικές ιδιότητες (σκληρότητα, παραμόρφωση, περιεκτικότητα σε φυσαλίδες, αναλογία Poisson) και ακόμη και χαρακτηριστικά θερμοκρασίας (συντελεστής θερμικής διαστολής, σχέση μεταξύ δείκτη διάθλασης και θερμοκρασίας) των οπτικών υλικών θα επηρεάσουν τις οπτικές ιδιότητες των οπτικών υλικών. Απόδοση οπτικών εξαρτημάτων και συστημάτων. Αυτό το άρθρο θα εισαγάγει εν συντομία τα κοινά οπτικά υλικά και τις ιδιότητές τους.
Τα οπτικά υλικά χωρίζονται κυρίως σε τρεις κατηγορίες: οπτικό γυαλί, οπτικό κρύσταλλο και ειδικά οπτικά υλικά.
01 οπτικό γυαλί
Το οπτικό γυαλί είναι ένα άμορφο (υαλώδες) οπτικό μέσο που μπορεί να μεταδώσει φως. Το φως που διέρχεται από αυτό μπορεί να αλλάξει την κατεύθυνση διάδοσης, τη φάση και την ένταση. Χρησιμοποιείται συνήθως για την παραγωγή οπτικών εξαρτημάτων όπως πρίσματα, φακούς, καθρέφτες, παράθυρα και φίλτρα σε οπτικά όργανα ή συστήματα. Το οπτικό γυαλί έχει υψηλή διαφάνεια, χημική σταθερότητα και φυσική ομοιομορφία στη δομή και την απόδοση. Έχει συγκεκριμένες και ακριβείς οπτικές σταθερές. Στη στερεά κατάσταση χαμηλής θερμοκρασίας, το οπτικό γυαλί διατηρεί την άμορφη δομή της υγρής κατάστασης υψηλής θερμοκρασίας. Στην ιδανική περίπτωση, οι εσωτερικές φυσικές και χημικές ιδιότητες του γυαλιού, όπως ο δείκτης διάθλασης, ο συντελεστής θερμικής διαστολής, η σκληρότητα, η θερμική αγωγιμότητα, η ηλεκτρική αγωγιμότητα, το ελαστικό μέτρο κ.λπ., είναι οι ίδιες προς όλες τις κατευθύνσεις που ονομάζεται ισοτροπία.
Οι κύριοι κατασκευαστές οπτικού γυαλιού περιλαμβάνουν Schott της Γερμανίας, Corning των Ηνωμένων Πολιτειών, Ohara της Ιαπωνίας και εγχώριο Chengdu Guangming Glass (CDGM) κ.λπ.
Δείκτης διάθλασης και διάγραμμα διασποράς
καμπύλες οπτικού ευρετηρίου διάθλασης γυαλιού
Καμπύλες μετάδοσης
02. Οπτικός κρύσταλλος
Ο οπτικός κρύσταλλος αναφέρεται στο κρυσταλλικό υλικό που χρησιμοποιείται στα οπτικά μέσα. Λόγω των δομικών χαρακτηριστικών των οπτικών κρυστάλλων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ευρέως για την κατασκευή διαφόρων παραθύρων, φακών και πρίσματος για εφαρμογές υπεριώδους και υπέρυθρης ακτινοβολίας. Σύμφωνα με την κρυσταλλική δομή, μπορεί να χωριστεί σε μονό κρύσταλλο και πολυκρυσταλλικό. Τα μεμονωμένα κρυστάλλινα υλικά έχουν υψηλή ακεραιότητα κρυστάλλων και μετάδοση φωτός, καθώς και χαμηλή απώλεια εισόδου, έτσι ώστε να χρησιμοποιούνται κυρίως σε οπτικούς κρυστάλλους.
Συγκεκριμένα: Τα κοινά υλικά με υπεριώδη ακτινοβολία και υπέρυθρες κρυστάλλινες περιλαμβάνουν: χαλαζία (SiO2), φθορίδιο ασβεστίου (CAF2), φθοριούχο λιθίου (LIF), αλάτι βράχου (NaCl), πυρίτιο (SI), γερμανικό (GE) κ.λπ.
ΠΟΛΙΤΙΚΑ Κρύσταλλοι: Οι συνήθως χρησιμοποιούμενοι πολωτικοί κρύσταλλοι περιλαμβάνουν ασβεστίτη (CACO3), χαλαζία (SiO2), νιτρικό νάτριο (νιτρικό άλας) κ.λπ.
