Bước đầu tiên trong bất kỳ quy trình sản xuất quang học nào là lựa chọn các vật liệu quang học thích hợp. Các thông số quang học (chỉ số khúc xạ, số Abbe, độ truyền qua, độ phản xạ), tính chất vật lý (độ cứng, biến dạng, hàm lượng bong bóng, tỷ lệ của Poisson) và thậm chí các đặc tính nhiệt độ (hệ số giãn nở nhiệt, mối quan hệ giữa chỉ số khúc xạ và nhiệt độ) của vật liệu quang học đều ảnh hưởng đến các chất 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
Kính quang học là một vật liệu trung bình quang học (thủy tinh) có thể truyền ánh sáng. Ánh sáng đi qua nó có thể thay đổi hướng lan truyền, pha và cường độ của nó. Nó thường được sử dụng để tạo ra các thành phần quang học như lăng kính, ống kính, gương, cửa sổ và bộ lọc trong các dụng cụ hoặc hệ thống quang học. Kính quang có độ trong suốt cao, ổn định hóa học và tính đồng nhất vật lý trong cấu trúc và hiệu suất. Nó có hằng số quang cụ thể và chính xác. Ở trạng thái rắn nhiệt độ thấp, thủy tinh quang giữ lại cấu trúc vô định hình của trạng thái lỏng nhiệt độ cao. Lý tưởng nhất, các tính chất vật lý và hóa học bên trong của thủy tinh, chẳng hạn như chỉ số khúc xạ, hệ số giãn nở nhiệt, độ cứng, độ dẫn nhiệt, độ dẫn điện, mô đun đàn hồi, v.v., giống nhau theo mọi hướng, được gọi là đẳng hướng.
Các nhà sản xuất chính của kính quang học bao gồm Schott của Đức, Corning của Hoa Kỳ, Ohara của Nhật Bản và Thủy tinh Quảng Đông trong nước (CDGM), v.v.
Chỉ số khúc xạ và sơ đồ phân tán
Đường cong chỉ số khúc xạ kính quang học
Đường cong truyền qua
02. Tinh thể quang học
Tinh thể quang học đề cập đến vật liệu tinh thể được sử dụng trong môi trường quang học. Do các đặc điểm cấu trúc của các tinh thể quang học, nó có thể được sử dụng rộng rãi để tạo ra các cửa sổ, ống kính và lăng kính khác nhau cho các ứng dụng cực tím và hồng ngoại. Theo cấu trúc tinh thể, nó có thể được chia thành tinh thể đơn và đa tinh thể. Các vật liệu tinh thể đơn có tính toàn vẹn tinh thể cao và độ truyền sáng, cũng như mất đầu vào thấp, do đó các tinh thể đơn chủ yếu được sử dụng trong các tinh thể quang học.
Cụ thể: UV và vật liệu tinh thể hồng ngoại phổ biến bao gồm: thạch anh (SiO2), canxi fluoride (CAF2), lithium fluoride (LIF), muối đá (NaCl), silicon (SI), Germanium (GE), v.v.
Các 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 Achromatic: Các đặc tính phân tán đặc biệt của tinh thể được sử dụng để sản xuất ống kính khách quan Achromatic. Ví dụ, canxi florua (CAF2) được kết hợp với thủy tinh để tạo thành một hệ thống achromatic, có thể loại bỏ quang sai hình cầu và 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 pha tạp Neodymium, v.v.
Vật liệu tinh thể được chia thành tự nhiên và nhân tạo. Tinh thể tự nhiên rất hiếm, khó phát triển nhân tạo, có kích thước 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 và được sử dụng trong các ngành công nghiệp bán dẫn và laser.
03 Vật liệu quang học đặc biệt
Một. Thủy tinh-gốm
Thủy tinh-gốm là một vật liệu quang học đặc biệt không phải là thủy tinh hay tinh thể, mà ở đâu đó ở giữa. Sự khác biệt chính giữa thủy tinh quang thủy tinh và kính 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 điểm của hệ số giãn nở nhiệt thấp, cường độ cao, độ cứng cao, mật độ thấp và độ ổn định cực cao. Nó được sử dụng rộng rãi trong quá trình xử lý các tinh thể phẳng, gậy đồng hồ tiêu chuẩn, gương lớn, con quay laser, v.v.
Hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu quang vi tinh thể có thể đạt 0,0 ± 0,2 × 10-7/℃ (0 ~ 50)
b. Carbide silicon
Carbide silicon là một vật liệu gốm đặc biệt cũng được sử dụng làm vật liệu quang học. Carbide silicon có độ cứng tốt, hệ số biến dạng nhiệt thấp, độ ổn định nhiệt tuyệt vời và hiệu ứng giảm cân đáng kể. Nó được coi là vật liệu chính cho gương nhẹ có kích thước lớn và được sử dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, laser năng lượng cao, chất bán dẫn và các trường khác.
Các loại vật liệu quang học này cũng có thể được gọi là vật liệu phương tiện quang học. Ngoài các loại vật liệu truyền thông quang học chính, vật liệu sợi quang, vật liệu màng quang, vật liệu tinh thể lỏng, vật liệu phát quang, vv Tất cả đều thuộc về vật liệu quang học. Sự phát triển của công nghệ quang học không thể tách rời khỏi công nghệ vật liệu quang học. Chúng tôi mong muốn sự tiến bộ của công nghệ vật liệu quang học của đất nước tôi.
Thời gian đăng: Tháng 1-05-2024
