Prvi korak v katerem koli procesu optične proizvodnje je izbira ustreznih optičnih materialov. Optični parametri (indeks loma, številka opatije, prepustnost, odbojnost), fizikalne lastnosti (trdota, deformacija, vsebnost mehurčkov, Poissonova razmerja) in celo temperaturna značilnosti (koeficient toplotnega raztezanja, razmerje med indeksom loma in temperaturo) bodo vplivale na optične lastnosti optičnih materialov. Učinkovitost optičnih komponent in sistemov. Ta članek bo na kratko uvedel skupne optične materiale in njihove lastnosti.
Optični materiali so v glavnem razdeljeni v tri kategorije: optično steklo, optični kristal in posebni optični materiali.
01 Optično steklo
Optično steklo je amorfni (stekleni) optični material, ki lahko prenaša svetlobo. Svetloba, ki gre skozi njega, lahko spremeni svojo smer širjenja, fazo in intenzivnost. Običajno se uporablja za izdelavo optičnih komponent, kot so prizme, leče, ogledala, okna in filtri v optičnih instrumentih ali sistemih. Optično steklo ima visoko preglednost, kemično stabilnost in fizično enotnost v strukturi in zmogljivosti. Ima posebne in natančne optične konstante. V nizkotemperaturnem trdnem stanju optično steklo zadržuje amorfno strukturo visokotemperaturnega tekočega stanja. V idealnem primeru so notranje fizikalne in kemijske lastnosti stekla, kot so indeks loma, koeficient toplotne ekspanzije, trdota, toplotna prevodnost, električna prevodnost, elastični modul itd.
Glavni proizvajalci optičnega stekla so Schott iz Nemčije, Corning iz ZDA, Japonska Ohara in domače steklo Chengdu Guangming (CDGM) itd.
Indeks loma in disperzijski diagram
krivulje indeksa loma optičnega stekla
Krivulje prepustnosti
02. Optični kristal
Optični kristal se nanaša na kristalni material, ki se uporablja v optičnih medijih. Zaradi strukturnih značilnosti optičnih kristalov se lahko široko uporablja za izdelavo različnih oken, leč in prizm za ultravijolične in infrardeče aplikacije. Glede na kristalno strukturo jo lahko razdelimo na enojne kristalne in polikristalne. Enojni kristalni materiali imajo visoko celovitost kristala in prepustnost svetlobe ter nizko izgubo vhoda, zato se v optičnih kristalih uporabljajo v glavnem enojni kristali.
Zlasti: običajni UV in infrardeči kristalni materiali vključujejo: kremen (SiO2), kalcijev fluorid (CAF2), litijev fluorid (Lif), kamnita sol (NACl), silicij (SI), germanium (GE) itd.
Polarizirajoči kristali: Pogosto uporabljeni polarizirajoči kristali vključujejo kalcit (Caco3), kremen (SiO2), natrijev nitrat (nitrat) itd.
Ahromatski kristal: posebne disperzijske značilnosti kristala se uporabljajo za izdelavo akromatskih objektivnih leč. Na primer, kalcijev fluorid (CAF2) je kombiniran s steklom, da tvori ahromatski sistem, ki lahko odpravi sferično aberacijo in sekundarni spekter.
Laserski kristal: Uporablja se kot delovni materiali za laserje v trdnih stanju, kot so rubina, kalcijev fluorid, neodimij dopirani yttrium aluminijev kristal granat, itd.
Kristalni materiali so razdeljeni na naravno in umetno pridelano. Naravni kristali so zelo redki, težko rastijo umetno, po velikosti in dragi. Na splošno velja, da je stekleni material premalo, lahko deluje v neimeljičnem lahkem pasu in se uporablja v polprevodniški in laserski industriji.
03 Posebni optični materiali
a. Glass-Coceramic
Glass-Coceramic je poseben optični material, ki ni niti steklo niti kristal, ampak nekje vmes. Glavna razlika med stekleno-keramičnim in navadnim optičnim steklom je prisotnost kristalne strukture. Ima lepšo kristalno strukturo kot keramika. Ima značilnosti nizkega koeficienta toplotne ekspanzije, visoke trdnosti, visoke trdote, nizke gostote in izjemno visoke stabilnosti. Široko se uporablja pri obdelavi ravnih kristalov, standardnih števcev, velikih ogledal, laserskih žiroskopov itd.
Koeficient toplotne ekspanzije mikrokristalnih optičnih materialov lahko doseže 0,0 ± 0,2 × 10-7/℃ (0 ~ 50 ℃)
b. Silicijev karbid
Silicijev karbid je poseben keramični material, ki se uporablja tudi kot optični material. Silicijev karbid ima dobro togost, nizko toplotno deformacijsko koeficient, odlično toplotno stabilnost in pomemben učinek zmanjševanja teže. Velja za glavni material za lahka ogledala v veliki velikosti in se pogosto uporablja v vesoljskih, visokih laserjih, polprevodnikih in drugih poljih.
Te kategorije optičnih materialov lahko imenujemo tudi materiali optičnih medijev. Poleg glavnih kategorij materialov optičnih medijev, materialov optičnih vlaken, optičnih filmskih materialov, tekočih kristalnih materialov, svetilnih materialov itd. Vsi spadajo v optične materiale. Razvoj optične tehnologije je neločljivo povezan s tehnologijo optičnega materiala. Veselimo se napredka tehnologije optičnega materiala moje države.
Čas objave: januar-05-2024