Αχρωματικός κρύσταλλος: Τα ειδικά χαρακτηριστικά διασποράς του κρυστάλλου χρησιμοποιούνται για την κατασκευή αχρωματικών αντικειμενικών φακών. Για παράδειγμα, το φθόριο ασβεστίου (CAF2) συνδυάζεται με γυαλί για να σχηματίσει ένα αχρωματικό σύστημα, το οποίο μπορεί να εξαλείψει τη σφαιρική εκτροπή και το δευτερεύον φάσμα.
Κρυστάλης λέιζερ: Χρησιμοποιείται ως υλικά εργασίας για λέιζερ στερεάς κατάστασης, όπως ρουμπίνι, φθοριούχο ασβέστιο, κρύσταλλο γρανάτη αλουμινίου από αλουμίνιο, κλπ.
Τα κρυστάλλινα υλικά χωρίζονται σε φυσικά και τεχνητά καλλιεργημένα. Οι φυσικοί κρύσταλλοι είναι πολύ σπάνιοι, δύσκολο να αναπτυχθούν τεχνητά, περιορισμένα σε μέγεθος και δαπανηρές. Γενικά θεωρείται όταν το γυάλινο υλικό είναι ανεπαρκές, μπορεί να λειτουργήσει στη μη ορατή φωτεινή ζώνη και χρησιμοποιείται στις βιομηχανίες ημιαγωγών και λέιζερ.
03 Ειδικά οπτικά υλικά
ένα. Κεραμικός
Το γυαλί-κεραμικό είναι ένα ειδικό οπτικό υλικό που δεν είναι ούτε γυαλί ούτε κρύσταλλο, αλλά κάπου ενδιάμεσα. Η κύρια διαφορά μεταξύ του γυαλιού-κεραμικού και του συνηθισμένου οπτικού γυαλιού είναι η παρουσία κρυσταλλικής δομής. Έχει μια λεπτότερη κρυσταλλική δομή από την κεραμική. Έχει τα χαρακτηριστικά του χαμηλού συντελεστή θερμικής διαστολής, της υψηλής αντοχής, της υψηλής σκληρότητας, της χαμηλής πυκνότητας και της εξαιρετικά υψηλής σταθερότητας. Χρησιμοποιείται ευρέως στην επεξεργασία επίπεδων κρυστάλλων, τυποποιημένων μπαστούνι μετρητών, μεγάλων καθρέφτη, γυροσκόπια λέιζερ κ.λπ.
Ο συντελεστής θερμικής διαστολής των μικροκρυσταλλικών οπτικών υλικών μπορεί να φτάσει τα 0,0 ± 0,2 × 10-7/℃ (0 ~ 50 ℃)
σι. Καρβίδιο πυριτίου
Το καρβίδιο του πυριτίου είναι ένα ειδικό κεραμικό υλικό που χρησιμοποιείται επίσης ως οπτικό υλικό. Το καρβίδιο του πυριτίου έχει καλή ακαμψία, χαμηλό συντελεστή θερμικής παραμόρφωσης, εξαιρετική θερμική σταθερότητα και σημαντική επίδραση μείωσης του βάρους. Θεωρείται το κύριο υλικό για ελαφρούς καθρέφτες μεγάλου μεγέθους και χρησιμοποιείται ευρέως σε αεροδιαστημική, λέιζερ υψηλής ισχύος, ημιαγωγούς και άλλα πεδία.
Αυτές οι κατηγορίες οπτικών υλικών μπορούν επίσης να ονομάζονται οπτικά υλικά. Εκτός από τις κύριες κατηγορίες υλικών οπτικών μέσων, τα υλικά οπτικών ινών, τα υλικά οπτικής μεμβράνης, τα υλικά υγρών κρυστάλλων, τα υλικά φωταύγειας κλπ. Όλα ανήκουν σε οπτικά υλικά. Η ανάπτυξη της οπτικής τεχνολογίας είναι αδιαχώριστη από την τεχνολογία οπτικών υλικών. Προσβλέπουμε στην πρόοδο της τεχνολογίας οπτικών υλικών της χώρας μου.
Χρόνος δημοσίευσης: Ιαν-05-2024
