Det første trin i enhver optisk fremstillingsproces er udvælgelsen af passende optiske materialer. Optiske parametre (brydningsindeks, Abbe -nummer, transmission, refleksionsevne), fysiske egenskaber (hårdhed, deformation, bobleindhold, Poissons forhold) og endda temperaturegenskaber (termisk ekspansionskoefficient, forholdet mellem brydningsindeks og temperatur) af optiske materialer vil alle påvirke de optiske egenskaber ved 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 amorf (glasagtigt) optisk mediummateriale, der kan transmittere lys. Lys, der passerer gennem det, kan ændre sin formeringsretning, fase og intensitet. Det bruges ofte 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. Det har specifikke og nøjagtige optiske konstanter. I fastemperaturen med lav temperatur bevarer optisk glas den amorfe struktur af høj temperatur flydende tilstand. Ideelt set er de interne fysiske og kemiske egenskaber ved glas, såsom brydningsindeks, termisk ekspansionskoefficient, hårdhed, termisk ledningsevne, elektrisk ledningsevne, elastisk modul osv., De samme i alle retninger, der kaldes isotropi.
De vigtigste producenter af optisk glas inkluderer Schott fra Tyskland, Corning fra De Forenede Stater, Ohara fra Japan og indenlandsk Chengdu Guangming Glass (CDGM) osv.
Brydningsindeks og dispersionsdiagram
Optisk glasbrydningsindeks kurver
Transmissionskurver
02. Optisk krystal
Optisk krystal henviser til det krystalmateriale, der bruges i optiske medier. På grund af de strukturelle egenskaber ved optiske krystaller kan det bruges i vid udstrækning til at fremstille forskellige vinduer, linser og prismer til ultraviolette og infrarøde applikationer. I henhold til krystalstrukturen kan den opdeles i enkelt krystal og polykrystallinsk. Enkelt krystalmaterialer har høj krystalintegritet og lys transmission såvel som lavt inputtab, så enkeltkrystaller bruges hovedsageligt i optiske krystaller.
Specifikt: almindelige UV- og infrarøde krystalmaterialer inkluderer: kvarts (SiO2), calciumfluorid (CAF2), lithiumfluorid (LIF), klippesalt (NaCl), silicium (SI), germanium (GE) osv.
Polariserende krystaller: Almindeligt anvendte polariserende krystaller inkluderer kalsit (CACO3), kvarts (SiO2), natriumnitrat (nitrat) osv.
Achromatisk krystal: krystalens specielle spredningskarakteristika bruges til at fremstille achromatiske objektive linser. For eksempel kombineres calciumfluorid (CAF2) med glas til dannelse af et achromatisk system, som kan eliminere sfærisk afvigelse og sekundært spektrum.
Laserkrystall: Brugt som arbejdsmateriale til faststoflasere, såsom rubin, calciumfluorid, neodymium-dopet yttrium aluminium granat krystal osv.
Krystalmaterialer er opdelt i naturligt og kunstigt dyrket. Naturlige krystaller er meget sjældne, vanskelige at vokse kunstigt, begrænset i størrelse og dyre. Generelt overvejet, når glasmateriale ikke er tilstrækkeligt, kan det fungere i det ikke-synlige lysbånd og bruges i halvleder- og laserindustrien.
03 Særlige optiske materialer
en. Glas-keramisk
Glas-keramisk er et specielt optisk materiale, der hverken er glas eller krystal, men et sted derimellem. Den største forskel mellem glas-keramisk og almindeligt optisk glas er tilstedeværelsen af krystalstruktur. Det har en finere krystalstruktur end keramik. Det har egenskaberne ved lav termisk ekspansionskoefficient, høj styrke, høj hårdhed, lav densitet og ekstremt høj stabilitet. Det er vidt brugt til behandling af flade krystaller, standardmålerpinde, store spejle, lasergyroskoper osv.
Den termiske ekspansionskoefficient for mikrokrystallinske optiske materialer kan nå 0,0 ± 0,2 × 10-7/℃ (0 ~ 50 ℃)
b. Siliciumcarbid
Siliciumcarbid er et specialt keramisk materiale, der også bruges som et optisk materiale. Siliciumcarbid har god stivhed, lav termisk deformationskoefficient, fremragende termisk stabilitet og signifikant vægttabseffekt. Det betragtes som det vigtigste materiale til lette spejle i stor størrelse og er vidt brugt i rumfart, lasere med høj effekt, halvledere og andre felter.
Disse kategorier af optiske materialer kan også kaldes optiske mediematerialer. Foruden de vigtigste kategorier af optiske mediematerialer hører optiske fibermaterialer, optiske filmmaterialer, flydende krystalmaterialer, selvlysende materialer osv. Alle optiske materialer. Udviklingen af optisk teknologi er uadskillelig fra optisk materialeteknologi. Vi ser frem til fremskridt i mit lands optiske materialeteknologi.
Posttid: Jan-05-2024
