I materiali plastici e lo stampaggio a iniezione sono la base per le lenti miniaturizzate. La struttura della lente di plastica comprende materiale dell'obiettivo, canna dell'obiettivo, supporto per lenti, distanziatore, lamiera di ombreggiatura, materiale per anelli a pressione, ecc.

Esistono diversi tipi di materiali per lenti per lenti in plastica, tutti essenzialmente plastica (polimero ad alto molecolare). Sono termoplastici, materie plastiche che si ammorbidiscono e diventano plastica quando riscaldate, indurite quando sono raffreddate e ammorbidite quando riscaldate di nuovo. Un cambiamento fisico che produce un cambiamento reversibile tra stati liquidi e solidi usando riscaldamento e raffreddamento. Alcuni materiali sono stati inventati in precedenza e alcuni sono relativamente nuovi. Alcuni sono materie per applicazioni per uso generale e alcuni materiali sono materiali di plastica ottica appositamente sviluppati, che sono più specificamente utilizzati in alcuni campi ottici.

Nella progettazione ottica, potremmo vedere i voti materiali di varie aziende, come EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 e così via. Appartengono tutti a un certo tipo di materiale plastico e i seguenti tipi sono più comuni e li ordineremo in base al tempo del loro aspetto:

Le lenti di plastica

• l pmma/acrilico:Poli (metil metacrilato), polimetil metacrilato (plexiglass, acrilico). Grazie al suo prezzo economico, ad alta trasmittanza e elevata resistenza meccanica, il PMMA è il sostituto del vetro più comune nella vita. La maggior parte delle materie plastiche trasparenti sono realizzate in PMMA, come piastre trasparenti, cucchiai trasparenti e piccoli LED. Lens ecc. PMMA è stato prodotto in serie dagli anni '30.
• PS:Il polistirolo, in polistirolo, è un termoplastico incolore e trasparente, nonché una plastica ingegneristica, che ha iniziato la produzione di massa negli anni '30. Molte delle scatole di schiuma bianca e delle scatole per il pranzo che sono comuni nella nostra vita sono realizzate con materiali PS.
• PC:Il policarbonato, policarbonato, è anche un termoplastico amorfo incolore e trasparente ed è anche una plastica per uso generale. Fu solo industrializzato negli anni '60. La resistenza all'impatto del materiale per PC è molto buona, le applicazioni comuni includono secchi per distributore d'acqua, occhiali, ecc.
• L COP e COC:Polimero olefina ciclico (COP), polimero olefina ciclico; Copolimero di olefina ciclico (COC) copolimero cyclic-olefina, è un materiale polimero trasparente amorfo con una struttura ad anello, con doppi legami carbonio di carbonio nell'anello, gli idrocarburi ciclici sono realizzati da monomeri di olefina ciclica mediante auto-polimerizzazione (COP) o copolimerizzazione (COC ) con altre molecole (come l'etilene). Le caratteristiche di COP e COC sono quasi le stesse. Questo materiale è relativamente nuovo. Quando è stato inventato per la prima volta, è stato considerato principalmente per alcune applicazioni ottiche. Ora è ampiamente utilizzato nelle industrie di film, lenti ottiche, display, medicina (bottiglia di imballaggio). Il COP ha completato la produzione industriale intorno al 1990 e COC ha completato la produzione industriale prima del 2000.
• l o-pet:Fibra di poliestere ottica in poliestere ottico, O-PET è stato commercializzato a Osaka nel 2010.

Quando analizziamo un materiale ottico, ci occupiamo principalmente delle loro proprietà ottiche e meccaniche.

Ottico pcorde

• Indice di rifrazione e dispersione

Indice di rifrazione e dispersione

Da questo diagramma sommario si può vedere che diversi materiali plastici ottici cadono sostanzialmente in due intervalli: un gruppo è un indice di rifrazione elevato e un'alta dispersione; L'altro gruppo è un basso indice di rifrazione e una bassa dispersione. Confrontando la gamma opzionale di indice di rifrazione e dispersione di materiali di vetro, scopriremo che la gamma opzionale di indice di rifrazione dei materiali plastici è molto stretta e tutti i materiali plastici ottici hanno un indice di rifrazione relativamente basso. In generale, la gamma di opzioni per materiali plastici è più stretta e ci sono solo circa 10-20 voti di materiale commerciale, che limita in gran parte la libertà di progettazione ottica in termini di materiali.

L'indice di rifrazione varia con la lunghezza d'onda: l'indice di rifrazione dei materiali in plastica ottica aumenta con la lunghezza d'onda, l'indice di rifrazione diminuisce leggermente e il complesso è relativamente stabile.

Le variazioni dell'indice di rifrazione con la temperatura DN/DT: il coefficiente di temperatura dell'indice di rifrazione della plastica ottica è da 6 a 50 volte più grande di quello del vetro, il che è un valore negativo, il che significa che all'aumentare della temperatura, l'indice di rifrazione diminuisce. Ad esempio, per una lunghezza d'onda di 546nm, da -20 ° C a 40 ° C, il valore dn/dt del materiale plastico è da -8 a -15x10^–5/° C, mentre al contrario, il valore del materiale di vetro Nbk7 è 3x10^–6/° C.

• Trasmittanza

La trasmittanza

Facendo riferimento a questa immagine, la maggior parte delle materie plastiche ottiche ha una trasmittanza di oltre il 90% nella banda di luce visibile; Hanno anche una buona trasmissione per le bande a infrarossi di 850nm e 940nm, che sono comuni nell'elettronica di consumo. La trasmittanza dei materiali plastici diminuirà anche in una certa misura nel tempo. Il motivo principale è che la plastica assorbe i raggi ultravioletti al sole e la catena molecolare si rompe per degradare e collegare incrociati, con conseguenti cambiamenti nelle proprietà fisiche e chimiche. La manifestazione macroscopica più ovvia è il giallo del materiale plastico.

• Stress birifranco

Rifrazione lente

Lo stress Birefringence (Birefringence) è una proprietà ottica dei materiali. L'indice di rifrazione dei materiali è correlato allo stato di polarizzazione e alla direzione di propagazione della luce incidente. I materiali presentano diversi indici di rifrazione per diversi stati di polarizzazione. Per alcuni sistemi, questa deviazione dell'indice di rifrazione è molto piccola e non ha un grande impatto sul sistema, ma per alcuni sistemi ottici speciali, questa deviazione è sufficiente per causare un grave degrado delle prestazioni del sistema.

I materiali plastici stessi non hanno caratteristiche anisotropiche, ma lo stampaggio di iniezione di materie plastiche introdurrà la birifrangenza dello stress. Il motivo principale è lo stress introdotto durante lo stampaggio a iniezione e la disposizione delle macromolecole di plastica dopo il raffreddamento. Lo stress è generalmente concentrato vicino alla porta di iniezione, come mostrato nella figura seguente.

Il principio generale di progettazione e produzione è quello di ridurre al minimo la birifrangenza dello stress nel piano ottico efficace, che richiede una progettazione ragionevole della struttura delle lenti, dei parametri di stampo di stampaggio a iniezione e dei parametri di produzione. Tra i numerosi materiali, i materiali per PC sono più inclini allo stress di birifrangenza (circa 10 volte più grande dei materiali PMMA) e i materiali COP, COC e PMMA hanno una birifrangenza a stress inferiore.