การแนะนำวัสดุแสงทั่วไป

ขั้นตอนแรกในกระบวนการผลิตออปติคัลคือการเลือกวัสดุแสงที่เหมาะสม พารามิเตอร์ทางแสง (ดัชนีการหักเหของแสง, หมายเลข ABBE, การส่งผ่าน, การสะท้อนแสง), คุณสมบัติทางกายภาพ (ความแข็ง, การเสียรูป, เนื้อหาฟอง, อัตราส่วนของปัวซอง) และแม้กระทั่งลักษณะอุณหภูมิ (ค่าสัมประสิทธิ์การขยายความร้อนความสัมพันธ์ระหว่างดัชนีการหักเหของแสงและอุณหภูมิ) ของวัสดุแสงทั้งหมด ประสิทธิภาพของส่วนประกอบและระบบแสง บทความนี้จะแนะนำวัสดุทางแสงทั่วไปและคุณสมบัติของพวกเขาสั้น ๆ
วัสดุออปติคัลส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสามประเภท: แก้วออปติคัลคริสตัลออปติคัลและวัสดุออพติคอลพิเศษ

01 แก้วออปติคอล
แก้วออปติคอลเป็นวัสดุสื่อแสงแบบอสัณฐาน (แก้ว) ที่สามารถส่งแสงได้ แสงที่ผ่านมันสามารถเปลี่ยนทิศทางการแพร่กระจายเฟสและความเข้ม มันมักจะใช้ในการผลิตส่วนประกอบทางแสงเช่นปริซึมเลนส์กระจกหน้าต่างและตัวกรองในเครื่องมือหรือระบบ แก้วออพติคอลมีความโปร่งใสสูงความเสถียรทางเคมีและความสม่ำเสมอทางกายภาพในโครงสร้างและประสิทธิภาพ มันมีค่าคงที่ทางแสงที่เฉพาะเจาะจงและแม่นยำ ในสถานะของแข็งที่อุณหภูมิต่ำแก้วออพติคอลยังคงโครงสร้างที่ไม่แน่นอนของสถานะของเหลวที่อุณหภูมิสูง ตามหลักการแล้วคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีภายในของแก้วเช่นดัชนีการหักเหของแสงสัมประสิทธิ์การขยายความร้อนความแข็งการนำความร้อนการนำไฟฟ้าโมดูลัสยืดหยุ่น ฯลฯ จะเหมือนกันในทุกทิศทางซึ่งเรียกว่าไอโซโทรปิ
ผู้ผลิตหลักของแก้วออปติคอล ได้แก่ Schott of Germany, Corning of the United, Ohara of Japan และ Chengdu Guangming Glass (CDGM) ในประเทศ ฯลฯ

