Os materiais plásticos e o moldeado por inxección son a base das lentes miniaturizadas. A estrutura da lente de plástico inclúe material da lente, cilindro da lente, montaxe da lente, separador, folla de sombreado, material de anel de presión, etc.

Existen varios tipos de materiais de lentes para lentes de plástico, todos eles esencialmente plásticos (polímero de alto peso molecular). Son termoplásticos, plásticos que se suavizan e se converten en plásticos cando se quentan, se endurecen cando se arrefrían e se ablandan cando se quentan de novo. Un cambio físico que produce un cambio reversible entre os estados líquido e sólido mediante o quecemento e o arrefriamento. Algúns materiais inventáronse antes e outros son relativamente novos. Algúns son plásticos de aplicación xeral e algúns materiais son materiais plásticos ópticos especialmente desenvolvidos, que se usan máis especificamente nalgúns campos ópticos.

No deseño óptico, podemos ver as calidades de materiais de varias empresas, como EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 e así por diante. Todos eles pertencen a un determinado tipo de material plástico, e os seguintes tipos son máis comúns, e clasificarémolos segundo o seu tempo de aparición:

As lentes de plástico

• l PMMA/acrílico:Poli(metacrilato de metilo), metacrilato de polimetilo (plexiglás, acrílico). Debido ao seu prezo barato, alta transmitancia e alta resistencia mecánica, o PMMA é o substituto de vidro máis común na vida. A maioría dos plásticos transparentes están feitos de PMMA, como placas transparentes, culleres transparentes e pequenos LED. lentes, etc. O PMMA prodúcese en serie desde a década de 1930.
• PS:O poliestireno, o poliestireno, é un termoplástico incoloro e transparente, así como un plástico de enxeñería, que comezou a produción en masa na década de 1930. Moitas das caixas de escuma brancas e fichas de xantar que son comúns nas nosas vidas están feitas de materiais PS.
• PC:O policarbonato, o policarbonato, tamén é un termoplástico amorfo incoloro e transparente, e tamén é un plástico de uso xeral. Só se industrializou nos anos sesenta. A resistencia ao impacto do material de PC é moi boa, as aplicacións comúns inclúen baldes dispensadores de auga, lentes, etc.
• l COP & COC:Polímero de olefina cíclica (COP), polímero de olefina cíclica; Copolímero de olefinas cíclicas (COC) O copolímero de olefinas cíclicas, é un material polimérico amorfo transparente cunha estrutura de anel, con dobres enlaces carbono-carbono no anel Os hidrocarburos cíclicos están feitos de monómeros de olefinas cíclicas mediante autopolimerización (COP) ou copolimerización (COC). ) con outras moléculas (como o etileno). As características de COP e COC son case as mesmas. Este material é relativamente novo. Cando se inventou por primeira vez, considerouse principalmente para algunhas aplicacións relacionadas coa óptica. Agora úsase amplamente nas industrias de películas, lentes ópticas, pantallas e industrias médicas (botellas de embalaxe). COP completou a produción industrial ao redor de 1990 e COC completou a produción industrial antes de 2000.
• l O-PET:A fibra óptica de poliéster óptico, O-PET foi comercializada en Osaka na década de 2010.

Ao analizar un material óptico, preocúpanos principalmente as súas propiedades ópticas e mecánicas.

Óptica ppropiedades

• Índice de refracción e dispersión

Índice de refracción e dispersión

Deste diagrama resumo pódese ver que os diferentes materiais plásticos ópticos divídense basicamente en dous intervalos: un grupo é alto índice de refracción e alta dispersión; o outro grupo é de baixo índice de refracción e baixa dispersión. Comparando o intervalo opcional de índice de refracción e dispersión de materiais de vidro, atoparemos que o intervalo opcional de índice de refracción dos materiais plásticos é moi estreito e todos os materiais plásticos ópticos teñen un índice de refracción relativamente baixo. En xeral, a gama de opcións para materiais plásticos é máis estreita e só hai entre 10 e 20 calidades de materiais comerciais, o que limita en gran medida a liberdade de deseño óptico en termos de materiais.

O índice de refracción varía coa lonxitude de onda: o índice de refracción dos materiais plásticos ópticos aumenta coa lonxitude de onda, o índice de refracción diminúe lixeiramente e o conxunto é relativamente estable.

O índice de refracción cambia coa temperatura Dn/DT: o coeficiente de temperatura do índice de refracción dos plásticos ópticos é de 6 veces a 50 veces maior que o do vidro, o que é un valor negativo, o que significa que a medida que aumenta a temperatura, o índice de refracción diminúe. Por exemplo, para unha lonxitude de onda de 546 nm, de -20 °C a 40 °C, o valor dn/dT do material plástico é de -8 a -15X10^–5/°C, mentres que, pola contra, o valor do material de vidro NBK7 é 3X10^–6/°C.

• Transmisión

A transmitancia

Facendo referencia a esta imaxe, a maioría dos plásticos ópticos teñen unha transmitancia superior ao 90% na banda de luz visible; tamén teñen unha boa transmitancia para as bandas infravermellas de 850 nm e 940 nm, comúns na electrónica de consumo. A transmitancia dos materiais plásticos tamén diminuirá en certa medida co tempo. A razón principal é que o plástico absorbe os raios ultravioleta do sol e a cadea molecular rompe para degradarse e entrecruzarse, o que provoca cambios nas propiedades físicas e químicas. A manifestación macroscópica máis evidente é o amarelemento do material plástico.

• Birrefringencia do estrés

Refracción da lente

A birrefringencia de tensión (birefringence) é unha propiedade óptica dos materiais. O índice de refracción dos materiais está relacionado co estado de polarización e a dirección de propagación da luz incidente. Os materiais presentan diferentes índices de refracción para diferentes estados de polarización. Para algúns sistemas, esta desviación do índice de refracción é moi pequena e non ten un gran impacto no sistema, pero para algúns sistemas ópticos especiais, esta desviación é suficiente para causar unha grave degradación do rendemento do sistema.

Os propios materiais plásticos non teñen características anisotrópicas, pero o moldeado por inxección de plásticos introducirá birrefringencia do estrés. A razón principal é o estrés introducido durante o moldeo por inxección e a disposición das macromoléculas plásticas despois do arrefriamento. O estrés concéntrase xeralmente preto do porto de inxección, como se mostra na figura seguinte.

O principio xeral de deseño e produción é minimizar a birrefringencia do estrés no plano efectivo óptico, o que require un deseño razoable da estrutura da lente, do molde de moldeo por inxección e dos parámetros de produción. Entre varios materiais, os materiais de PC son máis propensos á birrefringencia do estrés (unhas 10 veces máis grandes que os materiais de PMMA), e os materiais COP, COC e PMMA teñen unha birrefringencia máis baixa.