Der erste Schritt in jedem optischen Herstellungsprozess ist die Auswahl geeigneter optischer Materialien. Optische Parameter (Brechungsindex, ABBE -Nummer, Transmission, Reflexionsvermögen), physikalische Eigenschaften (Härte, Verformung, Blasengehalt, Poisson -Verhältnis) und sogar Temperaturmerkmale (thermische Expansionskoeffizienten, Beziehung zwischen Brechungsindex und Temperatur) von optischen Materialien beeinflussen alle die optischen Eigenschaften von optischen Materialien. Leistung von optischen Komponenten und Systemen. In diesem Artikel werden häufig gängige optische Materialien und ihre Eigenschaften eingeführt.
Optische Materialien sind hauptsächlich in drei Kategorien unterteilt: optisches Glas, optischer Kristall und spezielle optische Materialien.
01 Optisches Glas
Optisches Glas ist ein amorphes (glasiges) optisches mittelgroßes Material, das Licht übertragen kann. Licht, das durch es geht, kann seine Ausbreitungsrichtung, Phase und Intensität verändern. Es wird üblicherweise verwendet, um optische Komponenten wie Prismen, Linsen, Spiegel, Fenster und Filter in optischen Instrumenten oder Systemen herzustellen. Optisches Glas hat eine hohe Transparenz, chemische Stabilität und physikalische Gleichmäßigkeit in Struktur und Leistung. Es hat spezifische und genaue optische Konstanten. Im festen Feststoffzustand mit niedrigem Temperatur behält optisches Glas die amorphe Struktur des flüssigen Zustands mit hohem Temperatur. Im Idealfall sind die internen physikalischen und chemischen Eigenschaften von Glas wie Brechungsindex, thermischer Expansionskoeffizient, Härte, thermische Leitfähigkeit, elektrische Leitfähigkeit, elastischer Modul usw. in allen Richtungen gleich, was als Isotropie bezeichnet wird.
Die Haupthersteller von optischem Glas sind Schott aus Deutschland, Corning der Vereinigten Staaten, Ohara in Japan, und das heimische Chengdu Guangming Glass (CDGM) usw.
Brechungsindex und Dispersionsdiagramm
optische Glas Brechungsindexkurven
Durchlässigkeitskurven
02. Optischer Kristall
Der optische Kristall bezieht sich auf das in optische Medien verwendete Kristallmaterial. Aufgrund der strukturellen Eigenschaften von optischen Kristallen kann es häufig verwendet werden, um verschiedene Fenster, Linsen und Prismen für ultraviolette und Infrarotanwendungen herzustellen. Gemäß der Kristallstruktur kann es in einkristall und polykristallin unterteilt werden. Einzelkristallmaterialien haben eine hohe Kristallintegrität und eine Lichtübertragung sowie einen niedrigen Eingangsverlust, sodass einzelne Kristalle hauptsächlich in optischen Kristallen verwendet werden.
Insbesondere: Zu den häufigen UV- und Infrarotkristallmaterialien gehören: Quarz (SiO2), Calciumfluorid (CAF2), Lithiumfluorid (LIF), Steinsalz (NaCl), Silizium (SI), Germanium (GE), usw.
Polarisierungskristalle: Zu den häufig verwendeten Polarisationskristallen gehören Calcit (CACO3), Quarz (SiO2), Natriumnitrat (Nitrat), usw.
Achromatischer Kristall: Die speziellen Dispersionseigenschaften des Kristalls werden zur Herstellung von achromatischen Objektivlinsen verwendet. Beispielsweise wird Calciumfluorid (CAF2) mit Glas kombiniert, um ein achromatisches System zu bilden, das die sphärische Aberration und das sekundäre Spektrum beseitigen kann.
Laserkristall: Wird als Arbeitsmaterial für Festkörperlaser wie Rubin, Calciumfluorid, Neodym-dotiertes Yttrium-Aluminium-Granatkristall usw. verwendet.
Kristallmaterialien sind in natürlicher und künstlich angebautes Gebiet unterteilt. Natürliche Kristalle sind sehr selten, künstlich zu wachsen, begrenzt und kostspielig. Im Allgemeinen berücksichtigt, wenn Glasmaterial nicht ausreicht, kann es im nicht sichtbaren Lichtband funktionieren und wird in der Halbleiter- und Laserindustrie verwendet.
03 Spezielle optische Materialien
A. Glaskeramie
Glaskeramie ist ein spezielles optisches Material, das weder Glas noch Kristall, sondern irgendwo dazwischen ist. Der Hauptunterschied zwischen Glasheramik und gewöhnlichem optischem Glas ist das Vorhandensein von Kristallstruktur. Es hat eine feinere Kristallstruktur als Keramik. Es hat die Eigenschaften eines niedrigen thermischen Expansionskoeffizienten, hoher Festigkeit, hoher Härte, niedriger Dichte und extrem hoher Stabilität. Es wird häufig bei der Verarbeitung von flachen Kristallen, Standardmessstöcken, großen Spiegeln, Lasergyroskopen usw. verwendet.
Der thermische Expansionskoeffizient von mikrokristallinen optischen Materialien kann 0,0 ± 0,2 × 10-7/℃ (0 ~ 50 ℃) erreichen.
B. Siliziumkarbid
Siliziumkarbid ist ein Keramikmaterial für Spezialitäten, das auch als optisches Material verwendet wird. Siliziumkarbid weist eine gute Steifheit, einen niedrigen thermischen Verformungskoeffizienten, eine ausgezeichnete thermische Stabilität und einen signifikanten Effekt zur Gewichtsreduktion auf. Es gilt als Hauptmaterial für große leichte Spiegel und wird in Luft- und Raumfahrt, Hochleistungslasern, Halbleitern und anderen Feldern häufig eingesetzt.
Diese Kategorien von optischen Materialien können auch als optische Medienmaterialien bezeichnet werden. Zusätzlich zu den Hauptkategorien von Materialien der optischen Medien, der optischen Fasermaterialien, optischen Filmmaterialien, flüssigen Kristallmaterialien, Lumineszenzmaterialien usw. gehören alle zu optischen Materialien. Die Entwicklung der optischen Technologie ist untrennbar mit der optischen Materialtechnologie verbunden. Wir freuen uns auf den Fortschritt der optischen materiellen Technologie meines Landes.
Postzeit: Januar-05-2024
