¿Cuáles son los tipos de materiales ópticos?

Cualquier sistema óptico está compuesto por elementos refractarios y reflectantes. Los sistemas ópticos modernos requieren un amplio rango de longitudes de onda de trabajo, por lo que se requiere que los materiales refractarios sean transparentes para la banda de trabajo y que los elementos reflectantes tengan una alta reflectividad para la banda de trabajo.

1.- Materiales ópticos transparentes

Las propiedades ópticas de los materiales de proyección están determinadas principalmente por la transmisión y el índice de refracción de la luz de varios colores. La mayoría de las piezas ópticas están hechas de vidrio óptico. El vidrio óptico generalmente puede ser absorbido por una variedad de colores de luz con una longitud de onda de 0.35 ~ 2.5um, y la luz de color más allá de este rango será fuertemente absorbida por el vidrio óptico. El vidrio óptico especialmente fundido puede transmitir longitudes de onda específicas. Los fabricantes de productos ópticos generalmente proporcionan datos para materiales ópticos estándar en sus catálogos de productos.

En los materiales ópticos de transmisión, se utilizan ampliamente varios cristales ópticos. El uso de cristales ópticos permite que el sistema óptico funcione en un rango de longitudes de onda más amplio que el vidrio óptico ordinario. Además, los plásticos ópticos se han utilizado en sistemas ópticos como lentes Fresnel, componentes de superficie óptica libre, lentes fotográficas simples, lentes de ampliación, etc. Estos tipos de lentes son principalmente moldeados o fundidos, con bajo costo y alta eficiencia de producción. Debido a que el coeficiente de expansión térmica es mayor que el vidrio óptico, no se pueden utilizar en sistemas ópticos con requisitos técnicos elevados.

El índice de refracción de la luz n y el índice de refracción de la luz F y la luz C n son las principales propiedades de refracción. Esto se debe a que la luz F y la luz C están cerca de los extremos de la región del espectro sensible del ojo humano. Y la luz D o D en el medio, más cerca de la línea espectral más sensible del ojo humano, de hecho, la luz e está más cerca de esta longitud de onda. Densidad, coeficiente de expansión térmica, estabilidad química. Además, existen ciertos estándares y regulaciones para la uniformidad óptica, el grado de eliminación de tensión, el grado de burbuja en el vidrio, impurezas, rayas, etc.

2.- Materiales ópticos plásticos

En comparación con los materiales de vidrio, los componentes ópticos de plástico tienen una calidad más ligera, mayor resistencia al impacto y más formas para elegir. La adaptabilidad de la forma es una de las ventajas de la óptica plástica. Se pueden moldear lentes asféricas y otras formas complejas.

La principal desventaja de los plásticos es su baja resistencia al calor. El punto de fusión del plástico es más bajo que el vidrio, y su superficie es menos resistente al desgaste y a la resistencia química. Debido a su baja temperatura de fusión, la adhesión del revestimiento es baja y la temperatura de deposición de la película es limitada; La durabilidad o vida útil del recubrimiento en las lentes de plástico también es baja. Los recubrimientos de plástico pueden utilizar la deposición asistida por iones para proporcionar una película más resistente y duradera.

La selección de materiales ópticos plásticos es limitada, y una limitación importante es la fuerte dependencia de la temperatura del alto coeficiente de expansión térmica y el índice de refracción. El grado en que el índice de refracción del material plástico disminuye con la temperatura es aproximadamente 50 veces mayor que el del vidrio. El coeficiente de expansión térmica del plástico es aproximadamente 10 veces mayor que el del vidrio. Los sistemas ópticos de alta calidad se pueden diseñar con una combinación de lentes de vidrio y plástico.

Los materiales ópticos plásticos pueden ser moldeados por inyección, comprimidos o fundidos en bloques de plástico. Varios de los materiales plásticos más comúnmente utilizados son el polimetilmetacrilato, el poliestireno, el policarbonato, el carbonato de alquilo-diglicol y los copolímeros de cicloolefinas.

3.- Materiales ópticos reflectantes

Los componentes ópticos reflectantes generalmente están recubiertos con una capa reflectante de metal en la superficie del vidrio pulido. No hay dispersión en la superficie reflejada, y para la luz de cualquier color, el ángulo reflejado es igual al ángulo de incidencia. La única propiedad de los materiales ópticos reflectantes es la reflectividad. La mayoría de las superficies reflectantes están recubiertas con materiales metálicos. Diferentes superficies reflectantes metálicos tienen diferentes propiedades reflectantes, es decir, diferentes longitudes de onda de la luz incidente, tienen diferentes reflectividades. A partir de la curva de las características reflectantes de diferentes materiales metálicos, se puede ver que para diferentes bandas de color y luz, diferentes materiales metálicos deben ser seleccionados para recubrir la capa de película reflectante.

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