प्लास्टिक सामग्री और इंजेक्शन मोल्डिंग लघु लेंस का आधार हैं। प्लास्टिक लेंस की संरचना में लेंस सामग्री, लेंस बैरल, लेंस माउंट, स्पेसर, शेडिंग शीट, प्रेशर रिंग सामग्री आदि शामिल हैं।

प्लास्टिक लेंस के लिए कई प्रकार की लेंस सामग्रियां हैं, जिनमें से सभी अनिवार्य रूप से प्लास्टिक (उच्च आणविक बहुलक) हैं। वे थर्मोप्लास्टिक्स हैं, प्लास्टिक जो गर्म होने पर नरम हो जाते हैं और प्लास्टिक बन जाते हैं, ठंडा होने पर कठोर हो जाते हैं और दोबारा गर्म करने पर नरम हो जाते हैं। एक भौतिक परिवर्तन जो तापन और शीतलन का उपयोग करके तरल और ठोस अवस्थाओं के बीच प्रतिवर्ती परिवर्तन उत्पन्न करता है। कुछ सामग्रियों का आविष्कार पहले किया गया था और कुछ अपेक्षाकृत नए हैं। कुछ सामान्य प्रयोजन अनुप्रयोग प्लास्टिक हैं, और कुछ सामग्रियां विशेष रूप से विकसित ऑप्टिकल प्लास्टिक सामग्री हैं, जिनका उपयोग विशेष रूप से कुछ ऑप्टिकल क्षेत्रों में किया जाता है।

ऑप्टिकल डिज़ाइन में, हम विभिन्न कंपनियों के सामग्री ग्रेड देख सकते हैं, जैसे EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 इत्यादि। वे सभी एक निश्चित प्रकार की प्लास्टिक सामग्री से संबंधित हैं, और निम्नलिखित प्रकार अधिक सामान्य हैं, और हम उन्हें उनकी उपस्थिति के समय के अनुसार क्रमबद्ध करेंगे:

प्लास्टिक लेंस

• एल पीएमएमए/ऐक्रेलिक:पॉली(मिथाइल मेथैक्रिलेट), पॉलीमिथाइल मेथैक्रिलेट (प्लेक्सीग्लास, ऐक्रेलिक)। इसकी सस्ती कीमत, उच्च संप्रेषण और उच्च यांत्रिक शक्ति के कारण, पीएमएमए जीवन में सबसे आम ग्लास विकल्प है। अधिकांश पारदर्शी प्लास्टिक पीएमएमए से बने होते हैं, जैसे पारदर्शी प्लेटें, पारदर्शी चम्मच और छोटे एलईडी। लेंस आदि। पीएमएमए का उत्पादन 1930 के दशक से बड़े पैमाने पर किया जा रहा है।
• पुनश्च:पॉलीस्टाइनिन, पॉलीस्टाइनिन, एक रंगहीन और पारदर्शी थर्मोप्लास्टिक है, साथ ही एक इंजीनियरिंग प्लास्टिक है, जिसका बड़े पैमाने पर उत्पादन 1930 के दशक में शुरू हुआ था। कई सफेद फोम बॉक्स और लंच बॉक्स जो हमारे जीवन में आम हैं, पीएस सामग्रियों से बने होते हैं।
• पीसी:पॉलीकार्बोनेट, पॉलीकार्बोनेट, एक रंगहीन और पारदर्शी अनाकार थर्माप्लास्टिक भी है, और यह एक सामान्य प्रयोजन प्लास्टिक भी है। इसका औद्योगीकरण केवल 1960 के दशक में हुआ था। पीसी सामग्री का प्रभाव प्रतिरोध बहुत अच्छा है, सामान्य अनुप्रयोगों में पानी निकालने वाली बाल्टी, चश्मा आदि शामिल हैं।
• एल सीओपी और सीओसी:चक्रीय ओलेफ़िन पॉलिमर (सीओपी), चक्रीय ओलेफ़िन पॉलिमर; चक्रीय ओलेफिन कोपोलिमर (सीओसी) चक्रीय ओलेफिन कोपोलिमर, एक रिंग संरचना के साथ एक अनाकार पारदर्शी बहुलक सामग्री है, जिसमें रिंग में कार्बन-कार्बन दोहरे बंधन होते हैं। चक्रीय हाइड्रोकार्बन चक्रीय ओलेफिन मोनोमर्स से स्व-पॉलीमराइजेशन (सीओपी) या कोपोलिमराइजेशन (सीओसी) द्वारा बनाए जाते हैं। ) अन्य अणुओं (जैसे एथिलीन) के साथ। सीओपी और सीओसी की विशेषताएं लगभग समान हैं। यह सामग्री अपेक्षाकृत नई है. जब इसका पहली बार आविष्कार किया गया था, तो इसे मुख्य रूप से कुछ ऑप्टिकल संबंधित अनुप्रयोगों के लिए माना जाता था। अब इसका उपयोग फिल्म, ऑप्टिकल लेंस, डिस्प्ले, मेडिकल (पैकेजिंग बोतल) उद्योगों में व्यापक रूप से किया जाता है। COP ने 1990 के आसपास औद्योगिक उत्पादन पूरा कर लिया, और COC ने 2000 से पहले औद्योगिक उत्पादन पूरा कर लिया।
• एल ओ-पीईटी:ऑप्टिकल पॉलिएस्टर ऑप्टिकल पॉलिएस्टर फाइबर, ओ-पीईटी का 2010 में ओसाका में व्यावसायीकरण किया गया था।

