Први корак у сваком оптичком производном процесу је избор одговарајућих оптичких материјала. Оптички параметри (индекс преламања, Аббеов број, пропусност, рефлективност), физичка својства (тврдоћа, деформација, садржај мехурића, Поиссонов однос), па чак и температурне карактеристике (коефицијент топлотне експанзије, однос између индекса преламања и температуре) оптичких материјала Све ће утицати оптичка својства оптичких материјала. Перформансе оптичких компоненти и система. Овај чланак ће укратко представити уобичајене оптичке материјале и њихова својства.
Оптички материјали су углавном подељени у три категорије: оптичко стакло, оптички кристал и специјални оптички материјали.
01 Оптичко стакло
Оптичко стакло је аморфни (стакласти) материјал оптичког медија који може да преноси светлост. Светлост која пролази кроз њега може променити свој правац ширења, фазу и интензитет. Обично се користи за производњу оптичких компоненти као што су призме, сочива, огледала, прозори и филтери у оптичким инструментима или системима. Оптичко стакло има високу транспарентност, хемијску стабилност и физичку униформност у структури и перформансама. Има специфичне и прецизне оптичке константе. У чврстом стању ниске температуре, оптичко стакло задржава аморфну структуру течног стања високе температуре. У идеалном случају, унутрашње физичке и хемијске особине стакла, као што су индекс преламања, коефицијент топлотног ширења, тврдоћа, топлотна проводљивост, електрична проводљивост, модул еластичности, итд., су исте у свим правцима, што се назива изотропија.
Главни произвођачи оптичког стакла су Сцхотт из Немачке, Цорнинг из Сједињених Држава, Охара из Јапана и домаће Цхенгду Гуангминг Гласс (ЦДГМ) итд.
Индекс преламања и дијаграм дисперзије
криве индекса преламања оптичког стакла
Криве пропустљивости
02. Оптички кристал
Оптички кристал се односи на кристални материјал који се користи у оптичким медијима. Због структурних карактеристика оптичких кристала, може се широко користити за израду различитих прозора, сочива и призми за ултраљубичасте и инфрацрвене апликације. Према кристалној структури, може се поделити на монокристалне и поликристалне. Монокристални материјали имају висок кристални интегритет и пропусност светлости, као и низак улазни губитак, тако да се монокристали углавном користе у оптичким кристалима.
Конкретно: Уобичајени УВ и инфрацрвени кристални материјали укључују: кварц (СиО2), калцијум флуорид (ЦаФ2), литијум флуорид (ЛиФ), камену со (НаЦл), силицијум (Си), германијум (Ге) итд.
Поларизациони кристали: Обично коришћени поларизациони кристали укључују калцит (ЦаЦО3), кварц (СиО2), натријум нитрат (нитрат) итд.
Ахроматски кристал: Посебне карактеристике дисперзије кристала се користе за производњу ахроматских објектива. На пример, калцијум флуорид (ЦаФ2) се комбинује са стаклом да би се формирао ахроматски систем, који може елиминисати сферну аберацију и секундарни спектар.
Ласерски кристал: користи се као радни материјал за ласере у чврстом стању, као што су рубин, калцијум флуорид, неодимијум допиран итријум алуминијум гранат кристала, итд.
Кристални материјали се деле на природне и вештачки узгојене. Природни кристали су веома ретки, тешко их је вештачки узгајати, ограничене величине и скупи. Генерално се сматра када је стаклени материјал недовољан, може да ради у опсегу невидљиве светлости и користи се у индустрији полупроводника и ласера.
03 Специјални оптички материјали
а. Стаклокерамика
Стаклокерамика је посебан оптички материјал који није ни стакло ни кристал, већ негде између. Главна разлика између стаклокерамичког и обичног оптичког стакла је присуство кристалне структуре. Има финију кристалну структуру од керамике. Има карактеристике ниског коефицијента топлотног ширења, високе чврстоће, велике тврдоће, ниске густине и изузетно високе стабилности. Широко се користи у обради равних кристала, стандардних метарских штапова, великих огледала, ласерских жироскопа итд.
Коефицијент термичке експанзије микрокристалних оптичких материјала може да достигне 0,0±0,2×10-7/℃ (0~50℃)
б. Силицијум карбид
Силицијум карбид је специјални керамички материјал који се такође користи као оптички материјал. Силицијум карбид има добру крутост, низак коефицијент термичке деформације, одличну термичку стабилност и значајан ефекат смањења тежине. Сматра се главним материјалом за лака огледала великих димензија и широко се користи у ваздухопловству, ласерима велике снаге, полупроводницима и другим пољима.
Ове категорије оптичких материјала се такође могу назвати материјалима оптичких медија. Поред главних категорија материјала за оптичке медије, материјали од оптичких влакана, материјали оптичких филмова, материјали са течним кристалима, луминисцентни материјали итд. припадају оптичким материјалима. Развој оптичке технологије је неодвојив од технологије оптичких материјала. Радујемо се напретку технологије оптичких материјала у мојој земљи.
Време поста: Јан-05-2024
