Ang unang hakbang sa anumang proseso ng pagmamanupaktura ng optical ay ang pagpili ng naaangkop na mga optical na materyales.Mga optical na parameter (refractive index, Abbe number, transmittance, reflectivity), pisikal na katangian (hardness, deformation, bubble content, Poisson's ratio), at maging ang mga katangian ng temperatura (thermal expansion coefficient, relasyon sa pagitan ng refractive index at temperatura) ng mga optical na materyales. ang optical properties ng optical materials.Pagganap ng mga optical na bahagi at sistema.Ang artikulong ito ay madaling ipakilala ang mga karaniwang optical na materyales at ang kanilang mga katangian.
Ang mga optical na materyales ay pangunahing nahahati sa tatlong kategorya: Optical glass, optical crystal at Espesyal na optical na materyales.
01 Optical na Salamin
Ang optical glass ay isang amorphous (glassy) optical medium na materyal na maaaring magpadala ng liwanag.Maaaring baguhin ng liwanag na dumadaan dito ang direksyon ng pagpapalaganap, yugto at intensity nito.Ito ay karaniwang ginagamit upang makagawa ng mga optical na bahagi tulad ng mga prisma, lente, salamin, bintana at mga filter sa mga optical na instrumento o sistema.Ang optical glass ay may mataas na transparency, katatagan ng kemikal at pagkakapareho ng pisikal sa istraktura at pagganap.Mayroon itong tiyak at tumpak na optical constants.Sa mababang temperatura na solid state, ang optical glass ay nagpapanatili ng amorphous na istraktura ng mataas na temperatura na likidong estado.Sa isip, ang panloob na pisikal at kemikal na mga katangian ng salamin, tulad ng refractive index, thermal expansion coefficient, tigas, thermal conductivity, electrical conductivity, elastic modulus, atbp., ay pareho sa lahat ng direksyon, na tinatawag na isotropy.
Kabilang sa mga pangunahing tagagawa ng optical glass ang Schott ng Germany, Corning ng United States, Ohara ng Japan, at domestic Chengdu Guangming Glass (CDGM), atbp.
Refractive index at dispersion diagram
optical glass refractive index curves
Transmittance curves
02. Optical na kristal
Ang optical crystal ay tumutukoy sa kristal na materyal na ginagamit sa optical media.Dahil sa mga katangian ng istruktura ng mga optical crystal, maaari itong malawakang magamit upang gumawa ng iba't ibang mga bintana, lente, at prisma para sa ultraviolet at infrared na mga aplikasyon.Ayon sa istraktura ng kristal, maaari itong nahahati sa solong kristal at polycrystalline.Ang mga solong kristal na materyales ay may mataas na kristal na integridad at light transmittance, pati na rin ang mababang pagkawala ng input, kaya ang mga solong kristal ay pangunahing ginagamit sa mga optical crystal.
Partikular: Ang mga karaniwang UV at infrared na kristal na materyales ay kinabibilangan ng: quartz (SiO2), calcium fluoride (CaF2), lithium fluoride (LiF), rock salt (NaCl), silicon (Si), germanium (Ge), atbp.
Mga polarizing crystal: Kasama sa mga karaniwang ginagamit na polarizing crystal ang calcite (CaCO3), quartz (SiO2), sodium nitrate (nitrate), atbp.
Achromatic na kristal: Ang mga espesyal na katangian ng pagpapakalat ng kristal ay ginagamit upang gumawa ng mga achromatic objective lens.Halimbawa, ang calcium fluoride (CaF2) ay pinagsama sa salamin upang bumuo ng isang achromatic system, na maaaring alisin ang spherical aberration at pangalawang spectrum.
Laser crystal: ginagamit bilang mga gumaganang materyales para sa solid-state na mga laser, tulad ng ruby, calcium fluoride, neodymium-doped yttrium aluminum garnet crystal, atbp.
Ang mga kristal na materyales ay nahahati sa natural at artipisyal na lumago.Ang mga natural na kristal ay napakabihirang, mahirap lumaki nang artipisyal, limitado ang laki, at magastos.Karaniwang isinasaalang-alang kapag hindi sapat ang materyal na salamin, maaari itong gumana sa hindi nakikitang light band at ginagamit sa mga industriya ng semiconductor at laser.
03 Espesyal na optical na materyales
a.Glass-ceramic
Ang glass-ceramic ay isang espesyal na optical material na hindi salamin o kristal, ngunit sa isang lugar sa pagitan.Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng glass-ceramic at ordinaryong optical glass ay ang pagkakaroon ng kristal na istraktura.Ito ay may mas pinong kristal na istraktura kaysa sa ceramic.Ito ay may mga katangian ng mababang koepisyent ng pagpapalawak ng thermal, mataas na lakas, mataas na tigas, mababang density, at napakataas na katatagan.Ito ay malawakang ginagamit sa pagproseso ng mga flat crystal, standard meter sticks, malalaking salamin, laser gyroscope, atbp.
Ang thermal expansion coefficient ng microcrystalline optical materials ay maaaring umabot sa 0.0±0.2×10-7/℃ (0~50℃)
b.Silicon Carbide
Ang Silicon carbide ay isang espesyal na ceramic na materyal na ginagamit din bilang isang optical material.Ang Silicon carbide ay may magandang higpit, mababang thermal deformation coefficient, mahusay na thermal stability, at makabuluhang pagbabawas ng timbang na epekto.Ito ay itinuturing na pangunahing materyal para sa malalaking sukat na magaan na salamin at malawakang ginagamit sa aerospace, high-power laser, semiconductors at iba pang larangan.
Ang mga kategoryang ito ng optical materials ay maaari ding tawaging optical media materials.Bilang karagdagan sa mga pangunahing kategorya ng optical media materials, optical fiber materials, optical film materials, liquid crystal materials, luminescent materials, atbp. lahat ay nabibilang sa optical materials.Ang pag-unlad ng optical technology ay hindi mapaghihiwalay mula sa optical material technology.Inaasahan namin ang pag-unlad ng teknolohiya ng optical material ng aking bansa.
Oras ng post: Ene-05-2024
