Plastové materiály a vstřikování jsou základem pro miniaturizované čočky. Struktura plastové čočky zahrnuje materiál čočky, hlaveň čočky, držák čočky, rozpěrku, stínovací list, materiál tlakového kroužku atd.

Existuje několik typů materiálů čoček pro plastové čočky, z nichž všechny jsou v podstatě plastové (vysoký molekulární polymer). Jsou to termoplasty, plasty, které zjemňují a stávají se plastovým, když jsou zahřátí, při ochlazení a změkčují, když se znovu zahřívají. Fyzická změna, která vytváří reverzibilní změnu mezi kapalinou a pevnými stavy pomocí zahřívání a chlazení. Některé materiály byly vynalezeny dříve a některé jsou relativně nové. Některé z nich jsou obecné aplikační plasty a některé materiály jsou speciálně vyvinuté optické plastové materiály, které se konkrétněji používají v některých optických polích.

V optickém designu můžeme vidět materiály různých společností, jako jsou EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 atd. Všichni patří k určitému typu plastového materiálu a následující typy jsou běžnější a my je třídíme podle jejich doby vzhledu:

Plastové čočky

• L PMMA/Akryl:Poly (methylmethakrylát), polymethylmethakrylát (Plexiglass, akryl). Vzhledem k jeho levné ceně, vysoké propustnosti a vysoké mechanické pevnosti je PMMA nejčastějším skleněným náhradníkem v životě. Většina průhledných plastů je vyrobena z PMMA, jako jsou průhledné destičky, průhledné lžíce a malé LED diody. čočka atd. PMMA byla vyráběna od 30. let 20. století.
• PS:Polystyren, polystyren, je bezbarvý a průhledný termoplastický a také inženýrský plast, který začal ve výrobě hmoty ve 30. letech 20. století. Mnoho z bílých pěnových krabic a krabic na oběd, které jsou v našich životech běžné, je vyrobeno z PS materiálů.
• PC:Polykarbonát, polykarbonát, je také bezbarvý a průhledný amorfní termoplastický a je také obecný plast. Bylo to industrializováno pouze v 60. letech. Odolnost proti nárazu PC materiálu je velmi dobrá, běžné aplikace zahrnují kbelíky na vodou, brýle atd.
• L COP & COC:Cyklický polymer olefinu (COP), cyklický olefinový polymer; Cyklický olefinový kopolymer (COC) Cyklický olefinový kopolymer je amorfní průhledný polymerní materiál se strukturou kruhu, s uhlíkovými uhlíkovými dvojitými vazbami v ringu jsou cyklické uhlovodíky vyrobeny z cyklických olefinových monomerů samopolymerací (Cop) nebo cop) nebo kopolymerizací (Cop) nebo kopolymerizací (Cop) nebo cop) nebo kopolymerizací (Cop) nebo cop) nebo cop) nebo cop) nebo cop) nebo cop) nebo cop) nebo cop) nebo cop) nebo cop) nebo cop) nebo cop) nebo cop) nebo cop. ) s jinými molekulami (jako je ethylen). Charakteristiky COP a COC jsou téměř stejné. Tento materiál je relativně nový. Když byl poprvé vynalezen, bylo to zvažováno hlavně u některých optických aplikací. Nyní se široce používá ve filmu, optické čočce, displeji, lékařské (láhve k balení). COP dokončil průmyslovou výrobu kolem roku 1990 a COC dokončil průmyslovou výrobu před rokem 2000.
• L O-PET:Optické polyesterové optické polyesterové vlákno, O-PET, byl komercializován v Osace v roce 2010.

Při analýze optického materiálu se zabýváme hlavně jejich optickými a mechanickými vlastnostmi.

Optical pRoperties

• Index a disperze lomu

Index a disperze lomu

Z tohoto souhrnného diagramu je vidět, že různé optické plastové materiály v zásadě spadají do dvou intervalů: jedna skupina je vysoký index lomu a vysokou disperze; Druhou skupinou je nízký index lomu a nízká disperze. Porovnáním volitelného rozsahu indexu lomu a rozptylu skleněných materiálů zjistíme, že volitelný rozsah indexu lomu plastových materiálů je velmi úzký a všechny optické plastové materiály mají relativně nízký index refrakčního indexu. Obecně lze říci, že řada možností pro plastové materiály je užší a existuje pouze asi 10 až 20 stupňů komerčních materiálů, což do značné míry omezuje svobodu optického designu z hlediska materiálů.

Index lomu se mění s vlnovou délkou: index lomu optických plastových materiálů se zvyšuje s vlnovou délkou, index lomu mírně klesá a celkový je relativně stabilní.

Index lomu se mění s teplotou DN/DT: Koeficient teploty refrakčního indexu optických plastů je 6krát až 50krát větší než u skla, což je negativní hodnota, což znamená, že se zvyšováním teploty se index refrakcí snižuje. Například pro vlnovou délku 546 nm, -20 ° C až 40 ° C je hodnota dn/dt plastového materiálu -8 až -15x10^–5/° C, zatímco naopak hodnota skleněného materiálu je naopak hodnota skleněného materiálu NBK7 je 3x10^–6/° C.

• Propustnost

Propustnost

S odkazem na tento obrázek má většina optických plastů propustnost více než 90% ve viditelném světelném pásmu; Mají také dobrou propustnost pro infračervené pásy 850 Nm a 940NM, které jsou běžné v spotřební elektronice. Propustnost plastových materiálů se také časem sníží do určité míry. Hlavním důvodem je to, že plast absorbuje ultrafialové paprsky na slunci a molekulární řetězec se rozpadne tak, aby degradoval a zesíťoval, což má za následek změny fyzikálních a chemických vlastností. Nejviditelnějším makroskopickým projevem je žloutnutí plastového materiálu.

• Stresový dvojsrpnost

Refrakce čočky

Stress Birefringence (Birefringence) je optická vlastnost materiálů. Index lomu materiálů souvisí se stavem polarizace a směrem šíření dopadajícího světla. Materiály vykazují různé indexy lomu pro různé polarizační stavy. U některých systémů je tato odchylka indexu lomu velmi malá a nemá na systém velký dopad, ale pro některé speciální optické systémy je tato odchylka dostatečná k tomu, aby způsobila vážnou degradaci výkonu systému.

Samotné plastové materiály nemají anizotropní vlastnosti, ale injekční lisování plastů zavede napětí. Hlavním důvodem je stres zavedený během lisování vstřikování a uspořádání plastových makromolekul po ochlazení. Napětí je obecně koncentrován poblíž vstřikovacího portu, jak je znázorněno na obrázku níže.

Obecným principem návrhu a výroby je minimalizovat napěťovou část v optické efektivní rovině, která vyžaduje přiměřenou konstrukci struktury čočky, vstřikovací formy a výrobní parametry. Mezi několika materiály jsou materiály PC náchylnější k napětí (asi 10krát větší než materiály PMMA) a materiály COP a PMMA mají nižší napětí.