Muovimateriaalit ja ruiskuvalu ovat miniatyyrilinssien perusta. Muovilinssin rakenteeseen kuuluvat linssimateriaali, linssin runko, linssin kiinnitys, välikappale, varjostuslevy, puristusrengasmateriaali jne.

Muovilinsseihin on olemassa useita erityyppisiä linssimateriaaleja, jotka kaikki ovat pohjimmiltaan muovia (suurimolekyylipolymeeri). Ne ovat kestomuoveja, muoveja, jotka pehmenevät ja muuttuvat muoviksi kuumennettaessa, kovettuvat jäähdytettäessä ja pehmenevät uudelleen kuumennettaessa. Fysikaalinen muutos, joka tuottaa palautuvan muutoksen nestemäisen ja kiinteän olomuodon välillä lämmittämällä ja jäähdyttämällä. Jotkut materiaalit keksittiin aiemmin ja jotkut ovat suhteellisen uusia. Jotkut ovat yleiskäyttöön tarkoitettuja muoveja, ja jotkut materiaalit ovat erityisesti kehitettyjä optisia muovimateriaaleja, joita käytetään erityisesti joillakin optisilla aloilla.

Optiikassa voimme nähdä eri yritysten materiaaliluokkia, kuten EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 ja niin edelleen. Ne kaikki kuuluvat tietyn tyyppiseen muovimateriaaliin, ja seuraavat tyypit ovat yleisempiä, ja lajittelemme ne esiintymisaikansa mukaan:

Muoviset linssit

• l PMMA/Akryyli:Poly(metyylimetakrylaatti), polymetyylimetakrylaatti (pleksilasi, akryyli). Halvan hintansa, korkean läpäisykykynsä ja korkean mekaanisen lujuutensa ansiosta PMMA on yleisin lasin korvike elämässä. Useimmat läpinäkyvät muovit, kuten läpinäkyvät lautaset, läpinäkyvät lusikat ja pienet LEDit, linssit jne. PMMA:ta on tuotettu massatuotantona 1930-luvulta lähtien.
• PS:Polystyreeni eli polystyreeni on väritön ja läpinäkyvä kestomuovi sekä tekninen muovi, jonka massatuotanto alkoi 1930-luvulla. Monet elämässämme yleisistä valkoisista vaahtomuovilaatikoista ja lounasrasioista on valmistettu PS-materiaaleista.
• Tietokone:Polykarbonaatti, polykarbonaatti, on myös väritön ja läpinäkyvä amorfinen kestomuovi, ja se on myös yleiskäyttöinen muovi. Se teollistui vasta 1960-luvulla. PC-materiaalin iskunkestävyys on erittäin hyvä, yleisiä käyttökohteita ovat vesiannostelijat, suojalasit jne.
• COP ja COC:Syklinen olefiinipolymeeri (COP), syklinen olefiinipolymeeri; Syklinen olefiinikopolymeeri (COC) Syklinen olefiinikopolymeeri on amorfinen läpinäkyvä polymeerimateriaali, jolla on rengasrakenne ja hiili-hiili-kaksoissidokset renkaassa. Sykliset hiilivedyt valmistetaan syklisistä olefiinimonomeereistä itsepolymeroimalla (COP) tai kopolymeroimalla (COC) muiden molekyylien (kuten eteenin) kanssa. COP:n ja COC:n ominaisuudet ovat lähes samat. Tämä materiaali on suhteellisen uusi. Kun se keksittiin ensimmäisen kerran, sitä harkittiin pääasiassa joihinkin optisiin sovelluksiin. Nykyään sitä käytetään laajalti kalvo-, optisten linssien, näyttöjen ja lääketieteen (pakkauspullojen) teollisuudessa. COP:n teollinen tuotanto päättyi noin vuonna 1990, ja COC:n teollinen tuotanto päättyi ennen vuotta 2000.
• l O-PET:Optinen polyesterikuitu, O-PET, kaupallistettiin Osakassa 2010-luvulla.

Optista materiaalia analysoidessamme kiinnitämme huomiota pääasiassa sen optisiin ja mekaanisiin ominaisuuksiin.

