A primeira etapa em qualquer processo de fabricação óptica é a seleção de materiais ópticos apropriados. Parâmetros ópticos (índice de refração, número do abbe, transmitância, refletividade), propriedades físicas (dureza, deformação, teor de bolhas, razão de Poisson) e até características de temperatura (coeficiente de expansão térmica, relação entre índice de refração e temperatura) de materiais ópticos afetarão as propriedades ópticas dos materiais ópticos. Desempenho de componentes e sistemas ópticos. Este artigo introduzirá brevemente materiais ópticos comuns e suas propriedades.
Os materiais ópticos são divididos principalmente em três categorias: vidro óptico, cristal óptico e materiais ópticos especiais.
01 vidro óptico
O vidro óptico é um material médio óptico amorfo (vítreo) que pode transmitir luz. A luz que passa através dela pode alterar sua direção, fase e intensidade de propagação. É comumente usado para produzir componentes ópticos, como prismas, lentes, espelhos, janelas e filtros em instrumentos ou sistemas ópticos. O vidro óptico possui alta transparência, estabilidade química e uniformidade física em estrutura e desempenho. Possui constantes ópticas específicas e precisas. No estado sólido de baixa temperatura, o vidro óptico mantém a estrutura amorfa do estado líquido de alta temperatura. Idealmente, as propriedades físicas e químicas internas do vidro, como índice de refração, coeficiente de expansão térmica, dureza, condutividade térmica, condutividade elétrica, módulo de elástico etc., são os mesmos em todas as direções, que são chamadas isotropia.
Os principais fabricantes de vidro óptico incluem Schott da Alemanha, Corning dos Estados Unidos, Ohara do Japão e vidro doméstico Chengdu Guangming (CDGM), etc.
Índice de Refração e Diagrama de Dispersão
curvas de índice de refração de vidro óptico
Curvas de transmitância
02. Cristal óptico
O cristal óptico refere -se ao material de cristal usado no meio óptico. Devido às características estruturais dos cristais ópticos, ele pode ser amplamente utilizado para fazer várias janelas, lentes e prismas para aplicações ultravioleta e infravermelho. De acordo com a estrutura cristalina, ela pode ser dividida em cristal único e policristalino. Os materiais de cristal único têm alta integridade de cristal e transmitância de luz, além de baixa perda de entrada, de modo que os cristais únicos são usados principalmente em cristais ópticos.
Especificamente: os materiais de cristal de UV e infravermelho comuns incluem: quartzo (SiO2), fluoreto de cálcio (CAF2), fluoreto de lítio (LIF), sal -gema (NaCl), silício (SI), germânio (GE), etc.
Cristais polarizadores: os cristais polarizadores comumente usados incluem calcita (CaCO3), quartzo (SiO2), nitrato de sódio (nitrato), etc.
Cristal acromático: as características especiais de dispersão do cristal são usadas para fabricar lentes objetivas acromáticas. Por exemplo, o fluoreto de cálcio (CAF2) é combinado com vidro para formar um sistema acromático, que pode eliminar a aberração esférica e o espectro secundário.
Cristal a laser: usado como materiais de trabalho para lasers de estado sólido, como rubi, fluoreto de cálcio, cristal de granada de alumínio yttrium dopado com neodímio, etc.
Os materiais de cristal são divididos em cultivados naturais e artificialmente. Os cristais naturais são muito raros, difíceis de cultivar artificialmente, limitados em tamanho e caro. Geralmente considerado quando o material de vidro é insuficiente, ele pode funcionar na banda de luz não visível e é usado nas indústrias de semicondutores e laser.
03 Materiais ópticos especiais
um. Cerâmica de vidro
Cerâmica de vidro é um material óptico especial que não é de vidro nem cristal, mas em algum lugar intermediário. A principal diferença entre o vidro de vidro e vidro óptico comum é a presença de estrutura cristalina. Tem uma estrutura cristalina mais fina que a cerâmica. Possui as características do baixo coeficiente de expansão térmica, alta resistência, alta dureza, baixa densidade e estabilidade extremamente alta. É amplamente utilizado no processamento de cristais planos, palitos de medidores padrão, espelhos grandes, giroscópios a laser, etc.
O coeficiente de expansão térmica de materiais ópticos microcristalinos pode atingir 0,0 ± 0,2 × 10-7/℃ (0 ~ 50 ℃)
b. Carboneto de silício
O carboneto de silício é um material de cerâmica especial que também é usado como material óptico. O carboneto de silício tem boa rigidez, coeficiente de deformação térmica de baixo teor, excelente estabilidade térmica e efeito significativo de redução de peso. É considerado o principal material para espelhos leves de tamanho grande e é amplamente utilizado em aeroespacial, lasers de alta potência, semicondutores e outros campos.
Essas categorias de materiais ópticas também podem ser chamadas de materiais de mídia óptica. Além das principais categorias de materiais de mídia óptica, materiais de fibra óptica, materiais de filme óptico, materiais de cristal líquido, materiais luminescentes, etc. Todos pertencem a materiais ópticos. O desenvolvimento da tecnologia óptica é inseparável a partir da tecnologia de material óptico. Estamos ansiosos pelo progresso da tecnologia de material óptico do meu país.
Hora de postagem: Jan-05-2024
