Plastični materijali i brizganje su osnova za minijaturna sočiva. Struktura plastične leće uključuje materijal sočiva, cijev sočiva, držač objektiva, odstojnik, foliju za senčenje, materijal tlačnog prstena itd.

Postoji nekoliko vrsta materijala za plastične leće, od kojih su svi u suštini plastični (visokomolekularni polimer). To su termoplasti, plastika koja omekšava i postaje plastična kada se zagrije, stvrdne kada se ohladi i omekša kada se ponovo zagrije. Fizička promjena koja proizvodi reverzibilnu promjenu između tekućeg i čvrstog stanja korištenjem grijanja i hlađenja. Neki materijali su izumljeni ranije, a neki su relativno novi. Neki su plastika opće namjene, a neki materijali su posebno razvijeni optički plastični materijali, koji se konkretnije koriste u nekim optičkim poljima.

U optičkom dizajnu možemo vidjeti razrede materijala različitih kompanija, kao što su EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 i tako dalje. Svi pripadaju određenoj vrsti plastičnog materijala, a češće su sljedeće vrste, a mi ćemo ih razvrstati prema vremenu pojave:

Plastična sočiva

• l PMMA/akril:Poli(metil metakrilat), polimetil metakrilat (pleksiglas, akril). Zbog svoje jeftine cijene, visoke propusnosti i visoke mehaničke čvrstoće, PMMA je najčešća zamjena za staklo u životu. Većina prozirne plastike je napravljena od PMMA, kao što su prozirne ploče, prozirne kašike i male LED diode. sočiva itd. PMMA se masovno proizvodi od 1930-ih.
• PS:Polistiren, polistiren, je bezbojna i prozirna termoplastika, kao i inženjerska plastika, koja je počela masovnu proizvodnju 1930-ih. Mnoge kutije od bijele pjene i kutije za ručak koje su uobičajene u našim životima napravljene su od PS materijala.
• PC:Polikarbonat, polikarbonat, je takođe bezbojna i prozirna amorfna termoplastika, a takođe je i plastika opšte namene. Industrijaliziran je tek 1960-ih. Otpornost na udarce PC materijala je vrlo dobra, uobičajene primjene uključuju kante za doziranje vode, zaštitne naočale itd.
• l COP & COC:Ciklični olefinski polimer (COP), ciklički olefinski polimer; Ciklični olefinski kopolimer (COC) Ciklični olefinski kopolimer, je amorfni prozirni polimerni materijal sa prstenastom strukturom, sa dvostrukim vezama ugljik-ugljik u prstenu. ) sa drugim molekulima (kao što je etilen). Karakteristike COP-a i COC-a su skoro iste. Ovaj materijal je relativno nov. Kada je prvi put izumljen, uglavnom je razmatran za neke optičke aplikacije. Sada se naširoko koristi u industriji filmova, optičkih sočiva, displeja, medicinskih (boca za pakovanje). COP je završio industrijsku proizvodnju oko 1990. godine, a COC je završio industrijsku proizvodnju prije 2000. godine.
• l O-PET:Optičko poliestersko optičko poliestersko vlakno, O-PET, komercijalizirano je u Osaki 2010-ih.

Kada analiziramo optički materijal, uglavnom se bavimo njihovim optičkim i mehaničkim svojstvima.

Optički strroperties

• Indeks loma i disperzija

Indeks loma i disperzija

Iz ovog sažetog dijagrama može se vidjeti da različiti optički plastični materijali u osnovi spadaju u dva intervala: jedna grupa je visoki indeks loma i visoka disperzija; druga grupa je nizak indeks loma i niska disperzija. Uspoređujući opcijski raspon indeksa loma i disperzije staklenih materijala, otkrit ćemo da je opcijski raspon indeksa loma plastičnih materijala vrlo uzak, a svi optički plastični materijali imaju relativno nizak indeks loma. Općenito govoreći, raspon opcija za plastične materijale je uži, a postoji samo oko 10 do 20 komercijalnih vrsta materijala, što u velikoj mjeri ograničava slobodu optičkog dizajna u pogledu materijala.

Indeks prelamanja varira sa talasnom dužinom: indeks prelamanja optičkih plastičnih materijala raste sa talasnom dužinom, indeks loma blago opada, a sveukupno je relativno stabilno.

Indeks loma se mijenja sa temperaturom Dn/DT: Temperaturni koeficijent indeksa prelamanja optičke plastike je 6 puta do 50 puta veći od onog kod stakla, što je negativna vrijednost, što znači da kako temperatura raste, indeks prelamanja opada. Na primjer, za valnu dužinu od 546 nm, -20°C do 40°C, vrijednost dn/dT plastičnog materijala je -8 do -15X10^–5/°C, dok je nasuprot tome vrijednost staklenog materijala NBK7 je 3X10^–6/°C.

• Transmittance

Transmitantnost

Pozivajući se na ovu sliku, većina optičke plastike ima propusnost veću od 90% u opsegu vidljive svjetlosti; takođe imaju dobru transmitentnost za infracrvene opsege od 850nm i 940nm, koji su uobičajeni u potrošačkoj elektronici. Propustljivost plastičnih materijala će se također smanjiti u određenoj mjeri s vremenom. Glavni razlog je taj što plastika apsorbira ultraljubičaste zrake na suncu, a molekularni lanac puca da se razgradi i umre, što rezultira promjenama fizičkih i kemijskih svojstava. Najočiglednija makroskopska manifestacija je žutilo plastičnog materijala.

• Stress Dvolomnost

Refrakcija sočiva

Dvolomnost naprezanja (Birefringence) je optičko svojstvo materijala. Indeks prelamanja materijala povezan je sa stanjem polarizacije i smjerom širenja upadne svjetlosti. Materijali pokazuju različite indekse prelamanja za različita polarizaciona stanja. Za neke sisteme, ovo odstupanje indeksa prelamanja je vrlo malo i nema veliki uticaj na sistem, ali za neke posebne optičke sisteme ovo odstupanje je dovoljno da izazove ozbiljnu degradaciju performansi sistema.

Plastični materijali sami po sebi nemaju anizotropne karakteristike, ali injekcijsko prešanje plastike dovodi do dvostrukog prelamanja naprezanja. Glavni razlog je naprezanje uneseno tokom brizganja i raspored plastičnih makromolekula nakon hlađenja. Napon je generalno koncentrisan u blizini priključka za ubrizgavanje, kao što je prikazano na donjoj slici.

Opšti princip dizajna i proizvodnje je da se minimizira dvostruki lom naprezanja u optičkoj efektivnoj ravni, što zahtijeva razuman dizajn strukture sočiva, kalupa za brizganje i proizvodnih parametara. Među nekoliko materijala, PC materijali su skloniji dvostrukom lomu naprezanja (oko 10 puta veći od PMMA materijala), a COP, COC i PMMA materijali imaju niži dvolom naprezanja.