Пластмасовите материали и леенето под налягане са в основата на миниатюрните лещи. Структурата на пластмасовата леща включва материал на лещата, цилиндър на лещата, байонет на лещата, разделител, засенчващ лист, материал за притискащ пръстен и др.

Има няколко вида материали за лещи за пластмасови лещи, всички от които по същество са пластмаса (високомолекулен полимер). Те са термопласти, пластмаси, които омекотяват и стават пластични при нагряване, втвърдяват се при охлаждане и омекват при повторно нагряване. Физическа промяна, която води до обратима промяна между течно и твърдо състояние чрез нагряване и охлаждане. Някои материали са изобретени по-рано, а други са сравнително нови. Някои са пластмаси с общо предназначение, а някои материали са специално разработени оптични пластмасови материали, които се използват по-специално в някои оптични полета.

В оптичния дизайн можем да видим класовете материали на различни компании, като EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 и т.н. Всички те принадлежат към определен вид пластмасов материал, като следните видове са по-често срещани и ние ще ги сортираме според времето на появата им:

Пластмасовите лещи

• l PMMA/акрил:Поли(метилметакрилат), полиметилметакрилат (плексиглас, акрил). Поради ниската си цена, високата пропускливост и високата механична якост, PMMA е най-разпространеният заместител на стъклото в живота. Повечето от прозрачните пластмаси са направени от PMMA, като прозрачни чинии, прозрачни лъжици и малки светодиоди. лещи и т.н. PMMA се произвежда масово от 30-те години на миналия век.
• ПС:Полистиролът, полистиролът, е безцветен и прозрачен термопласт, както и инженерна пластмаса, чието масово производство започва през 30-те години на миналия век. Много от белите кутии от пяна и кутиите за обяд, които са често срещани в живота ни, са направени от PS материали.
• компютър:Поликарбонатът, поликарбонатът, също е безцветна и прозрачна аморфна термопластмаса и също е пластмаса с общо предназначение. Той е индустриализиран едва през 60-те години. Устойчивостта на удар на PC материала е много добра, обичайните приложения включват кофи за вода, очила и др.
• l COP & COC:Цикличен олефинов полимер (COP), цикличен олефинов полимер; Цикличен олефинов съполимер (COC) Цикличният олефинов съполимер е аморфен прозрачен полимерен материал с пръстенна структура, с двойни връзки въглерод-въглерод в пръстена. Цикличните въглеводороди се получават от циклични олефинови мономери чрез самополимеризация (COP) или съполимеризация (COC ) с други молекули (като етилен). Характеристиките на COP и COC са почти еднакви. Този материал е сравнително нов. Когато е изобретен за първи път, той се разглежда главно за някои приложения, свързани с оптика. Сега се използва широко в индустриите за филми, оптични лещи, дисплеи, медицински (опаковъчни бутилки). COP завърши промишленото производство около 1990 г., а COC завърши промишленото производство преди 2000 г.
• l O-PET:Оптични полиестерни оптични полиестерни влакна, O-PET, бяха пуснати на пазара в Осака през 2010 г.

Когато анализираме оптичен материал, ние се занимаваме главно с неговите оптични и механични свойства.

Оптична стрсвойства

• Индекс на пречупване и дисперсия

Индекс на пречупване и дисперсия

От тази обобщена диаграма може да се види, че различните оптични пластмасови материали основно попадат в два интервала: едната група е с висок индекс на пречупване и висока дисперсия; другата група е с нисък индекс на пречупване и ниска дисперсия. Сравнявайки опционалния диапазон на индекса на пречупване и дисперсията на стъклените материали, ще открием, че опционалният диапазон на индекса на пречупване на пластмасовите материали е много тесен и всички оптични пластмасови материали имат относително нисък индекс на пречупване. Най-общо казано, диапазонът от опции за пластмасови материали е по-тесен и има само около 10 до 20 търговски класа материали, което до голяма степен ограничава свободата на оптичния дизайн по отношение на материалите.

Коефициентът на пречупване варира в зависимост от дължината на вълната: Индексът на пречупване на оптичните пластмасови материали се увеличава с дължината на вълната, индексът на пречупване намалява леко и като цяло е относително стабилен.

Коефициентът на пречупване се променя с температура Dn/DT: Температурният коефициент на индекс на пречупване на оптичните пластмаси е 6 пъти до 50 пъти по-голям от този на стъклото, което е отрицателна стойност, което означава, че с повишаване на температурата индексът на пречупване намалява. Например, за дължина на вълната от 546 nm, -20°C до 40°C, стойността на dn/dT на пластмасовия материал е -8 до -15X10^–5/°C, докато за разлика от това стойността на стъкления материал NBK7 е 3X10^–6/°C.

• Пропускливост

Пропускливостта

Позовавайки се на тази картина, повечето оптични пластмаси имат пропускливост над 90% във видимата светлина; те също имат добра пропускливост за инфрачервените ленти от 850nm и 940nm, които са често срещани в потребителската електроника. Пропускливостта на пластмасовите материали също ще намалее до известна степен с времето. Основната причина е, че пластмасата абсорбира ултравиолетовите лъчи на слънцето и молекулярната верига се разпада, за да се разгради и омрежи, което води до промени във физичните и химичните свойства. Най-очевидната макроскопска проява е пожълтяването на пластмасовия материал.

• Стрес двойно пречупване

Пречупване на лещата

Двойното пречупване на напрежението (Birefringence) е оптично свойство на материалите. Индексът на пречупване на материалите е свързан със състоянието на поляризация и посоката на разпространение на падащата светлина. Материалите показват различни индекси на пречупване за различни поляризационни състояния. За някои системи това отклонение на индекса на пречупване е много малко и няма голямо влияние върху системата, но за някои специални оптични системи това отклонение е достатъчно, за да причини сериозно влошаване на производителността на системата.

Пластмасовите материали сами по себе си нямат анизотропни характеристики, но леенето под налягане на пластмаси ще доведе до двойно пречупване на напрежението. Основната причина е напрежението, въведено по време на леене под налягане и подреждането на пластмасовите макромолекули след охлаждане. Напрежението обикновено е концентрирано близо до порта за инжектиране, както е показано на фигурата по-долу.

Общият принцип на проектиране и производство е да се сведе до минимум двойното пречупване на напрежението в оптичната ефективна равнина, което изисква разумен дизайн на структурата на лещата, формата за леене под налягане и производствените параметри. Сред няколко материала, PC материалите са по-склонни към двойно пречупване на напрежение (около 10 пъти по-голямо от PMMA материалите), а COP, COC и PMMA материалите имат по-ниско двойно пречупване на напрежение.