Die eerste stap in enige optiese vervaardigingsproses is die keuse van geskikte optiese materiale. Optiese parameters (brekingsindeks, Abbe-getal, transmissie, reflektiwiteit), fisiese eienskappe (hardheid, vervorming, borrelinhoud, Poisson-verhouding), en selfs temperatuurkenmerke (termiese uitbreidingskoëffisiënt, verhouding tussen brekingsindeks en temperatuur) van optiese materiale sal alles die optiese eienskappe van optiese materiale beïnvloed. Werkverrigting van optiese komponente en stelsels. Hierdie artikel sal kortliks algemene optiese materiale en hul eienskappe bekendstel.
Optiese materiale word hoofsaaklik in drie kategorieë verdeel: Optiese glas, optiese kristal en spesiale optiese materiale.
01 Optiese Glas
Optiese glas is 'n amorfe (glasagtige) optiese mediummateriaal wat lig kan deurlaat. Lig wat daardeur beweeg, kan die voortplantingsrigting, fase en intensiteit daarvan verander. Dit word algemeen gebruik om optiese komponente soos prismas, lense, spieëls, vensters en filters in optiese instrumente of stelsels te vervaardig. Optiese glas het hoë deursigtigheid, chemiese stabiliteit en fisiese eenvormigheid in struktuur en werkverrigting. Dit het spesifieke en akkurate optiese konstantes. In die lae-temperatuur vaste toestand behou optiese glas die amorfe struktuur van die hoë-temperatuur vloeibare toestand. Ideaal gesproke is die interne fisiese en chemiese eienskappe van glas, soos brekingsindeks, termiese uitbreidingskoëffisiënt, hardheid, termiese geleidingsvermoë, elektriese geleidingsvermoë, elastiese modulus, ens., dieselfde in alle rigtings, wat isotropie genoem word.
Die belangrikste vervaardigers van optiese glas sluit in Schott van Duitsland, Corning van die Verenigde State, Ohara van Japan, en die binnelandse Chengdu Guangming Glass (CDGM), ens.
Brekingsindeks en dispersiediagram
optiese glas brekingsindekskrommes
Transmissiekrommes
02. Optiese kristal
Optiese kristal verwys na die kristalmateriaal wat in optiese media gebruik word. As gevolg van die strukturele eienskappe van optiese kristalle, kan dit wyd gebruik word om verskeie vensters, lense en prismas vir ultraviolet- en infrarooi toepassings te maak. Volgens die kristalstruktuur kan dit verdeel word in enkelkristal en polikristallyn. Enkelkristalmateriale het hoë kristalintegriteit en ligdeurlaatbaarheid, sowel as lae insetverlies, daarom word enkelkristalle hoofsaaklik in optiese kristalle gebruik.
Spesifiek: Algemene UV- en infrarooi kristalmateriale sluit in: kwarts (SiO2), kalsiumfluoried (CaF2), litiumfluoried (LiF), rotsout (NaCl), silikon (Si), germanium (Ge), ens.
Polariserende kristalle: Algemeen gebruikte polariserende kristalle sluit in kalsiet (CaCO3), kwarts (SiO2), natriumnitraat (nitraat), ens.
Achromatiese kristal: Die spesiale dispersie-eienskappe van die kristal word gebruik om achromatiese objektieflense te vervaardig. Kalsiumfluoried (CaF2) word byvoorbeeld met glas gekombineer om 'n achromatiese stelsel te vorm, wat sferiese aberrasie en sekondêre spektrum kan uitskakel.
Laserkristal: word gebruik as werkmateriaal vir vastetoestandlasers, soos robyn, kalsiumfluoried, neodymium-gedoteerde yttriumaluminiumgranaatkristal, ens.
Kristalmateriale word verdeel in natuurlik en kunsmatig gekweek. Natuurlike kristalle is baie skaars, moeilik om kunsmatig te kweek, beperk in grootte en duur. Oor die algemeen word glasmateriaal oorweeg wanneer dit onvoldoende is, en dit kan in die onsigbare ligband werk en word dit in die halfgeleier- en laserbedrywe gebruik.
03 Spesiale optiese materiale
a. Glaskeramiek
Glaskeramiek is 'n spesiale optiese materiaal wat nie glas of kristal is nie, maar êrens tussenin. Die hoofverskil tussen glaskeramiek en gewone optiese glas is die teenwoordigheid van 'n kristalstruktuur. Dit het 'n fyner kristalstruktuur as keramiek. Dit het die eienskappe van lae termiese uitbreidingskoëffisiënt, hoë sterkte, hoë hardheid, lae digtheid en uiters hoë stabiliteit. Dit word wyd gebruik in die verwerking van plat kristalle, standaard meterstokke, groot spieëls, lasergiroskope, ens.
Die termiese uitbreidingskoëffisiënt van mikrokristallyne optiese materiale kan 0.0±0.2×10-7/℃ (0~50℃) bereik.
b. Silikonkarbied
Silikonkarbied is 'n spesiale keramiekmateriaal wat ook as 'n optiese materiaal gebruik word. Silikonkarbied het goeie styfheid, lae termiese vervormingskoëffisiënt, uitstekende termiese stabiliteit en 'n beduidende gewigsverminderingseffek. Dit word beskou as die hoofmateriaal vir groot liggewigspieëls en word wyd gebruik in lugvaart, hoëkraglasers, halfgeleiers en ander velde.
Hierdie kategorieë van optiese materiale kan ook optiese mediamateriale genoem word. Benewens die hoofkategorieë van optiese mediamateriale, behoort optiese veselmateriale, optiese filmmateriale, vloeibare kristalmateriale, luminescerende materiale, ens. almal tot optiese materiale. Die ontwikkeling van optiese tegnologie is onafskeidbaar van optiese materiaaltegnologie. Ons sien uit na die vordering van my land se optiese materiaaltegnologie.
Plasingstyd: Jan-05-2024
