Det første trin i enhver optisk fremstillingsproces er udvælgelsen af passende optiske materialer. Optiske parametre (brydningsindeks, Abbe-tal, transmittans, reflektionsevne), fysiske egenskaber (hårdhed, deformation, bobleindhold, Poisson-forhold) og endda temperaturkarakteristika (termisk udvidelseskoefficient, forholdet mellem brydningsindeks og temperatur) for optiske materialer vil alle påvirke de optiske egenskaber af optiske materialer. Ydeevne 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 specielle optiske materialer.
01 Optisk glas
Optisk glas er et amorft (glasagtigt) optisk mediummateriale, der kan transmittere lys. Lys, der passerer igennem 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 transparens, kemisk stabilitet og fysisk ensartethed i struktur og ydeevne. Det har specifikke og nøjagtige optiske konstanter. I den faste tilstand ved lav temperatur bevarer optisk glas den amorfe struktur fra den flydende tilstand ved høj temperatur. Ideelt set er glasets interne fysiske og kemiske egenskaber, såsom brydningsindeks, termisk udvidelseskoefficient, hårdhed, termisk ledningsevne, elektrisk ledningsevne, elasticitetsmodul osv., de samme i alle retninger, hvilket kaldes isotropi.
De største producenter af optisk glas inkluderer tyske Schott, amerikanske Corning, japanske Ohara og det indenlandske Chengdu Guangming Glass (CDGM) osv.
Brydningsindeks og dispersionsdiagram
optiske glasbrydningsindekskurver
Transmittanskurver
02. Optisk krystal
Optisk krystal refererer til krystalmaterialet, der anvendes i optiske medier. På grund af de strukturelle egenskaber ved optiske krystaller kan det i vid udstrækning anvendes til at fremstille forskellige vinduer, linser og prismer til ultraviolette og infrarøde anvendelser. Ifølge krystalstrukturen kan det opdeles i enkeltkrystal og polykrystallinsk. Enkeltkrystalmaterialer har høj krystalintegritet og lystransmission samt lavt inputtab, så enkeltkrystaller anvendes primært 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: Almindeligt anvendte polariserende krystaller omfatter calcit (CaCO3), kvarts (SiO2), natriumnitrat (nitrat) osv.
Akromatisk krystal: Krystallens særlige dispersionsegenskaber bruges til at fremstille akromatiske objektivlinser. For eksempel kombineres calciumfluorid (CaF2) med glas for at danne et akromatisk system, som kan eliminere sfærisk aberration og sekundært spektrum.
Laserkrystal: bruges som arbejdsmaterialer til faststoflasere, såsom rubin, calciumfluorid, neodym-dopet yttriumaluminiumgranatkrystal osv.
Krystalmaterialer opdeles i naturlige og kunstigt dyrkede. Naturlige krystaller er meget sjældne, vanskelige at dyrke kunstigt, begrænsede i størrelse og dyre. Generelt betragtes glasmateriale som utilstrækkeligt materiale, da det kan fungere i det ikke-synlige lysbånd og bruges i halvleder- og laserindustrien.
03 Specielle optiske materialer
a. Glaskeramik
Glaskeramik er et specielt optisk materiale, der hverken er glas eller krystal, men et sted midt imellem. Hovedforskellen mellem glaskeramik og almindeligt optisk glas er tilstedeværelsen af krystalstruktur. Det har en finere krystalstruktur end keramik. Det har egenskaber som lav termisk udvidelseskoefficient, høj styrke, høj hårdhed, lav densitet og ekstremt høj stabilitet. Det bruges i vid udstrækning til bearbejdning af flade krystaller, standardmålere, 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 en betydelig vægtreducerende effekt. Det betragtes som det vigtigste materiale til store letvægtsspejle og anvendes i vid udstrækning inden for luftfart, højeffektlasere, halvledere og andre områder.
Disse kategorier af optiske materialer kan også kaldes optiske mediematerialer. Ud over hovedkategorierne af optiske mediematerialer hører optiske fibermaterialer, optiske filmmaterialer, flydende krystalmaterialer, selvlysende materialer osv. alle til optiske materialer. Udviklingen af optisk teknologi er uadskillelig fra optisk materialeteknologi. Vi ser frem til fremskridtene inden for mit lands optiske materialeteknologi.
Opslagstidspunkt: 05. januar 2024
