Minden optikai gyártási folyamat első lépése a megfelelő optikai anyagok kiválasztása. Az optikai anyagok optikai paraméterei (törésmutató, Abbe-szám, áteresztőképesség, reflexiós képesség), fizikai tulajdonságai (keménység, alakváltozás, buboréktartalom, Poisson-hányados) és még a hőmérsékleti jellemzők (hőtágulási együttható, törésmutató és hőmérséklet kapcsolata) mind hatással lesznek. az optikai anyagok optikai tulajdonságait. Optikai alkatrészek és rendszerek teljesítménye. Ez a cikk röviden bemutatja a gyakori optikai anyagokat és tulajdonságaikat.
Az optikai anyagokat alapvetően három kategóriába sorolják: optikai üveg, optikai kristály és speciális optikai anyagok.
01 Optikai üveg
Az optikai üveg amorf (üveges) optikai közeg, amely fényt tud továbbítani. A rajta áthaladó fény megváltoztathatja terjedési irányát, fázisát és intenzitását. Általában optikai alkatrészek, például prizmák, lencsék, tükrök, ablakok és szűrők gyártására használják optikai műszerekben vagy rendszerekben. Az optikai üveg nagy átlátszósággal, kémiai stabilitással és fizikai egyenletes szerkezettel és teljesítménnyel rendelkezik. Specifikus és pontos optikai állandókkal rendelkezik. Alacsony hőmérsékletű szilárd állapotban az optikai üveg megtartja a magas hőmérsékletű folyékony állapot amorf szerkezetét. Ideális esetben az üveg belső fizikai és kémiai tulajdonságai, mint a törésmutató, a hőtágulási együttható, a keménység, a hővezető képesség, az elektromos vezetőképesség, a rugalmassági modulus stb., minden irányban azonosak, ezt nevezzük izotrópiának.
Az optikai üveg fő gyártói közé tartozik a német Schott, az amerikai Corning, a japán Ohara és a hazai Chengdu Guangming Glass (CDGM) stb.
Törésmutató és diszperziós diagram
optikai üveg törésmutató görbéi
Átbocsátási görbék
02. Optikai kristály
Az optikai kristály az optikai közegben használt kristályanyag. Az optikai kristályok szerkezeti jellemzői miatt széles körben felhasználható különféle ablakok, lencsék és prizmák készítésére ultraibolya és infravörös alkalmazásokhoz. A kristályszerkezet szerint egykristályra és polikristályosra osztható. Az egykristályos anyagok nagy kristályintegritással és fényáteresztő képességgel rendelkeznek, valamint alacsony bemeneti veszteséggel rendelkeznek, ezért az egykristályokat elsősorban optikai kristályokban használják.
Pontosabban: A gyakori UV- és infravörös kristályanyagok közé tartozik: kvarc (SiO2), kalcium-fluorid (CaF2), lítium-fluorid (LiF), kősó (NaCl), szilícium (Si), germánium (Ge) stb.
Polarizáló kristályok: Az általánosan használt polarizáló kristályok közé tartozik a kalcit (CaCO3), kvarc (SiO2), nátrium-nitrát (nitrát) stb.
Akromatikus kristály: A kristály speciális diszperziós jellemzőit használják fel akromatikus objektívlencsék gyártásához. Például a kalcium-fluoridot (CaF2) üveggel kombinálva akromatikus rendszer jön létre, amely kiküszöbölheti a szférikus aberrációt és a másodlagos spektrumot.
Lézerkristály: szilárdtestlézerek munkaanyagaként használják, mint például rubin, kalcium-fluorid, neodímiummal adalékolt ittrium-alumínium gránátkristály stb.
A kristályanyagokat természetes és mesterségesen termesztett anyagokra osztják. A természetes kristályok nagyon ritkák, mesterségesen nehezen termeszthetők, korlátozott méretűek és költségesek. Általában úgy tekintik, amikor az üveganyag nem elegendő, nem látható fénysávban is működhet, és a félvezető- és lézeriparban használják.
03 Speciális optikai anyagok
a. Üveg-kerámia
Az üvegkerámia egy speciális optikai anyag, amely nem üveg és nem is kristály, hanem valahol a kettő között van. A fő különbség az üvegkerámia és a közönséges optikai üveg között a kristályszerkezet jelenléte. Finomabb kristályszerkezetű, mint a kerámiának. Jellemzői: alacsony hőtágulási együttható, nagy szilárdság, nagy keménység, alacsony sűrűség és rendkívül nagy stabilitás. Széles körben használják lapos kristályok, szabványos mérőpálcák, nagy tükrök, lézergiroszkópok stb.
A mikrokristályos optikai anyagok hőtágulási együtthatója elérheti a 0,0±0,2×10-7/℃ (0 ~ 50℃) értéket.
b. Szilícium-karbid
A szilícium-karbid egy speciális kerámiaanyag, amelyet optikai anyagként is használnak. A szilícium-karbid jó merevséggel, alacsony termikus deformációs együtthatóval, kiváló termikus stabilitással és jelentős súlycsökkentő hatással rendelkezik. Ezt tekintik a nagyméretű könnyű tükrök fő anyagának, és széles körben használják az űrhajózásban, a nagy teljesítményű lézerekben, a félvezetőgyártásban és más területeken.
Az optikai anyagok ezen kategóriáit optikai adathordozó anyagoknak is nevezhetjük. Az optikai hordozóanyagok főbb kategóriái mellett az optikai szálas anyagok, az optikai filmanyagok, a folyadékkristályos anyagok, a lumineszcens anyagok stb. mind az optikai anyagokhoz tartoznak. Az optikai technológia fejlődése elválaszthatatlan az optikai anyagtechnológiától. Várjuk hazám optikai anyagtechnológiájának fejlődését.
Feladás időpontja: 2024-05-05