Optinen pkyvyt

• Taitekerroin ja dispersio

Taitekerroin ja dispersio

Tästä yhteenvetokaaviosta voidaan nähdä, että erilaiset optiset muovimateriaalit jakautuvat periaatteessa kahteen ryhmään: toinen ryhmä on korkea taitekerroin ja korkea dispersio; toinen ryhmä on matala taitekerroin ja matala dispersio. Verrattaessa lasimateriaalien taitekertoimen ja dispersion valinnaisia ​​alueita havaitaan, että muovimateriaalien taitekertoimen valinnainen alue on hyvin kapea ja kaikilla optisilla muovimateriaaleilla on suhteellisen matala taitekerroin. Yleisesti ottaen muovimateriaalien vaihtoehtojen valikoima on kapeampi, ja kaupallisia materiaalilaatuja on vain noin 10–20, mikä rajoittaa suuresti optisen suunnittelun vapautta materiaalien suhteen.

Taitekerroin vaihtelee aallonpituuden mukaan: Optisten muovimateriaalien taitekerroin kasvaa aallonpituuden mukana, taitekerroin pienenee hieman ja kokonaisuus on suhteellisen vakaa.

Taitekerroin muuttuu lämpötilan mukaan Dn/DT: Optisten muovien taitekertoimen lämpötilakerroin on 6–50 kertaa suurempi kuin lasin, mikä on negatiivinen arvo. Tämä tarkoittaa, että lämpötilan noustessa taitekerroin pienenee. Esimerkiksi 546 nm:n aallonpituudella ja -20 °C:sta 40 °C:een lämpötilassa muovimateriaalin dn/dT-arvo on -8 – -15X10^–5/°C, kun taas lasimateriaalin NBK7 arvo on 3X10^–6/°C.

• Läpäisykyky

Läpäisykyky

Tämän kuvan perusteella useimpien optisten muovien läpäisykyky on yli 90 % näkyvän valon kaistalla; niillä on myös hyvä läpäisykyky 850 nm:n ja 940 nm:n infrapunakaistoilla, jotka ovat yleisiä kulutuselektroniikassa. Muovimateriaalien läpäisykyky heikkenee myös jossain määrin ajan myötä. Tärkein syy on se, että muovi absorboi auringon ultraviolettisäteitä, ja molekyyliketju katkeaa hajoaakseen ja silloittuakseen, mikä johtaa fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien muutoksiin. Ilmeisin makroskooppinen ilmentymä on muovimateriaalin kellastuminen.

• Jännitys Kahtaistaittuvuus

Linssin taittuminen

Jännityskaksoistaittavuus (Birefringence) on materiaalien optinen ominaisuus. Materiaalien taitekerroin liittyy polarisaatiotilaan ja tulevan valon etenemissuuntaan. Materiaaleilla on erilaiset taitekertoimet eri polarisaatiotiloissa. Joissakin järjestelmissä tämä taitekertoimen poikkeama on hyvin pieni eikä sillä ole suurta vaikutusta järjestelmään, mutta joissakin erityisissä optisissa järjestelmissä tämä poikkeama riittää aiheuttamaan järjestelmän suorituskyvyn vakavaa heikkenemistä.

Muovimateriaaleilla itsessään ei ole anisotrooppisia ominaisuuksia, mutta muovien ruiskupuristus aiheuttaa jännityskaksoistaittoisuutta. Tärkein syy tähän on ruiskupuristuksen aikana syntyvä jännitys ja muovimakromolekyylien järjestäytyminen jäähdytyksen jälkeen. Jännitys keskittyy yleensä ruiskutusaukon lähelle, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty.

Yleinen suunnittelu- ja tuotantoperiaate on minimoida jännityskaksoistaittuvuus optisella efektiivisellä tasolla, mikä edellyttää linssirakenteen, ruiskuvalumuotin ja tuotantoparametrien kohtuullista suunnittelua. Useista materiaaleista PC-materiaalit ovat alttiimpia jännityskaksoistaittumiselle (noin 10 kertaa suurempi kuin PMMA-materiaalit), ja COP-, COC- ja PMMA-materiaaleilla on pienempi jännityskaksoistaittuvuus.