Bước đầu tiên trong bất kỳ quy trình sản xuất quang học nào là lựa chọn vật liệu quang học thích hợp. Các thông số quang học (chiết suất, số Abbe, độ truyền qua, độ phản xạ), tính chất vật lý (độ cứng, biến dạng, hàm lượng bong bóng, tỷ lệ Poisson) và thậm chí cả đặc tính nhiệt độ (hệ số giãn nở nhiệt, mối quan hệ giữa chiết suất và nhiệt độ) của vật liệu quang học Tất cả sẽ ảnh hưởng tính chất quang học của vật liệu quang học. Hiệu suất của các thành phần và hệ thống quang học. Bài viết này sẽ giới thiệu ngắn gọn các vật liệu quang học phổ biến và tính chất của chúng.
Vật liệu quang học chủ yếu được chia thành ba loại: Thủy tinh quang học, tinh thể quang học và Vật liệu quang học đặc biệt.
01 Kính Quang Học
Thủy tinh quang học là vật liệu quang học vô định hình (thủy tinh) có thể truyền ánh sáng. Ánh sáng đi qua nó có thể thay đổi hướng truyền, pha và cường độ. Nó thường được sử dụng để sản xuất các thành phần quang học như lăng kính, thấu kính, gương, cửa sổ và bộ lọc trong các thiết bị hoặc hệ thống quang học. Thủy tinh quang học có độ trong suốt cao, tính ổn định hóa học và tính đồng nhất về mặt vật lý trong cấu trúc và hiệu suất. Nó có hằng số quang học cụ thể và chính xác. Ở trạng thái rắn ở nhiệt độ thấp, kính quang học vẫn giữ được cấu trúc vô định hình của trạng thái lỏng ở nhiệt độ cao. Lý tưởng nhất là các tính chất vật lý và hóa học bên trong của thủy tinh, chẳng hạn như chiết suất, hệ số giãn nở nhiệt, độ cứng, độ dẫn nhiệt, độ dẫn điện, mô đun đàn hồi, v.v., đều giống nhau theo mọi hướng, được gọi là đẳng hướng.
Các nhà sản xuất kính quang học chính bao gồm Schott của Đức, Corning của Hoa Kỳ, Ohara của Nhật Bản và Kính Quang Minh Thành Đô (CDGM), v.v.
Chỉ số khúc xạ và biểu đồ phân tán
đường cong chiết suất thủy tinh quang học
Đường cong truyền qua
02. Tinh thể quang học
Tinh thể quang học dùng để chỉ vật liệu tinh thể được sử dụng trong phương tiện quang học. Do đặc điểm cấu trúc của tinh thể quang học, nó có thể được sử dụng rộng rãi để chế tạo nhiều cửa sổ, thấu kính và lăng kính khác nhau cho các ứng dụng tia cực tím và hồng ngoại. Theo cấu trúc tinh thể, nó có thể được chia thành đơn tinh thể và đa tinh thể. Vật liệu đơn tinh thể có tính toàn vẹn tinh thể cao và độ truyền ánh sáng cũng như tổn thất đầu vào thấp, do đó các tinh thể đơn chủ yếu được sử dụng trong tinh thể quang học.
Cụ thể: Các vật liệu tinh thể tia cực tím và tia hồng ngoại phổ biến bao gồm: thạch anh (SiO2), canxi florua (CaF2), lithium florua (LiF), đá muối (NaCl), silicon (Si), germani (Ge), v.v.
Tinh thể phân cực: Các tinh thể phân cực thường được sử dụng bao gồm canxit (CaCO3), thạch anh (SiO2), natri nitrat (nitrat), v.v.
Tinh thể tiêu sắc: Các đặc tính phân tán đặc biệt của tinh thể được sử dụng để chế tạo vật kính tiêu sắc. Ví dụ, canxi florua (CaF2) được kết hợp với thủy tinh để tạo thành một hệ thống tiêu sắc, có thể loại bỏ quang sai hình cầu và quang phổ thứ cấp.
Tinh thể laser: được sử dụng làm vật liệu làm việc cho laser trạng thái rắn, chẳng hạn như ruby, canxi florua, tinh thể garnet nhôm yttrium pha tạp neodymium, v.v.
Vật liệu pha lê được chia thành tự nhiên và nhân tạo. Tinh thể tự nhiên rất hiếm, khó phát triển nhân tạo, kích thước hạn chế và tốn kém. Thường được xem xét khi vật liệu thủy tinh không đủ, nó có thể hoạt động trong dải ánh sáng không nhìn thấy được và được sử dụng trong ngành công nghiệp bán dẫn và laser.
03 Vật liệu quang học đặc biệt
Một. gốm thủy tinh
Gốm thủy tinh là một vật liệu quang học đặc biệt không phải là thủy tinh hay pha lê mà ở đâu đó ở giữa. Sự khác biệt chính giữa thủy tinh-gốm và thủy tinh quang học thông thường là sự hiện diện của cấu trúc tinh thể. Nó có cấu trúc tinh thể mịn hơn gốm. Nó có các đặc tính của hệ số giãn nở nhiệt thấp, độ bền cao, độ cứng cao, mật độ thấp và độ ổn định cực cao. Nó được sử dụng rộng rãi trong xử lý tinh thể phẳng, que đo tiêu chuẩn, gương lớn, con quay hồi chuyển laser, v.v.
Hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu quang học vi tinh thể có thể đạt 0,0 ± 0,2 × 10-7/oC (0 ~ 50oC)
b. cacbua silic
Cacbua silic là một vật liệu gốm đặc biệt cũng được sử dụng làm vật liệu quang học. Cacbua silic có độ cứng tốt, hệ số biến dạng nhiệt thấp, độ ổn định nhiệt tuyệt vời và hiệu quả giảm trọng lượng đáng kể. Nó được coi là vật liệu chính cho gương nhẹ cỡ lớn và được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không vũ trụ, laser công suất cao, chất bán dẫn và các lĩnh vực khác.
Những loại vật liệu quang học này cũng có thể được gọi là vật liệu truyền thông quang học. Ngoài các loại vật liệu truyền thông quang học chính, vật liệu sợi quang, vật liệu màng quang học, vật liệu tinh thể lỏng, vật liệu phát quang, v.v. đều thuộc về vật liệu quang học. Sự phát triển của công nghệ quang học không thể tách rời công nghệ vật liệu quang học. Chúng tôi mong đợi sự tiến bộ của công nghệ vật liệu quang học của đất nước tôi.
Thời gian đăng: Jan-05-2024
