Det første trinnet i enhver optisk produksjonsprosess er valg av passende optiske materialer. Optiske parametere (brytningsindeks, Abbe-tall, transmittans, reflektivitet), fysiske egenskaper (hardhet, deformasjon, bobleinnhold, Poissons forhold), og til og med temperaturkarakteristikker (termisk ekspansjonskoeffisient, forhold mellom brytningsindeks og temperatur) til optiske materialer. Alt vil påvirke de optiske egenskapene til optiske materialer. Ytelse av optiske komponenter og systemer. Denne artikkelen vil kort introdusere vanlige optiske materialer og deres egenskaper.
Optiske materialer er hovedsakelig delt inn i tre kategorier: optisk glass, optisk krystall og spesielle optiske materialer.
01 Optisk glass
Optisk glass er et amorft (glassaktig) optisk medium som kan overføre lys. Lys som passerer gjennom det kan endre forplantningsretning, fase og intensitet. Det brukes ofte til å produsere optiske komponenter som prismer, linser, speil, vinduer og filtre i optiske instrumenter eller systemer. Optisk glass har høy gjennomsiktighet, kjemisk stabilitet og fysisk ensartethet i struktur og ytelse. Den har spesifikke og nøyaktige optiske konstanter. I fast tilstand med lav temperatur beholder optisk glass den amorfe strukturen til flytende høytemperaturtilstand. Ideelt sett er de indre fysiske og kjemiske egenskapene til glass, slik som brytningsindeks, termisk ekspansjonskoeffisient, hardhet, termisk ledningsevne, elektrisk ledningsevne, elastisitetsmodul, etc., de samme i alle retninger, som kalles isotropi.
De viktigste produsentene av optisk glass inkluderer Schott fra Tyskland, Corning i USA, Ohara i Japan og innenlandsk Chengdu Guangming Glass (CDGM), etc.
Brytningsindeks og spredningsdiagram
optiske glassbrytningsindekskurver
Transmisjonskurver
02. Optisk krystall
Optisk krystall refererer til krystallmaterialet som brukes i optiske medier. På grunn av de strukturelle egenskapene til optiske krystaller, kan den brukes mye til å lage forskjellige vinduer, linser og prismer for ultrafiolette og infrarøde applikasjoner. I henhold til krystallstrukturen kan den deles inn i enkeltkrystall og polykrystallinsk. Enkeltkrystallmaterialer har høy krystallintegritet og lystransmittans, samt lavt inngangstap, så enkeltkrystaller brukes hovedsakelig i optiske krystaller.
Spesielt: Vanlige UV- og infrarøde krystallmaterialer inkluderer: kvarts (SiO2), kalsiumfluorid (CaF2), litiumfluorid (LiF), steinsalt (NaCl), silisium (Si), germanium (Ge), etc.
Polariserende krystaller: Vanlige brukte polariserende krystaller inkluderer kalsitt (CaCO3), kvarts (SiO2), natriumnitrat (nitrat), etc.
Akromatisk krystall: De spesielle spredningsegenskapene til krystallen brukes til å produsere akromatiske objektivlinser. For eksempel er kalsiumfluorid (CaF2) kombinert med glass for å danne et akromatisk system, som kan eliminere sfærisk aberrasjon og sekundært spektrum.
Laserkrystall: brukes som arbeidsmateriale for solid-state lasere, som rubin, kalsiumfluorid, neodym-dopet yttrium aluminium granatkrystall, etc.
Krystallmaterialer er delt inn i naturlig og kunstig dyrket. Naturlige krystaller er svært sjeldne, vanskelige å dyrke kunstig, begrenset i størrelse og kostbare. Generelt sett når glassmaterialet er utilstrekkelig, kan det fungere i det ikke-synlige lysbåndet og brukes i halvleder- og laserindustrien.
03 Spesielle optiske materialer
en. Glass-keramikk
Glass-keramikk er et spesielt optisk materiale som verken er glass eller krystall, men et sted midt i mellom. Hovedforskjellen mellom glasskeramisk og vanlig optisk glass er tilstedeværelsen av krystallstruktur. Den har en finere krystallstruktur enn keramikk. Den har egenskapene til lav termisk ekspansjonskoeffisient, høy styrke, høy hardhet, lav tetthet og ekstremt høy stabilitet. Det er mye brukt i behandlingen av flate krystaller, standard meterpinner, store speil, lasergyroskoper, etc.
Den termiske ekspansjonskoeffisienten til mikrokrystallinske optiske materialer kan nå 0,0±0,2×10-7/℃ (0~50℃)
b. Silisiumkarbid
Silisiumkarbid er et keramisk spesialmateriale som også brukes som optisk materiale. Silisiumkarbid har god stivhet, lav termisk deformasjonskoeffisient, utmerket termisk stabilitet og betydelig vektreduksjonseffekt. Det regnes som hovedmaterialet for lette speil i stor størrelse og er mye brukt i romfart, høyeffektlasere, halvledere og andre felt.
Disse kategoriene av optiske materialer kan også kalles optiske mediematerialer. I tillegg til hovedkategoriene av optiske mediematerialer, tilhører optiske fibermaterialer, optiske filmmaterialer, flytende krystallmaterialer, selvlysende materialer osv. alle optiske materialer. Utviklingen av optisk teknologi er uatskillelig fra optisk materialteknologi. Vi ser frem til utviklingen av mitt lands optiske materialteknologi.
Innleggstid: Jan-05-2024
