Les matériaux plastiques et le moulage par injection sont à la base des lentilles miniaturisées. La structure de la lentille en plastique comprend le matériau de l'objectif, le baril de l'objectif, le support d'objectif, l'espaceur, la feuille d'ombrage, le matériau de l'anneau de pression, etc.

Il existe plusieurs types de matériaux de lentilles pour les lentilles en plastique, qui sont toutes essentiellement en plastique (polymère moléculaire élevé). Ce sont des thermoplastiques, des plastiques qui se ramollissent et deviennent du plastique lorsqu'ils sont chauffés, durcissent lorsqu'ils sont refroidis et ramollissent à nouveau lorsqu'ils sont chauffés. Un changement physique qui produit un changement réversible entre les états liquides et solides en utilisant le chauffage et le refroidissement. Certains matériaux ont été inventés plus tôt et certains sont relativement nouveaux. Certains sont des plastiques d'application à usage général, et certains matériaux sont des matériaux plastiques optiques spécialement développés, qui sont plus spécifiquement utilisés dans certains champs optiques.

Dans la conception optique, nous pouvons voir les notes matérielles de diverses sociétés, telles que EP8000, K26R, APL5015, OKP-1, etc. Ils appartiennent tous à un certain type de matière plastique, et les types suivants sont plus courants, et nous les trierons en fonction de leur temps d'apparence:

Les lentilles en plastique

• L PMMA / acrylique:Poly (méthacrylate de méthyle), méthacrylate de polyméthyle (plexiglas, acrylique). En raison de son prix bon marché, de sa transmittance élevée et de sa résistance mécanique élevée, le PMMA est le substitut en verre le plus courant de la vie. La plupart des plastiques transparents sont en PMMA, tels que des plaques transparentes, des cuillères transparentes et de petites LED. lentille, etc. Le PMMA est produit en masse depuis les années 1930.
• PS:Le polystyrène, en polystyrène, est un thermoplastique incolore et transparent, ainsi qu'un plastique d'ingénierie, qui a commencé la production de masse dans les années 1930. De nombreuses boîtes à mousse blanche et boîtes à lunch qui sont courantes dans nos vies sont faites de matériaux PS.
• PC:Le polycarbonate, le polycarbonate, est également un thermoplastique amorphe incolore et transparent, et il s'agit également d'un plastique à usage général. Il n'a été industrialisé que dans les années 1960. La résistance à l'impact du matériau PC est très bonne, les applications courantes comprennent des seaux de distributeur d'eau, des lunettes, etc.
• L COP & COC:Polymère oléfine cyclique (COP), polymère oléfine cyclique; Copolymère d'oléfine cyclique (COC) Copolymère d'oléfine cyclique, est un matériau polymère transparent amorphe avec une structure en anneau, avec des liaisons doubles carbone-carbone dans le ring Les hydrocarbures cycliques sont fabriqués à partir de monomères oléfines cycliques par auto-polymérisation (COP) ou copolymérisation (COC ) avec d'autres molécules (comme l'éthylène). Les caractéristiques du COP et du COC sont presque les mêmes. Ce matériel est relativement nouveau. Lorsqu'il a été inventé pour la première fois, il a été principalement pris en compte pour certaines applications liées à l'optique. Maintenant, il est largement utilisé dans les industries du cinéma, de l'objectif optique, de l'affichage, des industries médicales (bouteille d'emballage). COP a terminé la production industrielle vers 1990 et COC a terminé la production industrielle avant 2000.
• L O-PET:Polyester optique Fibre de polyester optique, O-PET a été commercialisé à Osaka dans les années 2010.

Lors de l'analyse d'un matériau optique, nous sommes principalement préoccupés par leurs propriétés optiques et mécaniques.

O optique Properties

• Indice de réfraction et dispersion

Indice de réfraction et dispersion

On peut voir à partir de ce diagramme de résumé que différents matériaux plastiques optiques tombent essentiellement dans deux intervalles: un groupe est un indice de réfraction élevé et une dispersion élevée; L'autre groupe est un faible indice de réfraction et une faible dispersion. En comparant la gamme facultative de l'indice de réfraction et de la dispersion des matériaux en verre, nous constatons que la gamme facultative de l'indice de réfraction des matériaux plastiques est très étroite et que tous les matériaux plastiques optiques ont un indice de réfraction relativement faible. D'une manière générale, la gamme d'options pour les matériaux plastiques est plus étroite, et il n'y a que 10 à 20 grades de matériaux commerciaux, ce qui limite largement la liberté de conception optique en termes de matériaux.

L'indice de réfraction varie avec la longueur d'onde: l'indice de réfraction des matériaux plastiques optiques augmente avec la longueur d'onde, l'indice de réfraction diminue légèrement et l'ensemble est relativement stable.

Les modifications de l'indice de réfraction avec la température DN / DT: le coefficient de température de l'indice de réfraction des plastiques optiques est 6 fois à 50 fois supérieur à celui du verre, qui est une valeur négative, ce qui signifie que à mesure que la température augmente, l'indice de réfraction diminue. Par exemple, pour une longueur d'onde de 546 nm, -20 ° C à 40 ° C, la valeur DN / DT du matériau plastique est de -8 à -15x10 ^ –5 / ° C, tandis que, en revanche, la valeur du matériau en verre NBK7 est 3x10 ^ –6 / ° C.

• Transmittance

La transmittance

Se référant à cette image, la plupart des plastiques optiques ont une transmittance de plus de 90% dans la bande lumineuse visible; Ils ont également une bonne transmittance pour les bandes infrarouges de 850 nm et 940 nm, qui sont courantes dans l'électronique grand public. La transmittance des matériaux plastiques diminuera également dans une certaine mesure avec le temps. La raison principale est que le plastique absorbe les rayons ultraviolets au soleil et que la chaîne moléculaire se casse pour dégrader et rétiser, entraînant des changements dans les propriétés physiques et chimiques. La manifestation macroscopique la plus évidente est le jaunissement de la matière plastique.

• Stress Birefringence

Réfraction de l'objectif

La biréfringence de contrainte (biréfringence) est une propriété optique des matériaux. L'indice de réfraction des matériaux est lié à l'état de polarisation et à la direction de propagation de la lumière incidente. Les matériaux présentent différents indices de réfraction pour différents états de polarisation. Pour certains systèmes, cet écart d'indice de réfraction est très faible et n'a pas un grand impact sur le système, mais pour certains systèmes optiques spéciaux, cette déviation est suffisante pour provoquer une grave dégradation des performances du système.

Les matériaux plastiques eux-mêmes n'ont pas de caractéristiques anisotropes, mais le moulage par injection de plastiques introduira la biréfringence de stress. La raison principale est la contrainte introduite lors du moulage par injection et la disposition des macromolécules en plastique après refroidissement. La contrainte est généralement concentrée près du port d'injection, comme le montre la figure ci-dessous.

Le principe général de la conception et de la production consiste à minimiser la biréfringence de contrainte dans le plan efficace optique, qui nécessite une conception raisonnable de la structure de la lentille, du moulage par injection et des paramètres de production. Parmi plusieurs matériaux, les matériaux PC sont plus susceptibles de stresser la biréfringence (environ 10 fois plus gros que les matériaux PMMA), et les matériaux COP, COC et PMMA ont une biréfringence de contrainte plus faible.