Први корак у сваком процесу производње оптичких материјала је избор одговарајућих оптичких материјала. Оптички параметри (индекс преламања, Абеов број, пропустљивост, рефлективност), физичка својства (тврдоћа, деформација, садржај мехурића, Поасонов коефицијент), па чак и температурне карактеристике (коефицијент термичког ширења, однос између индекса преламања и температуре) оптичких материјала, сви ће утицати на оптичка својства оптичких материјала. Перформансе оптичких компоненти и система. Овај чланак ће укратко представити уобичајене оптичке материјале и њихова својства.
Оптички материјали се углавном деле у три категорије: оптичко стакло, оптички кристал и специјални оптички материјали.
01 Оптичко стакло
Оптичко стакло је аморфни (стакласти) оптички медијум који може да пропушта светлост. Светлост која пролази кроз њега може да промени смер простирања, 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 тачне оптичке константе. У чврстом стању на ниским температурама, оптичко стакло задржава аморфну структуру течног стања на високим температурама. Идеално, унутрашња физичка и хемијска својства стакла, као што су индекс преламања, коефицијент термичког ширења, тврдоћа, топлотна проводљивост, електрична проводљивост, модул еластичности итд., су иста у свим правцима, што се назива изотропија.
Главни произвођачи оптичког стакла укључују немачку компанију Schott, америчку компанију Corning, јапанску компанију Ohara и домаћу компанију Chengdu Guangming Glass (CDGM) итд.
Дијаграм индекса преламања и дисперзије
криве индекса преламања оптичког стакла
Криве трансмисије
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 разних прозора, сочива и призми за ултраљубичасте и инфрацрвене примене. Према кристалној структури, може се поделити на монокристалне и поликристалне. Монокристални материјали имају висок интегритет кристала и пропустљивост светлости, као и мале губитке на улазу, па се монокристали углавном користе у оптичким кристалима.
Конкретно: Уобичајени УВ и инфрацрвени кристални материјали укључују: кварц (SiO2), калцијум флуорид (CaF2), литијум флуорид (LiF), камену со (NaCl), силицијум (Si), германијум (Ge) итд.
Поларизујући кристали: Уобичајено коришћени поларизујући кристали укључују калцит (CaCO3), кварц (SiO2), натријум нитрат (нитрат) итд.
Ахроматски кристал: Посебне карактеристике дисперзије кристала користе се за производњу ахроматских објективних сочива. На пример, калцијум флуорид (CaF2) 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 чврсте ласере, као што су рубин, калцијум флуорид, кристал итријум алуминијум граната допиран неодимијумом итд.
Кристални материјали се деле на природне и вештачки узгајане. Природни кристали су веома ретки, тешко их је вештачки узгајати, ограничене су величине и скупи. Генерално се сматра да када стаклени материјал није довољан, може да ради у невидљивом светлосном опсегу и користи се у полупроводничкој и ласерској индустрији.
03 Специјални оптички материјали
а. Стаклокерамика
Стаклокерамика је посебан оптички материјал који није ни стакло ни кристал, већ нешто између. Главна разлика између стаклокерамике и обичног оптичког стакла је присуство кристалне структуре. Има финију кристалну структуру од керамике. Има карактеристике ниског коефицијента термичког ширења, високе чврстоће, високе тврдоће, ниске густине и изузетно високе стабилности. Широко се користи у обради равних кристала, стандардних метарских штапића, великих огледала, ласерских жироскопа итд.
Коефицијент термичког ширења микрокристалних оптичких материјала може достићи 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 велика лагана огледала и широко се користи у ваздухопловству, ласерима велике снаге, полупроводницима и другим областима.
Ове категорије оптичких материјала могу се назвати и материјалима за оптичке медије. Поред главних категорија материјала за оптичке медије, материјали од оптичких влакана, материјали од оптичких филмова, материјали од течних кристала, луминесцентни материјали итд. сви спадају у оптичке материјале. Развој оптичке технологије је неодвојив од технологије оптичких материјала. Радујемо се напретку технологије оптичких материјала у мојој земљи.
Време објаве: 05.01.2024.