किसी ऑप्टिकल सामग्री का विश्लेषण करते समय, हम मुख्य रूप से उनके ऑप्टिकल और यांत्रिक गुणों से चिंतित होते हैं।

ऑप्टिकल पीरोपर्टीज़

• अपवर्तक सूचकांक एवं फैलाव

अपवर्तक सूचकांक और फैलाव

इस सारांश आरेख से यह देखा जा सकता है कि विभिन्न ऑप्टिकल प्लास्टिक सामग्री मूल रूप से दो अंतरालों में आती हैं: एक समूह उच्च अपवर्तक सूचकांक और उच्च फैलाव है; दूसरा समूह कम अपवर्तनांक और कम फैलाव वाला है। कांच सामग्री के अपवर्तक सूचकांक और फैलाव की वैकल्पिक सीमा की तुलना करने पर, हम पाएंगे कि प्लास्टिक सामग्री के अपवर्तक सूचकांक की वैकल्पिक सीमा बहुत संकीर्ण है, और सभी ऑप्टिकल प्लास्टिक सामग्री में अपेक्षाकृत कम अपवर्तक सूचकांक होता है। आम तौर पर, प्लास्टिक सामग्री के लिए विकल्पों की सीमा संकीर्ण होती है, और केवल 10 से 20 वाणिज्यिक सामग्री ग्रेड होते हैं, जो सामग्री के संदर्भ में ऑप्टिकल डिजाइन की स्वतंत्रता को काफी हद तक सीमित करता है।

अपवर्तक सूचकांक तरंग दैर्ध्य के साथ भिन्न होता है: ऑप्टिकल प्लास्टिक सामग्री का अपवर्तक सूचकांक तरंग दैर्ध्य के साथ बढ़ता है, अपवर्तक सूचकांक थोड़ा कम हो जाता है, और समग्र अपेक्षाकृत स्थिर होता है।

तापमान Dn/DT के साथ अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन होता है: ऑप्टिकल प्लास्टिक के अपवर्तक सूचकांक का तापमान गुणांक कांच की तुलना में 6 गुना से 50 गुना अधिक होता है, जो एक नकारात्मक मान है, जिसका अर्थ है कि जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, अपवर्तक सूचकांक कम हो जाता है। उदाहरण के लिए, 546nm, -20°C से 40°C की तरंग दैर्ध्य के लिए, प्लास्टिक सामग्री का dn/dT मान -8 से -15X10^-5/°C है, जबकि इसके विपरीत, कांच सामग्री का मान NBK7 3X10^–6/°C है।

• संचरण

संप्रेषण

इस चित्र के संदर्भ में, अधिकांश ऑप्टिकल प्लास्टिक में दृश्य प्रकाश बैंड में 90% से अधिक का संप्रेषण होता है; उनके पास 850 एनएम और 940 एनएम के इन्फ्रारेड बैंड के लिए भी अच्छा ट्रांसमिशन है, जो उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में आम है। समय के साथ प्लास्टिक सामग्री का संप्रेषण भी कुछ हद तक कम हो जाएगा। मुख्य कारण यह है कि प्लास्टिक सूर्य की पराबैंगनी किरणों को अवशोषित करता है, और आणविक श्रृंखला टूटकर नष्ट हो जाती है और क्रॉस-लिंक हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप भौतिक और रासायनिक गुणों में परिवर्तन होता है। सबसे स्पष्ट स्थूल अभिव्यक्ति प्लास्टिक सामग्री का पीलापन है।

• तनाव द्विअर्थीता

लेंस अपवर्तन

तनाव द्विअपवर्तन (Birefringence) सामग्रियों का एक ऑप्टिकल गुण है। सामग्रियों का अपवर्तनांक ध्रुवीकरण अवस्था और आपतित प्रकाश के प्रसार की दिशा से संबंधित है। सामग्रियाँ विभिन्न ध्रुवीकरण अवस्थाओं के लिए अपवर्तन के विभिन्न सूचकांक प्रदर्शित करती हैं। कुछ प्रणालियों के लिए, यह अपवर्तक सूचकांक विचलन बहुत छोटा है और इसका सिस्टम पर बहुत अधिक प्रभाव नहीं पड़ता है, लेकिन कुछ विशेष ऑप्टिकल प्रणालियों के लिए, यह विचलन सिस्टम के प्रदर्शन में गंभीर गिरावट का कारण बनने के लिए पर्याप्त है।

प्लास्टिक सामग्रियों में स्वयं अनिसोट्रोपिक विशेषताएँ नहीं होती हैं, लेकिन प्लास्टिक की इंजेक्शन मोल्डिंग तनाव द्विअपवर्तन का परिचय देगी। इसका मुख्य कारण इंजेक्शन मोल्डिंग के दौरान उत्पन्न तनाव और ठंडा होने के बाद प्लास्टिक मैक्रोमोलेक्यूल्स की व्यवस्था है। तनाव आम तौर पर इंजेक्शन पोर्ट के पास केंद्रित होता है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

सामान्य डिजाइन और उत्पादन सिद्धांत ऑप्टिकल प्रभावी विमान में तनाव द्विअपवर्तन को कम करना है, जिसके लिए लेंस संरचना, इंजेक्शन मोल्डिंग मोल्ड और उत्पादन मापदंडों के उचित डिजाइन की आवश्यकता होती है। कई सामग्रियों में से, पीसी सामग्रियों में तनाव द्विअपवर्तन (पीएमएमए सामग्रियों से लगभग 10 गुना बड़ा) होने का खतरा अधिक होता है, और सीओपी, सीओसी और पीएमएमए सामग्रियों में तनाव द्विअपवर्तन कम होता है।