Det første trin i enhver optisk fremstillingsproces er valget af passende optiske materialer. Optiske parametre (brydningsindeks, Abbe-tal, transmittans, reflektivitet), fysiske egenskaber (hårdhed, deformation, bobleindhold, Poissons forhold) og endda temperaturkarakteristika (termisk udvidelseskoefficient, forhold mellem brydningsindeks og temperatur) af optiske materialer Alt vil påvirke optiske materialers optiske egenskaber. Ydelse af optiske komponenter og systemer. Denne artikel vil kort introducere almindelige optiske materialer og deres egenskaber.
Optiske materialer er hovedsageligt opdelt i tre kategorier: Optisk glas, optisk krystal og særlige optiske materialer.
01 Optisk glas
Optisk glas er et amorft (glasagtigt) optisk mediemateriale, der kan transmittere lys. Lys, der passerer gennem det, kan ændre dets udbredelsesretning, fase og intensitet. Det bruges almindeligvis til at producere optiske komponenter såsom prismer, linser, spejle, vinduer og filtre i optiske instrumenter eller systemer. Optisk glas har høj gennemsigtighed, kemisk stabilitet og fysisk ensartethed i struktur og ydeevne. Den har specifikke og nøjagtige optiske konstanter. I den faste tilstand ved lav temperatur bevarer optisk glas den amorfe struktur af den flydende højtemperaturtilstand. Ideelt set er glasets indre fysiske og kemiske egenskaber, såsom brydningsindeks, termisk udvidelseskoefficient, hårdhed, termisk ledningsevne, elektrisk ledningsevne, elasticitetsmodul osv., ens i alle retninger, hvilket kaldes isotropi.
De vigtigste producenter af optisk glas omfatter Schott fra Tyskland, Corning i USA, Ohara fra Japan og indenlandske Chengdu Guangming Glass (CDGM) osv.
Brydningsindeks og spredningsdiagram
optiske glas brydningsindekskurver
Transmissionskurver
02. Optisk krystal
Optisk krystal refererer til det krystalmateriale, der bruges i optiske medier. På grund af de strukturelle egenskaber af optiske krystaller, kan det bruges i vid udstrækning til at lave forskellige vinduer, linser og prismer til ultraviolette og infrarøde applikationer. Ifølge krystalstrukturen kan den opdeles i enkeltkrystal og polykrystallinsk. Enkeltkrystalmaterialer har høj krystalintegritet og lystransmittans samt lavt inputtab, så enkeltkrystaller bruges hovedsageligt i optiske krystaller.
Specifikt: Almindelige UV- og infrarøde krystalmaterialer omfatter: kvarts (SiO2), calciumfluorid (CaF2), lithiumfluorid (LiF), stensalt (NaCl), silicium (Si), germanium (Ge) osv.
Polariserende krystaller: Almindeligvis anvendte polariserende krystaller omfatter calcit (CaCO3), kvarts (SiO2), natriumnitrat (nitrat) osv.
Akromatisk krystal: Krystallens specielle spredningsegenskaber bruges til at fremstille akromatiske objektivlinser. For eksempel er calciumfluorid (CaF2) kombineret med glas for at danne et akromatisk system, som kan eliminere sfærisk aberration og sekundært spektrum.
Laserkrystal: bruges som arbejdsmateriale til solid-state lasere, såsom rubin, calciumfluorid, neodym-doteret yttrium aluminium granat krystal osv.
Krystalmaterialer er opdelt i naturlige og kunstigt dyrkede. Naturlige krystaller er meget sjældne, vanskelige at dyrke kunstigt, begrænsede i størrelse og dyre. Generelt betragtet, når glasmateriale er utilstrækkeligt, kan det arbejde i det ikke-synlige lysbånd og bruges i halvleder- og laserindustrien.
03 Særlige optiske materialer
en. Glaskeramik
Glaskeramik er et særligt optisk materiale, der hverken er glas eller krystal, men et sted midt imellem. Den største forskel mellem glaskeramik og almindeligt optisk glas er tilstedeværelsen af krystalstruktur. Den har en finere krystalstruktur end keramik. Det har egenskaberne lav termisk udvidelseskoefficient, høj styrke, høj hårdhed, lav tæthed og ekstrem høj stabilitet. Det er meget udbredt i behandlingen af flade krystaller, standardmålerpinde, store spejle, lasergyroskoper osv.
Den termiske udvidelseskoefficient for mikrokrystallinske optiske materialer kan nå 0,0±0,2×10-7/℃ (0~50℃)
b. Siliciumcarbid
Siliciumcarbid er et specialkeramisk materiale, der også bruges som optisk materiale. Siliciumcarbid har god stivhed, lav termisk deformationskoefficient, fremragende termisk stabilitet og betydelig vægtreduktionseffekt. Det betragtes som hovedmaterialet til letvægtsspejle i stor størrelse og er meget udbredt i rumfart, højeffektlasere, halvledere og andre områder.
Disse kategorier af optiske materialer kan også kaldes optiske mediematerialer. Ud over hovedkategorierne af optiske mediematerialer tilhører optiske fibermaterialer, optiske filmmaterialer, flydende krystalmaterialer, luminescerende materialer osv. alle optiske materialer. Udviklingen af optisk teknologi er uadskillelig fra optisk materialeteknologi. Vi ser frem til udviklingen af mit lands optiske materialeteknologi.
Indlægstid: Jan-05-2024
