De eerste stap in elk optisch productieproces is de selectie van geschikte optische materialen. Optische parameters (brekingsindex, Abbe-getal, transmissie, reflectiviteit), fysieke eigenschappen (hardheid, vervorming, belinhoud, Poisson-verhouding) en zelfs temperatuurkarakteristieken (thermische uitzettingscoëfficiënt, relatie tussen brekingsindex en temperatuur) van optische materialen zullen allemaal van invloed zijn de optische eigenschappen van optische materialen. Prestaties van optische componenten en systemen. In dit artikel worden algemene optische materialen en hun eigenschappen kort geïntroduceerd.
Optische materialen worden hoofdzakelijk onderverdeeld in drie categorieën: optisch glas, optisch kristal en speciale optische materialen.
01 Optisch glas
Optisch glas is een amorf (glasachtig) optisch mediummateriaal dat licht kan doorlaten. Licht dat er doorheen gaat, kan de voortplantingsrichting, fase en intensiteit veranderen. Het wordt vaak gebruikt voor de productie van optische componenten zoals prisma's, lenzen, spiegels, vensters en filters in optische instrumenten of systemen. Optisch glas heeft een hoge transparantie, chemische stabiliteit en fysieke uniformiteit in structuur en prestaties. Het heeft specifieke en nauwkeurige optische constanten. In de vaste toestand bij lage temperatuur behoudt optisch glas de amorfe structuur van de vloeibare toestand bij hoge temperatuur. Idealiter zijn de interne fysische en chemische eigenschappen van glas, zoals brekingsindex, thermische uitzettingscoëfficiënt, hardheid, thermische geleidbaarheid, elektrische geleidbaarheid, elastische modulus, enz., in alle richtingen hetzelfde, wat isotropie wordt genoemd.
De belangrijkste fabrikanten van optisch glas zijn Schott uit Duitsland, Corning uit de Verenigde Staten, Ohara uit Japan en het binnenlandse Chengdu Guangming Glass (CDGM), enz.
Brekingsindex en dispersiediagram
brekingsindexcurven van optisch glas
Doorlaatbaarheidscurven
02. Optisch kristal
Optisch kristal verwijst naar het kristalmateriaal dat in optische media wordt gebruikt. Vanwege de structurele kenmerken van optische kristallen kan het op grote schaal worden gebruikt om verschillende vensters, lenzen en prisma's te maken voor ultraviolette en infraroodtoepassingen. Volgens de kristalstructuur kan het worden onderverdeeld in eenkristallijn en polykristallijn. Eenkristalmaterialen hebben een hoge kristalintegriteit en lichtdoorlatendheid, evenals een laag ingangsverlies, dus eenkristallen worden voornamelijk gebruikt in optische kristallen.
Specifiek: Gebruikelijke UV- en infraroodkristalmaterialen omvatten: kwarts (SiO2), calciumfluoride (CaF2), lithiumfluoride (LiF), steenzout (NaCl), silicium (Si), germanium (Ge), enz.
Polariserende kristallen: Veelgebruikte polariserende kristallen zijn onder meer calciet (CaCO3), kwarts (SiO2), natriumnitraat (nitraat), enz.
Achromatisch kristal: De speciale dispersie-eigenschappen van het kristal worden gebruikt om achromatische objectieflenzen te vervaardigen. Calciumfluoride (CaF2) wordt bijvoorbeeld gecombineerd met glas om een achromatisch systeem te vormen, dat sferische aberratie en secundair spectrum kan elimineren.
Laserkristal: gebruikt als werkmateriaal voor lasers in vaste toestand, zoals robijn, calciumfluoride, neodymium-gedoteerd yttrium-aluminium-granaatkristal, enz.
Kristalmaterialen zijn onderverdeeld in natuurlijk en kunstmatig gekweekt. Natuurlijke kristallen zijn zeer zeldzaam, moeilijk kunstmatig te kweken, beperkt in omvang en kostbaar. Algemeen beschouwd als glasmateriaal onvoldoende is, kan het in de niet-zichtbare lichtband werken en wordt het gebruikt in de halfgeleider- en laserindustrie.
03 Speciale optische materialen
A. Glaskeramiek
Glaskeramiek is een speciaal optisch materiaal dat noch glas noch kristal is, maar ergens daartussenin. Het belangrijkste verschil tussen glaskeramiek en gewoon optisch glas is de aanwezigheid van een kristalstructuur. Het heeft een fijnere kristalstructuur dan keramiek. Het heeft de kenmerken van een lage thermische uitzettingscoëfficiënt, hoge sterkte, hoge hardheid, lage dichtheid en extreem hoge stabiliteit. Het wordt veel gebruikt bij de verwerking van platte kristallen, standaard meterstokken, grote spiegels, lasergyroscopen, enz.
De thermische uitzettingscoëfficiënt van microkristallijne optische materialen kan 0,0 ± 0,2 × 10-7/℃ (0 ~ 50 ℃) bereiken
B. Siliciumcarbide
Siliciumcarbide is een speciaal keramisch materiaal dat ook als optisch materiaal wordt gebruikt. Siliciumcarbide heeft een goede stijfheid, een lage thermische vervormingscoëfficiënt, uitstekende thermische stabiliteit en een aanzienlijk gewichtsreductie-effect. Het wordt beschouwd als het belangrijkste materiaal voor grote lichtgewicht spiegels en wordt veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, krachtige lasers, halfgeleiders en andere velden.
Deze categorieën optische materialen kunnen ook optische mediamaterialen worden genoemd. Naast de belangrijkste categorieën optische mediamaterialen behoren optische vezelmaterialen, optische filmmaterialen, vloeibare kristalmaterialen, luminescerende materialen, enz. allemaal tot optische materialen. De ontwikkeling van optische technologie is onlosmakelijk verbonden met optische materiaaltechnologie. We kijken uit naar de vooruitgang van de optische materiaaltechnologie van mijn land.
Posttijd: 05-jan-2024
