Plastmaterialer og sprøjtestøbning er grundlaget for miniaturiserede linser. Strukturen af ​​plastlinsen inkluderer linsemateriale, linsebeholder, linsebeslag, afstandsstykke, skyggeark, trykringmateriale osv.

Der findes flere typer linsematerialer til plastlinser, som alle i det væsentlige er plastik (højmolekylær polymer). De er termoplast, plast, der blødgør og bliver plastisk, når det opvarmes, hærder, når det afkøles, og blødgør, når det opvarmes igen. En fysisk ændring, der frembringer en reversibel ændring mellem flydende og fast tilstand ved hjælp af opvarmning og afkøling. Nogle materialer blev opfundet tidligere, og nogle er relativt nye. Nogle er almindelige plastmaterialer, og nogle materialer er specialudviklede optiske plastmaterialer, som mere specifikt anvendes inden for nogle optiske områder.

I optisk design kan vi se materialekvaliteter fra forskellige virksomheder, såsom EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 og så videre. De tilhører alle en bestemt type plastmateriale, og følgende typer er mere almindelige, og vi sorterer dem efter deres udseendetid:

Plastiklinserne

• l PMMA/akryl:Poly(methylmethacrylat), polymethylmethacrylat (plexiglas, akryl). På grund af dens billige pris, høje transmittans og høje mekaniske styrke er PMMA den mest almindelige glaserstatning i livet. Det meste af den gennemsigtige plast er lavet af PMMA, såsom gennemsigtige tallerkener, gennemsigtige skeer og små lysdioder. linse etc. PMMA er blevet masseproduceret siden 1930'erne.
• PS:Polystyren, polystyren, er en farveløs og gennemsigtig termoplast, samt en ingeniørplast, som begyndte masseproduktion i 1930'erne. Mange af de hvide skumkasser og madkasser, der er almindelige i vores liv, er lavet af PS-materialer.
• PC:Polycarbonat, polycarbonat, er også en farveløs og gennemsigtig amorf termoplast, og det er også en almen plast. Det blev først industrialiseret i 1960'erne. Slagfastheden af ​​PC-materiale er meget god, almindelige anvendelser inkluderer vanddispenserspande, beskyttelsesbriller osv.
• l COP & COC:Cyklisk olefinpolymer (COP), cyklisk olefinpolymer; Cyclic olefin copolymer (COC) Cyclic olefin copolymer, er et amorft transparent polymermateriale med en ringstruktur, med carbon-carbon dobbeltbindinger i ringen. De cykliske carbonhydrider fremstilles af cykliske olefinmonomerer ved selvpolymerisation (COP) eller copolymerisation (COC) ) med andre molekyler (såsom ethylen). Karakteristikaene for COP og COC er næsten de samme. Dette materiale er relativt nyt. Da det først blev opfundet, blev det hovedsageligt overvejet til nogle optiske relaterede applikationer. Nu er det meget udbredt i film, optisk linse, display, medicinsk (emballageflaske) industrier. COP afsluttede industriel produktion omkring 1990, og COC afsluttede industriel produktion før 2000.
• l O-PET:Optisk polyester optisk polyesterfiber, O-PET blev kommercialiseret i Osaka i 2010'erne.

Når vi analyserer et optisk materiale, er vi primært optaget af deres optiske og mekaniske egenskaber.

Optisk segenskaber

• Brydningsindeks og spredning

Brydningsindeks og dispersion

Det kan ses fra dette oversigtsdiagram, at forskellige optiske plastmaterialer grundlæggende falder i to intervaller: en gruppe er højt brydningsindeks og høj spredning; den anden gruppe er lavt brydningsindeks og lav spredning. Ved at sammenligne det valgfrie brydningsindeks og spredning af glasmaterialer vil vi opdage, at det valgfrie brydningsindeks for plastmaterialer er meget snævert, og alle optiske plastmaterialer har et relativt lavt brydningsindeks. Generelt er udvalget af muligheder for plastmaterialer snævrere, og der er kun omkring 10 til 20 kommercielle materialekvaliteter, hvilket i høj grad begrænser optisk designs frihed med hensyn til materialer.

Brydningsindekset varierer med bølgelængden: Brydningsindekset for optiske plastmaterialer stiger med bølgelængden, brydningsindekset falder en smule, og det overordnede er relativt stabilt.

Brydningsindekset ændres med temperaturen Dn/DT: Brydningsindeksets temperaturkoefficient for optisk plast er 6 gange til 50 gange større end glas, hvilket er en negativ værdi, hvilket betyder, at brydningsindekset falder, når temperaturen stiger. For eksempel, for en bølgelængde på 546nm, -20°C til 40°C, er dn/dT-værdien af ​​plastmaterialet -8 til -15X10^–5/°C, mens værdien af ​​glasmaterialet i modsætning hertil NBK7 er 3X10^–6/°C.

• Transmission

Overførslen

Med henvisning til dette billede har de fleste optiske plaster en transmittans på mere end 90 % i det synlige lysbånd; de har også en god transmittans for de infrarøde bånd på 850nm og 940nm, som er almindelige i forbrugerelektronik. Transmissionsevnen af ​​plastmaterialer vil også falde til en vis grad med tiden. Hovedårsagen er, at plastikken absorberer de ultraviolette stråler i solen, og molekylkæden knækker for at nedbrydes og tværbindes, hvilket resulterer i ændringer i fysiske og kemiske egenskaber. Den mest åbenlyse makroskopiske manifestation er gulfarvningen af ​​plastmaterialet.

• Stress dobbeltbrud

Lens refraktion

Spændingsdobbeltbrydning (Birefringence) er en optisk egenskab ved materialer. Materialernes brydningsindeks er relateret til polarisationstilstanden og udbredelsesretningen af ​​indfaldende lys. Materialer udviser forskellige brydningsindekser for forskellige polarisationstilstande. For nogle systemer er denne brydningsindeksafvigelse meget lille og har ikke den store indflydelse på systemet, men for nogle specielle optiske systemer er denne afvigelse nok til at forårsage alvorlig forringelse af systemets ydeevne.

Plastmaterialer i sig selv har ikke anisotrope egenskaber, men sprøjtestøbning af plast vil indføre spændingsdobbeltbrydning. Hovedårsagen er den stress, der indføres under sprøjtestøbning og arrangementet af plastmakromolekyler efter afkøling. Spændingen er generelt koncentreret nær injektionsporten, som vist i figuren nedenfor.

Det generelle design- og produktionsprincip er at minimere spændingsdobbeltbrydningen i det optiske effektive plan, hvilket kræver et rimeligt design af linsestrukturen, sprøjtestøbeformen og produktionsparametrene. Blandt flere materialer er PC-materialer mere tilbøjelige til stress-dobbeltbrydning (ca. 10 gange større end PMMA-materialer), og COP-, COC- og PMMA-materialer har lavere stress-dobbeltbrydning.