Langkah pertama dalam mana-mana proses pembuatan optik ialah pemilihan bahan optik yang sesuai.Parameter optik (indeks biasan, nombor Abbe, penghantaran, pemantulan), sifat fizikal (kekerasan, ubah bentuk, kandungan gelembung, nisbah Poisson), dan juga ciri suhu (pekali pengembangan terma, hubungan antara indeks biasan dan suhu) bahan optik Semua akan menjejaskan sifat optik bahan optik.Prestasi komponen dan sistem optik.Artikel ini akan memperkenalkan secara ringkas bahan optik biasa dan sifatnya.
Bahan optik terutamanya dibahagikan kepada tiga kategori: Kaca optik, kristal optik dan bahan optik Khas.
01 Kaca Optik
Kaca optik ialah bahan medium optik amorfus (berkaca) yang boleh menghantar cahaya.Cahaya yang melaluinya boleh mengubah arah, fasa dan keamatan perambatannya.Ia biasanya digunakan untuk menghasilkan komponen optik seperti prisma, kanta, cermin, tingkap dan penapis dalam instrumen atau sistem optik.Kaca optik mempunyai ketelusan yang tinggi, kestabilan kimia dan keseragaman fizikal dalam struktur dan prestasi.Ia mempunyai pemalar optik yang spesifik dan tepat.Dalam keadaan pepejal suhu rendah, kaca optik mengekalkan struktur amorfus keadaan cecair suhu tinggi.Sebaik-baiknya, sifat fizikal dan kimia dalaman kaca, seperti indeks biasan, pekali pengembangan haba, kekerasan, kekonduksian terma, kekonduksian elektrik, modulus elastik, dll., adalah sama dalam semua arah, yang dipanggil isotropi.
Pengeluar utama kaca optik termasuk Schott dari Jerman, Corning dari Amerika Syarikat, Ohara dari Jepun, dan Chengdu Guangming Glass domestik (CDGM), dsb.
Rajah indeks biasan dan serakan
lengkung indeks biasan kaca optik
Keluk penghantaran
02. Kristal optik
Hablur optik merujuk kepada bahan kristal yang digunakan dalam media optik.Oleh kerana ciri-ciri struktur kristal optik, ia boleh digunakan secara meluas untuk membuat pelbagai tingkap, kanta, dan prisma untuk aplikasi ultraviolet dan inframerah.Mengikut struktur kristal, ia boleh dibahagikan kepada kristal tunggal dan polihabluran.Bahan kristal tunggal mempunyai integriti kristal yang tinggi dan penghantaran cahaya, serta kehilangan input yang rendah, jadi kristal tunggal digunakan terutamanya dalam kristal optik.
Khususnya: Bahan kristal UV dan inframerah biasa termasuk: kuarza (SiO2), kalsium fluorida (CaF2), litium fluorida (LiF), garam batu (NaCl), silikon (Si), germanium (Ge), dsb.
Hablur polarisasi: Hablur polarisasi yang biasa digunakan termasuk kalsit (CaCO3), kuarza (SiO2), natrium nitrat (nitrat), dsb.
Kristal akromatik: Ciri penyebaran khas kristal digunakan untuk menghasilkan kanta objektif akromatik.Sebagai contoh, kalsium fluorida (CaF2) digabungkan dengan kaca untuk membentuk sistem akromatik, yang boleh menghapuskan penyimpangan sfera dan spektrum sekunder.
Kristal laser: digunakan sebagai bahan kerja untuk laser keadaan pepejal, seperti delima, kalsium fluorida, kristal garnet aluminium yttrium doped neodymium, dsb.
Bahan kristal dibahagikan kepada semulajadi dan buatan.Kristal semulajadi sangat jarang, sukar untuk tumbuh secara buatan, saiz terhad dan mahal.Secara umumnya dipertimbangkan apabila bahan kaca tidak mencukupi, ia boleh berfungsi dalam jalur cahaya tidak kelihatan dan digunakan dalam industri semikonduktor dan laser.
03 Bahan optik khas
a.Kaca-seramik
Seramik kaca ialah bahan optik khas yang bukan kaca atau kristal, tetapi di antaranya.Perbezaan utama antara kaca-seramik dan kaca optik biasa ialah kehadiran struktur kristal.Ia mempunyai struktur kristal yang lebih halus daripada seramik.Ia mempunyai ciri-ciri pekali pengembangan haba yang rendah, kekuatan tinggi, kekerasan tinggi, ketumpatan rendah, dan kestabilan yang sangat tinggi.Ia digunakan secara meluas dalam pemprosesan kristal rata, kayu meter standard, cermin besar, giroskop laser, dll.
Pekali pengembangan haba bahan optik mikrohablur boleh mencapai 0.0±0.2×10-7/℃ (0~50℃)
b.Silikon karbida
Silikon karbida adalah bahan seramik khusus yang juga digunakan sebagai bahan optik.Silikon karbida mempunyai kekakuan yang baik, pekali ubah bentuk haba yang rendah, kestabilan haba yang sangat baik, dan kesan pengurangan berat yang ketara.Ia dianggap sebagai bahan utama untuk cermin ringan bersaiz besar dan digunakan secara meluas dalam aeroangkasa, laser berkuasa tinggi, semikonduktor dan bidang lain.
Kategori bahan optik ini juga boleh dipanggil bahan media optik.Sebagai tambahan kepada kategori utama bahan media optik, bahan gentian optik, bahan filem optik, bahan kristal cecair, bahan bercahaya, dsb. semuanya tergolong dalam bahan optik.Perkembangan teknologi optik tidak dapat dipisahkan daripada teknologi bahan optik.Kami menantikan kemajuan teknologi bahan optik negara saya.
Masa siaran: Jan-05-2024
