Herhangi bir optik üretim sürecinin ilk adımı uygun optik malzemelerin seçilmesidir. Optik parametreleri (kırılma indisi, Abbe sayısı, geçirgenlik, yansıtma), fiziksel özellikleri (sertlik, deformasyon, kabarcık içeriği, Poisson oranı) ve hatta optik malzemelerin sıcaklık özellikleri (termal genleşme katsayısı, kırılma indisi ile sıcaklık arasındaki ilişki) Hepsi optik malzemelerin optik özelliklerini etkileyecektir. Optik bileşenlerin ve sistemlerin performansı. Bu makale genel optik malzemeleri ve özelliklerini kısaca tanıtacaktır.
Optik malzemeler esas olarak üç kategoriye ayrılır: Optik cam, optik kristal ve özel optik malzemeler.
01 Optik Cam
Optik cam, ışığı iletebilen amorf (camsı) bir optik ortam malzemesidir. İçinden geçen ışık yayılma yönünü, fazını ve yoğunluğunu değiştirebilir. Genellikle optik aletlerde veya sistemlerde prizmalar, mercekler, aynalar, pencereler ve filtreler gibi optik bileşenler üretmek için kullanılır. Optik cam, yapı ve performansta yüksek şeffaflığa, kimyasal kararlılığa ve fiziksel tekdüzeliğe sahiptir. Belirli ve doğru optik sabitlere sahiptir. Düşük sıcaklıktaki katı halde, optik cam yüksek sıcaklıktaki sıvı halinin amorf yapısını korur. İdeal olarak, camın kırılma indisi, termal genleşme katsayısı, sertlik, termal iletkenlik, elektriksel iletkenlik, elastik modülü vb. gibi iç fiziksel ve kimyasal özellikleri, izotropi adı verilen tüm yönlerde aynıdır.
Optik camın başlıca üreticileri arasında Almanya'dan Schott, ABD'den Corning, Japonya'dan Ohara ve yurtiçi Chengdu Guangming Glass (CDGM) vb. yer almaktadır.
Kırılma indisi ve dispersiyon diyagramı
optik cam kırılma indisi eğrileri
Geçirgenlik eğrileri
02. Optik kristal
Optik kristal, optik ortamlarda kullanılan kristal malzemeyi ifade eder. Optik kristallerin yapısal özellikleri nedeniyle, morötesi ve kızılötesi uygulamalar için çeşitli pencereler, mercekler ve prizmalar yapmak için yaygın olarak kullanılabilir. Kristal yapısına göre, tek kristal ve polikristalin olarak ayrılabilir. Tek kristal malzemeler yüksek kristal bütünlüğüne ve ışık geçirgenliğine sahip olmasının yanı sıra düşük giriş kaybına sahiptir, bu nedenle tek kristaller esas olarak optik kristallerde kullanılır.
Özellikle: Yaygın UV ve kızılötesi kristal malzemeleri şunları içerir: kuvars (SiO2), kalsiyum florür (CaF2), lityum florür (LiF), kaya tuzu (NaCl), silisyum (Si), germanyum (Ge) vb.
Polarize kristaller: Yaygın olarak kullanılan polarize kristaller arasında kalsit (CaCO3), kuvars (SiO2), sodyum nitrat (nitrat) vb. bulunur.
Akromatik kristal: Kristalin özel dispersiyon özellikleri, akromatik objektif lensleri üretmek için kullanılır. Örneğin, kalsiyum florür (CaF2), küresel sapmayı ve ikincil spektrumu ortadan kaldırabilen akromatik bir sistem oluşturmak için camla birleştirilir.
Lazer kristali: Katı hal lazerlerinde çalışma malzemesi olarak kullanılan yakut, kalsiyum florür, neodimyum katkılı itriyum alüminyum garnet kristali vb.
Kristal malzemeler doğal ve yapay olarak yetiştirilmiş olarak ikiye ayrılır. Doğal kristaller çok nadirdir, yapay olarak yetiştirilmesi zordur, boyutları sınırlıdır ve maliyetlidir. Genellikle cam malzeme yetersiz olduğunda düşünülür, görünmeyen ışık bandında çalışabilir ve yarı iletken ve lazer endüstrilerinde kullanılır.
03 Özel optik malzemeler
a. Cam-seramik
Cam-seramik, ne cam ne de kristal olan, ancak ikisinin arasında bir yerde olan özel bir optik malzemedir. Cam-seramik ile sıradan optik cam arasındaki temel fark, kristal yapının varlığıdır. Seramikten daha ince bir kristal yapıya sahiptir. Düşük termal genleşme katsayısı, yüksek mukavemet, yüksek sertlik, düşük yoğunluk ve son derece yüksek stabilite özelliklerine sahiptir. Düz kristallerin, standart metre çubuklarının, büyük aynaların, lazer jiroskoplarının vb. işlenmesinde yaygın olarak kullanılır.
Mikrokristalin optik malzemelerin termal genleşme katsayısı 0,0±0,2×10-7/℃ (0~50℃) değerine ulaşabilir
b. Silisyum Karbür
Silisyum karbür, optik malzeme olarak da kullanılan özel bir seramik malzemedir. Silisyum karbür iyi sertliğe, düşük termal deformasyon katsayısına, mükemmel termal kararlılığa ve önemli ağırlık azaltma etkisine sahiptir. Büyük boyutlu hafif aynalar için ana malzeme olarak kabul edilir ve havacılık, yüksek güçlü lazerler, yarı iletkenler ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılır.
Bu optik malzeme kategorilerine optik medya malzemeleri de denebilir. Optik medya malzemelerinin ana kategorilerine ek olarak, optik fiber malzemeler, optik film malzemeleri, sıvı kristal malzemeler, lüminesan malzemeler vb. hepsi optik malzemelere aittir. Optik teknolojisinin gelişimi optik malzeme teknolojisinden ayrılamaz. Ülkemizin optik malzeme teknolojisinin ilerlemesini dört gözle bekliyoruz.
Gönderi zamanı: 05-Oca-2024
