Bahan plastik dan cetakan injeksi adalah dasar dari lensa mini. Struktur lensa plastik meliputi bahan lensa, laras lensa, dudukan lensa, spacer, lembar peneduh, bahan cincin tekanan, dll.

Bahan lensa untuk lensa plastik ada beberapa jenis, semuanya pada dasarnya adalah plastik (polimer molekul tinggi). Merupakan termoplastik, yaitu plastik yang melunak dan menjadi plastik jika dipanaskan, mengeras jika didinginkan, dan melunak jika dipanaskan kembali. Perubahan fisika yang menghasilkan perubahan reversibel antara wujud cair dan padat melalui pemanasan dan pendinginan. Beberapa bahan ditemukan lebih awal dan beberapa lainnya relatif baru. Beberapa merupakan plastik aplikasi untuk keperluan umum, dan beberapa bahan merupakan bahan plastik optik yang dikembangkan secara khusus, yang lebih khusus digunakan di beberapa bidang optik.

Dalam desain optik, kita dapat melihat kualitas material dari berbagai perusahaan, seperti EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 dan seterusnya. Semuanya termasuk dalam jenis bahan plastik tertentu, dan jenis berikut ini lebih umum, dan kami akan mengurutkannya menurut waktu kemunculannya:

Lensa plastik

• l PMMA/Akrilik:Poli(metil metakrilat), polimetil metakrilat (kaca plexiglass, akrilik). Karena harganya yang murah, transmitansi yang tinggi, dan kekuatan mekanik yang tinggi, PMMA adalah pengganti kaca yang paling umum digunakan dalam kehidupan. Plastik transparan sebagian besar terbuat dari PMMA, seperti piring transparan, sendok transparan, dan LED kecil. lensa dll. PMMA telah diproduksi secara massal sejak tahun 1930-an.
• PS:Polystyrene, polystyrene, adalah termoplastik tidak berwarna dan transparan, serta plastik rekayasa, yang mulai diproduksi massal pada tahun 1930-an. Kotak busa putih dan kotak bekal yang umum kita jumpai banyak yang terbuat dari bahan PS.
• PC:Polikarbonat, polikarbonat, juga merupakan termoplastik amorf yang tidak berwarna dan transparan, dan juga merupakan plastik serba guna. Negara ini baru mengalami industrialisasi pada tahun 1960an. Ketahanan benturan bahan PC sangat baik, aplikasi umum termasuk ember dispenser air, kacamata, dll.
• l Polisi & COC:Polimer olefin siklik (COP), Polimer olefin siklik; Kopolimer olefin siklik (COC) Kopolimer olefin siklik, merupakan bahan polimer transparan amorf dengan struktur cincin, dengan ikatan rangkap karbon-karbon pada cincinnya. Hidrokarbon siklik dibuat dari monomer olefin siklik melalui polimerisasi mandiri (COP) atau kopolimerisasi (COC ) dengan molekul lain (seperti etilen). Ciri-ciri COP dan COC hampir sama. Bahan ini relatif baru. Ketika pertama kali ditemukan, ini terutama dipertimbangkan untuk beberapa aplikasi terkait optik. Sekarang banyak digunakan dalam industri film, lensa optik, display, medis (botol kemasan). COP menyelesaikan produksi industri sekitar tahun 1990, dan COC menyelesaikan produksi industri sebelum tahun 2000.
• l O-PET:Serat poliester optik poliester optik, O-PET dikomersialkan di Osaka pada tahun 2010-an.

Saat menganalisis bahan optik, kami terutama memperhatikan sifat optik dan mekaniknya.

Optik haltali pengikat

• Indeks Bias & Dispersi

Indeks bias dan dispersi

Dapat dilihat dari diagram ringkasan ini bahwa bahan plastik optik yang berbeda pada dasarnya terbagi dalam dua interval: satu kelompok memiliki indeks bias tinggi dan dispersi tinggi; kelompok lainnya adalah indeks bias rendah dan dispersi rendah. Membandingkan kisaran opsional indeks bias dan dispersi bahan kaca, kita akan menemukan bahwa kisaran opsional indeks bias bahan plastik sangat sempit, dan semua bahan plastik optik memiliki indeks bias yang relatif rendah. Secara umum, pilihan bahan plastik lebih sempit, dan hanya ada sekitar 10 hingga 20 jenis bahan komersial, yang sebagian besar membatasi kebebasan desain optik dalam hal bahan.

Indeks bias bervariasi berdasarkan panjang gelombang: Indeks bias bahan plastik optik meningkat seiring dengan panjang gelombang, indeks bias sedikit menurun, dan keseluruhannya relatif stabil.

Indeks bias berubah seiring suhu Dn/DT: Koefisien suhu indeks bias plastik optik adalah 6 kali hingga 50 kali lebih besar dari pada kaca, yang merupakan nilai negatif, artinya seiring dengan peningkatan suhu, indeks bias menurun. Misalnya, untuk panjang gelombang 546nm, -20°C hingga 40°C, nilai dn/dT bahan plastik adalah -8 hingga -15X10^–5/°C, sedangkan sebaliknya, nilai bahan kaca NBK7 adalah 3X10^–6/°C.

• Transmisi

Transmisinya

Mengacu pada gambar ini, sebagian besar plastik optik memiliki transmisi lebih dari 90% pada pita cahaya tampak; mereka juga memiliki transmisi yang baik untuk pita inframerah 850nm dan 940nm, yang umum terjadi pada elektronik konsumen. Transmisi bahan plastik juga akan menurun sampai batas tertentu seiring berjalannya waktu. Alasan utamanya adalah plastik menyerap sinar ultraviolet matahari, dan rantai molekul putus hingga terdegradasi dan berikatan silang, sehingga mengakibatkan perubahan sifat fisik dan kimia. Manifestasi makroskopis yang paling nyata adalah menguningnya bahan plastik.

• Kecerobohan Stres

Pembiasan Lensa

Birefringence stres (Birefringence) adalah sifat optik material. Indeks bias suatu bahan berhubungan dengan keadaan polarisasi dan arah rambat cahaya datang. Bahan menunjukkan indeks bias yang berbeda untuk keadaan polarisasi yang berbeda. Untuk beberapa sistem, deviasi indeks bias ini sangat kecil dan tidak berdampak besar pada sistem, namun untuk beberapa sistem optik khusus, deviasi ini cukup menyebabkan penurunan kinerja sistem yang serius.

Bahan plastik sendiri tidak memiliki karakteristik anisotropik, namun cetakan injeksi plastik akan menimbulkan birefringence stres. Alasan utamanya adalah tekanan yang ditimbulkan selama pencetakan injeksi dan susunan makromolekul plastik setelah pendinginan. Tegangan umumnya terkonsentrasi di dekat lubang injeksi, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah.

Prinsip desain dan produksi umum adalah untuk meminimalkan birefringence tegangan pada bidang efektif optik, yang memerlukan desain struktur lensa, cetakan cetakan injeksi, dan parameter produksi yang masuk akal. Di antara beberapa material, material PC lebih rentan terhadap birefringence stres (sekitar 10 kali lebih besar dari material PMMA), dan material COP, COC, dan PMMA memiliki birefringence stres yang lebih rendah.