A műanyag anyagok és a fröccsöntés képezik a miniatürizált lencsék alapját. A műanyag lencse szerkezete magában foglalja a lencse anyagát, a lencsehordót, a lencse -tartót, a távtartót, az árnyékolólapot, a nyomásgyűrű -anyagot stb.

A műanyag lencsékhez többféle lencse anyag létezik, amelyek mindegyike lényegében műanyag (nagy molekuláris polimer). Ezek hőre lágyuló műanyagok, amelyek lágyulnak és műanyagsá válnak, melegítéskor megkeményítve, és újra felmelegítik. Egy fizikai változás, amely reverzibilis változást eredményez a folyadék és a szilárd állapotok között fűtés és hűtés felhasználásával. Néhány anyagot korábban találtak ki, mások viszonylag újak. Néhányan általános célú alkalmazás műanyagok, és egyes anyagok kifejezetten kifejlesztett optikai műanyag anyagok, amelyeket pontosabban használnak egyes optikai területeken.

Az optikai tervezés során különféle vállalatok anyagi osztályait láthatjuk, mint például az EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 és így tovább. Mindegyik egy bizonyos típusú műanyag anyaghoz tartozik, és a következő típusok gyakoribbak, és megjelenési idő szerint rendezzük őket:

A műanyag lencsék

• L PMMA/akril:Poli (metil -metakrilát), polimetil -metakrilát (plexi, akril). Olcsó ára, nagy áteresztőképessége és nagy mechanikai szilárdsága miatt a PMMA az élet leggyakoribb üvegpótlója. Az átlátszó műanyagok többsége PMMA -ból készül, például átlátszó lemezekből, átlátszó kanálból és kis LED -ekből. A lencsét stb. A PMMA-t az 1930-as évek óta tömeggyártásban kapják.
• PS:A polisztirol, a polisztirol színtelen és átlátszó hőre lágyuló, valamint egy műszaki műanyag, amely az 1930 -as években kezdte meg a tömegtermelést. Az életünkben gyakori fehér habdobozok és ebéddobozok közül sok PS anyagokból készül.
• PC:A polikarbonát, a polikarbonát szintén színtelen és átlátszó amorf hőre lágyuló, és egyben általános célú műanyag. Csak az 1960 -as években iparosodott volt. A PC -anyag ütközési ellenállása nagyon jó, a közönséges alkalmazások között szerepel a víz adagoló vödrök, szemüveg stb.
• L COP & COC:Ciklikus olefin polimer (COP), ciklikus olefin polimer; Ciklikus olefin-kopolimer (COC) ciklikus olefin-kopolimer egy amorf átlátszó polimer anyag, gyűrű szerkezetű, szén-szén kettős kötéssel a gyűrűben a ciklikus szénhidrogének ciklikus olefin-monomerekből készülnek, önpolimerizálással (COP) vagy kopolimerizációból (COC ) más molekulákkal (például etilénnel). A COP és a COC jellemzői majdnem megegyeznek. Ez az anyag viszonylag új. Amikor először találták ki, elsősorban néhány optikai kapcsolódó alkalmazás esetén figyelembe vették. Most széles körben használják a filmben, az optikai lencse, a kijelző, az orvosi (csomagoló palack) iparban. A COP 1990 körül fejezte be az ipari termelést, és a COC 2000 előtt befejezte az ipari termelést.
• L O-PET:Optikai poliészter optikai poliészter szál, az O-PET a 2010-es években Oszakában került forgalomba.

Egy optikai anyag elemzésekor elsősorban az optikai és mechanikai tulajdonságaikkal foglalkozunk.

Optikai propertiák

• Törésmutató és diszperzió

Törésmutató és diszperzió

Ebből az összefoglaló diagramból látható, hogy a különböző optikai műanyag anyagok alapvetően két intervallumba esnek: egy csoport nagy törésmutató és nagy diszperzió; A másik csoport alacsony törésmutató és alacsony diszperzió. Összehasonlítva a törésmutató opcionális tartományát és az üveg anyagok diszperzióját, azt találjuk, hogy a műanyag anyagok törésmutatójának opcionális tartománya nagyon keskeny, és minden optikai műanyag anyag viszonylag alacsony törésmutatóval rendelkezik. Általánosságban elmondható, hogy a műanyag anyagok lehetőségeinek tartománya szűkebb, és csak körülbelül 10-20 kereskedelmi anyagi osztály van, ami nagymértékben korlátozza az optikai tervezés szabadságát az anyagok szempontjából.

A törésmutató a hullámhosszonként változik: az optikai műanyag anyagok törésmutatója növekszik a hullámhosszon, a törésmutató kissé csökken, és az összesség viszonylag stabil.

A törésmutató megváltozik a hőmérséklet DN/DT -vel: Az optikai műanyagok törésmutatójának hőmérsékleti együtthatója 6 -szoros, 50 -szer nagyobb, mint az üvegé, ami negatív érték, ami azt jelenti, hogy a hőmérséklet növekedésével a törésmutató csökken. Például, 546 nm hullámhosszon, -20 ° C -tól 40 ° C -ig, a műanyag anyag DN/DT értéke -8 --15x10^–5/° C, szemben az üveganyag értéke az üveg anyag értéke Az NBK7 3x10^–6/° C.

• Áteresztőképesség

Az áteresztőképesség

Erre a képre utalva a legtöbb optikai műanyag áteresztőképessége több mint 90% a látható fénysávban; Jó áteresztőképességük van a 850 nm és 940 nm -es infravörös sávok számára is, amelyek gyakoriak a fogyasztói elektronikában. A műanyag anyagok transzmittanciája az idő múlásával bizonyos mértékben is csökken. Ennek fő oka az, hogy a műanyag felszívja az ultraibolya sugarakat a napsütésben, és a molekuláris lánc megszakad, hogy lebomlik és keresztkötéssel bírjon, ami a fizikai és kémiai tulajdonságok változásait eredményezi. A legnyilvánvalóbb makroszkopikus megnyilvánulás a műanyag anyag sárgulása.

• Stressz kettős törés

Lencse refrakció

A stressz kettős törés (kettős törés) az anyagok optikai tulajdonsága. Az anyagok törésmutatója a beeső fény polarizációs állapotához és terjedési irányához kapcsolódik. Az anyagok eltérő refrakciós mutatókat mutatnak a különböző polarizációs állapotokhoz. Egyes rendszerek esetében ez a törésmutató -eltérés nagyon kicsi, és nem befolyásolja nagy hatást a rendszerre, de néhány speciális optikai rendszer esetében ez az eltérés elegendő ahhoz, hogy a rendszer teljesítményének súlyos lebomlása legyen.

Maguk a műanyag anyagok nem rendelkeznek anizotróp tulajdonságokkal, de a műanyagok fröccsöntése a stressz kettős törést eredményezi. Ennek fő oka a fröccsöntés során bevezetett stressz és a műanyag makromolekulák hűtés utáni elrendezése. A stressz általában az injekciós port közelében koncentrálódik, az alábbi ábra szerint.

Az általános tervezési és termelési elv az, hogy minimalizáljuk a stressz kettős törést az optikai tényleges síkban, amely megköveteli a lencse szerkezetének és a fröccsöntő penész és a termelési paraméterek ésszerű kialakítását. Számos anyag közül a PC -anyagok hajlamosabbak a stressz kettős törésre (kb. 10 -szer nagyobbak, mint a PMMA anyagok), és a COP, a COC és a PMMA anyagok alacsonyabb stressz -kettős töréssel rendelkeznek.