ดัชนีการหักเหของแสงและแผนภาพการกระจาย

เส้นโค้งดัชนีการหักเหของแสงแก้ว

เส้นโค้งการส่งผ่าน

02. คริสตัลออปติคอล

คริสตัลออปติคอลหมายถึงวัสดุคริสตัลที่ใช้ในสื่อออพติคอล เนื่องจากลักษณะโครงสร้างของผลึกออพติคอลจึงสามารถใช้กันอย่างแพร่หลายในการสร้างหน้าต่างเลนส์และปริซึมสำหรับแอปพลิเคชันอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรด ตามโครงสร้างผลึกมันสามารถแบ่งออกเป็นผลึกเดี่ยวและ polycrystalline วัสดุผลึกเดี่ยวมีความสมบูรณ์ของผลึกสูงและการส่งผ่านแสงรวมถึงการสูญเสียอินพุตต่ำดังนั้นผลึกเดี่ยวส่วนใหญ่จะใช้ในผลึกออพติคอล
โดยเฉพาะ: วัสดุคริสตัล UV และอินฟราเรดทั่วไป ได้แก่ : ควอตซ์ (SiO2), แคลเซียมฟลูออไรด์ (CAF2), ลิเธียมฟลูออไรด์ (LIF), เกลือหิน (NaCl), ซิลิกอน (SI), เจอร์เมเนียม (GE) ฯลฯ
ผลึกโพลาไรซ์: ผลึกโพลาไรซ์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ แคลิฟอร์เนีย (Caco3), ควอตซ์ (SiO2), โซเดียมไนเตรต (ไนเตรต) ฯลฯ
คริสตัล Achromatic: ลักษณะการกระจายตัวพิเศษของคริสตัลใช้ในการผลิตเลนส์วัตถุประสงค์ที่ไม่มีสี ตัวอย่างเช่นแคลเซียมฟลูออไรด์ (CAF2) รวมกับแก้วเพื่อสร้างระบบที่ไม่มีสีซึ่งสามารถกำจัดความผิดปกติของทรงกลมและสเปกตรัมรอง
Laser Crystal: ใช้เป็นวัสดุทำงานสำหรับเลเซอร์โซลิดสเตตเช่นทับทิม, แคลเซียมฟลูออไรด์, นิโคไดเมียมเจืออลูมิเนียมอลูมิเนียมคริสตัล ฯลฯ

วัสดุคริสตัลแบ่งออกเป็นธรรมชาติและปลูก ผลึกธรรมชาตินั้นหายากมากยากที่จะเติบโตเทียมขนาด จำกัด และมีค่าใช้จ่ายสูง โดยทั่วไปพิจารณาเมื่อวัสดุแก้วไม่เพียงพอมันสามารถทำงานในวงดนตรีแสงที่ไม่สามารถมองเห็นได้และใช้ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และเลเซอร์

03 วัสดุออปติคัลพิเศษ

. เซรามิกแก้ว
แก้วเซรามิกเป็นวัสดุออพติคอลพิเศษที่ไม่ใช่แก้วหรือคริสตัล แต่อยู่ที่ไหนสักแห่ง ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแก้วแก้วและแก้วออปติคัลธรรมดาคือการปรากฏตัวของโครงสร้างผลึก มันมีโครงสร้างผลึกที่ดีกว่าเซรามิก มันมีลักษณะของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำความแข็งแรงสูงความแข็งสูงความหนาแน่นต่ำและความเสถียรสูงมาก มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการประมวลผลของผลึกแบนแท่งมิเตอร์มาตรฐานกระจกขนาดใหญ่เลเซอร์ไจโรสโคป ฯลฯ

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัสดุออปติคัลไมโครคริสตัลลีนสามารถเข้าถึง 0.0 ± 0.2 × 10-7/℃ (0 ~ 50 ℃)

ข. ซิลิกอนคาร์ไบด์

ซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นวัสดุเซรามิกพิเศษที่ใช้เป็นวัสดุแสง ซิลิกอนคาร์ไบด์มีความแข็งดีค่าสัมประสิทธิ์การเสียรูปความร้อนต่ำความเสถียรทางความร้อนที่ยอดเยี่ยมและผลการลดน้ำหนักอย่างมีนัยสำคัญ มันถือเป็นวัสดุหลักสำหรับกระจกที่มีน้ำหนักเบาขนาดใหญ่และใช้กันอย่างแพร่หลายในการบินและอวกาศเลเซอร์พลังงานสูงเซมิคอนดักเตอร์และสาขาอื่น ๆ

หมวดหมู่ของวัสดุออพติคอลเหล่านี้สามารถเรียกได้ว่าวัสดุสื่อแสง นอกเหนือจากหมวดหมู่ที่สำคัญของวัสดุสื่อแสง, วัสดุใยแก้วนำแสง, วัสดุฟิล์มออพติคอล, วัสดุคริสตัลเหลว, วัสดุเรืองแสง ฯลฯ ทั้งหมดเป็นของวัสดุออพติคอล การพัฒนาเทคโนโลยีออพติคอลนั้นแยกออกไม่ได้จากเทคโนโลยีวัสดุแสง เราหวังว่าจะมีความคืบหน้าของเทคโนโลยีวัสดุออพติคอลของประเทศของฉัน