L-ewwel pass fi kwalunkwe proċess ta' manifattura ottika huwa l-għażla ta' materjali ottiċi xierqa. Il-parametri ottiċi (indiċi refrattiv, numru Abbe, trasmittanza, riflettività), il-proprjetajiet fiżiċi (ebusija, deformazzjoni, kontenut ta' bżieżaq, proporzjon ta' Poisson), u anke l-karatteristiċi tat-temperatura (koeffiċjent ta' espansjoni termali, relazzjoni bejn l-indiċi refrattiv u t-temperatura) tal-materjali ottiċi kollha jaffettwaw il-proprjetajiet ottiċi tal-materjali ottiċi. Il-prestazzjoni tal-komponenti u s-sistemi ottiċi. Dan l-artikolu se jintroduċi fil-qosor materjali ottiċi komuni u l-proprjetajiet tagħhom.
Il-materjali ottiċi huma prinċipalment maqsuma fi tliet kategoriji: Ħġieġ ottiku, kristall ottiku u Materjali ottiċi speċjali.
01 Ħġieġ Ottiku
Il-ħġieġ ottiku huwa materjal medju ottiku amorfu (ħġieġ) li jista' jittrażmetti d-dawl. Id-dawl li jgħaddi minnu jista' jibdel id-direzzjoni, il-fażi u l-intensità tal-propagazzjoni tiegħu. Huwa komunement użat biex jipproduċi komponenti ottiċi bħal priżmi, lentijiet, mirja, twieqi u filtri fi strumenti jew sistemi ottiċi. Il-ħġieġ ottiku għandu trasparenza għolja, stabbiltà kimika u uniformità fiżika fl-istruttura u l-prestazzjoni. Għandu kostanti ottiċi speċifiċi u preċiżi. Fl-istat solidu f'temperatura baxxa, il-ħġieġ ottiku jżomm l-istruttura amorfa tal-istat likwidu f'temperatura għolja. Idealment, il-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi interni tal-ħġieġ, bħall-indiċi refrattiv, il-koeffiċjent tal-espansjoni termali, l-ebusija, il-konduttività termali, il-konduttività elettrika, il-modulu elastiku, eċċ., huma l-istess fid-direzzjonijiet kollha, li jissejjaħ isotropija.
Il-manifatturi ewlenin tal-ħġieġ ottiku jinkludu Schott tal-Ġermanja, Corning tal-Istati Uniti, Ohara tal-Ġappun, u Chengdu Guangming Glass (CDGM) domestiku, eċċ.
Dijagramma tal-indiċi refrattiv u tad-dispersjoni
kurvi tal-indiċi refrattiv tal-ħġieġ ottiku
Kurvi tat-trażmittanza
02. Kristall ottiku
Kristall ottiku jirreferi għall-materjal tal-kristall użat fil-mezzi ottiċi. Minħabba l-karatteristiċi strutturali tal-kristalli ottiċi, jista' jintuża ħafna biex isiru diversi twieqi, lentijiet, u priżmi għal applikazzjonijiet ultravjola u infra-aħmar. Skont l-istruttura tal-kristall, jista' jinqasam f'kristall wieħed u polikristallin. Il-materjali tal-kristall wieħed għandhom integrità kristallina għolja u trasmittanza tad-dawl, kif ukoll telf baxx ta' input, għalhekk il-kristalli singoli jintużaw prinċipalment fil-kristalli ottiċi.
Speċifikament: Materjali komuni tal-kristall UV u infra-aħmar jinkludu: kwarz (SiO2), fluworidu tal-kalċju (CaF2), fluworidu tal-litju (LiF), melħ tal-blat (NaCl), silikon (Si), ġermanju (Ge), eċċ.
Kristalli polarizzanti: Kristalli polarizzanti użati b'mod komuni jinkludu kalċit (CaCO3), kwarz (SiO2), nitrat tas-sodju (nitrat), eċċ.
Kristall akromatiku: Il-karatteristiċi speċjali ta' dispersjoni tal-kristall jintużaw fil-manifattura ta' lentijiet oġġettivi akromatiċi. Pereżempju, il-fluworidu tal-kalċju (CaF2) huwa kkombinat mal-ħġieġ biex jifforma sistema akromatika, li tista' telimina l-aberrazzjoni sferika u l-ispettru sekondarju.
Kristall tal-lejżer: użat bħala materjal tax-xogħol għal lejżers ta' stat solidu, bħal rubin, fluworidu tal-kalċju, kristall tal-granata tal-ittriju tal-aluminju drogat bin-neodimju, eċċ.
Il-materjali tal-kristall huma maqsuma f'materjali naturali u mkabbra artifiċjalment. Il-kristalli naturali huma rari ħafna, diffiċli biex jitkabbru artifiċjalment, limitati fid-daqs, u għaljin. Ġeneralment ikkunsidrati meta l-materjal tal-ħġieġ ma jkunx biżżejjed, jistgħu jaħdmu fil-medda tad-dawl mhux viżibbli u jintużaw fl-industriji tas-semikondutturi u tal-lejżer.
03 Materjali ottiċi speċjali
a. Ċeramika tal-ħġieġ
Iċ-ċeramika tal-ħġieġ hija materjal ottiku speċjali li la huwa ħġieġ u lanqas kristall, iżda xi mkien bejniethom. Id-differenza ewlenija bejn iċ-ċeramika tal-ħġieġ u l-ħġieġ ottiku ordinarju hija l-preżenza ta' struttura kristallina. Għandha struttura kristallina ifjen miċ-ċeramika. Għandha l-karatteristiċi ta' koeffiċjent ta' espansjoni termali baxx, saħħa għolja, ebusija għolja, densità baxxa, u stabbiltà estremament għolja. Hija użata ħafna fl-ipproċessar ta' kristalli ċatti, arloġġi tal-kejl standard, mirja kbar, ġiroskopji tal-lejżer, eċċ.
Il-koeffiċjent tal-espansjoni termali tal-materjali ottiċi mikrokristallini jista' jilħaq 0.0±0.2×10-7/℃ (0~50℃)
b. Karbur tas-silikon
Il-karbur tas-silikon huwa materjal taċ-ċeramika speċjalizzat li jintuża wkoll bħala materjal ottiku. Il-karbur tas-silikon għandu ebusija tajba, koeffiċjent baxx ta' deformazzjoni termali, stabbiltà termali eċċellenti, u effett sinifikanti ta' tnaqqis fil-piż. Huwa meqjus bħala l-materjal ewlieni għal mirja ħfief ta' daqs kbir u jintuża ħafna fl-ajruspazju, lejżers ta' qawwa għolja, semikondutturi u oqsma oħra.
Dawn il-kategoriji ta' materjali ottiċi jistgħu jissejħu wkoll materjali tal-midja ottika. Minbarra l-kategoriji ewlenin ta' materjali tal-midja ottika, materjali tal-fibra ottika, materjali tal-film ottiku, materjali tal-kristalli likwidi, materjali luminexxenti, eċċ. kollha jappartjenu għall-materjali ottiċi. L-iżvilupp tat-teknoloġija ottika huwa inseparabbli mit-teknoloġija tal-materjal ottiku. Nistennew bil-ħerqa l-progress tat-teknoloġija tal-materjal ottiku ta' pajjiżi.
Ħin tal-posta: 05 ta' Jannar 2024
