პლასტიკური მასალები და საინექციო ჩამოსხმა არის მინიატურული ლინზების საფუძველი. პლასტმასის ლინზების სტრუქტურა მოიცავს ლინზების მასალას, ლინზების ლულას, ლინზების სამაგრს, სპაზერს, დაჩრდილვის ფურცელს, წნევის რგოლის მასალას და ა.შ.

პლასტიკური ლინზებისთვის ლინზების მასალების რამდენიმე ტიპი არსებობს, ყველა მათგანი არსებითად პლასტიკურია (მაღალმოლეკულური პოლიმერი). ეს არის თერმოპლასტიკა, პლასტმასი, რომელიც რბილდება და ხდება პლასტმასის გაცხელებისას, გამაგრებისას გამაგრდება და ხელახლა გაცხელებისას რბილდება. ფიზიკური ცვლილება, რომელიც წარმოქმნის შექცევად ცვლილებას თხევად და მყარ მდგომარეობებს შორის გათბობისა და გაგრილების გამოყენებით. ზოგიერთი მასალა ადრე გამოიგონეს, ზოგიც შედარებით ახალია. ზოგი არის ზოგადი დანიშნულების პლასტმასი, ზოგი კი სპეციალურად შემუშავებული ოპტიკური პლასტმასის მასალაა, რომელიც უფრო კონკრეტულად გამოიყენება ზოგიერთ ოპტიკურ ველში.

ოპტიკურ დიზაინში შეიძლება ვნახოთ სხვადასხვა კომპანიების მასალების კლასიფიკაცია, როგორიცაა EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 და ა.შ. ყველა მათგანი მიეკუთვნება გარკვეული ტიპის პლასტმასის მასალას და უფრო გავრცელებულია შემდეგი ტიპები და ჩვენ მათ დავახარისხებთ მათი გარეგნობის დროის მიხედვით:

პლასტიკური ლინზები

• l PMMA/აკრილი:პოლი(მეთილის მეთაკრილატი), პოლიმეთილ მეთაკრილატი (პლექსიგლასი, აკრილი). იაფი ფასის, მაღალი გადაცემის და მაღალი მექანიკური სიძლიერის გამო, PMMA არის ყველაზე გავრცელებული მინის შემცვლელი ცხოვრებაში. გამჭვირვალე პლასტმასის უმეტესობა დამზადებულია PMMA-სგან, როგორიცაა გამჭვირვალე ფირფიტები, გამჭვირვალე კოვზები და პატარა LED-ები. ლინზა და ა.შ. PMMA მასობრივად იწარმოება 1930 წლიდან.
• PS:პოლისტირონი, პოლისტირონი, არის უფერო და გამჭვირვალე თერმოპლასტიკური, ასევე საინჟინრო პლასტმასი, რომელმაც მასობრივი წარმოება დაიწყო 1930-იან წლებში. ბევრი თეთრი ქაფის ყუთები და ლანჩის ყუთები, რომლებიც გავრცელებულია ჩვენს ცხოვრებაში, დამზადებულია PS მასალებისგან.
• კომპიუტერი:პოლიკარბონატი, პოლიკარბონატი, ასევე არის უფერო და გამჭვირვალე ამორფული თერმოპლასტიკური და ასევე არის ზოგადი დანიშნულების პლასტმასი. ის მხოლოდ 1960-იან წლებში იყო ინდუსტრიული. კომპიუტერის მასალის ზემოქმედების წინააღმდეგობა ძალიან კარგია, საერთო აპლიკაციებში შედის წყლის დისპენსერის თაიგულები, სათვალეები და ა.შ.
• l COP & COC:ციკლური ოლეფინის პოლიმერი (COP), ციკლური ოლეფინის პოლიმერი; ციკლური ოლეფინის კოპოლიმერი (COC) ციკლური ოლეფინის კოპოლიმერი, არის ამორფული გამჭვირვალე პოლიმერული მასალა რგოლის სტრუქტურით, ნახშირბად-ნახშირბადის ორმაგი ბმებით რგოლში. ციკლური ნახშირწყალბადები მზადდება ციკლური ოლეფინის მონომერებისგან თვითპოლიმერიზაციით (COP) ან კოპოლიმერიზაციით (COC). ) სხვა მოლეკულებთან (როგორიცაა ეთილენი). COP და COC-ის მახასიათებლები თითქმის იგივეა. ეს მასალა შედარებით ახალია. როდესაც ის პირველად გამოიგონეს, ის ძირითადად განიხილებოდა ოპტიკასთან დაკავშირებული ზოგიერთი აპლიკაციისთვის. ახლა ის ფართოდ გამოიყენება ფილმების, ოპტიკური ლინზების, ჩვენების, სამედიცინო (შეფუთვის ბოთლის) ინდუსტრიაში. COP-მა დაასრულა სამრეწველო წარმოება დაახლოებით 1990 წელს, ხოლო COC-მა დაასრულა სამრეწველო წარმოება 2000 წლამდე.
• l O-PET:ოპტიკური პოლიესტერი ოპტიკური პოლიესტერი ბოჭკოვანი, O-PET კომერციალიზაცია მოხდა ოსაკაში 2010-იან წლებში.

ოპტიკური მასალის გაანალიზებისას, ჩვენ ძირითადად მათი ოპტიკური და მექანიკური თვისებებით ვსაუბრობთ.

ოპტიკური პთვისებები

• რეფრაქციული ინდექსი და დისპერსია

რეფრაქციული ინდექსი და დისპერსია

ამ შემაჯამებელი სქემიდან ჩანს, რომ სხვადასხვა ოპტიკური პლასტიკური მასალა ძირითადად ორ ინტერვალად იყოფა: ერთი ჯგუფი არის მაღალი გარდატეხის ინდექსი და მაღალი დისპერსიულობა; მეორე ჯგუფი არის დაბალი რეფრაქციული ინდექსი და დაბალი დისპერსიულობა. გარდატეხის ინდექსისა და მინის მასალების დისპერსიის არჩევითი დიაპაზონის შედარებისას, აღმოვაჩენთ, რომ პლასტიკური მასალების გარდატეხის ინდექსის არჩევითი დიაპაზონი ძალიან ვიწროა და ყველა ოპტიკურ პლასტმასის მასალას აქვს შედარებით დაბალი რეფრაქციული ინდექსი. ზოგადად რომ ვთქვათ, პლასტიკური მასალების ვარიანტების დიაპაზონი უფრო ვიწროა და არის მხოლოდ 10-დან 20-მდე კომერციული მასალის კლასი, რაც დიდწილად ზღუდავს ოპტიკური დიზაინის თავისუფლებას მასალების თვალსაზრისით.

რეფრაქციული ინდექსი იცვლება ტალღის სიგრძესთან ერთად: ოპტიკური პლასტიკური მასალების გარდატეხის ინდექსი იზრდება ტალღის სიგრძესთან ერთად, გარდატეხის ინდექსი ოდნავ მცირდება და მთლიანობა შედარებით სტაბილურია.

რეფრაქციული ინდექსი იცვლება Dn/DT ტემპერატურასთან ერთად: ოპტიკური პლასტმასის რეფრაქციული ინდექსის ტემპერატურული კოეფიციენტი 6-ჯერ 50-ჯერ აღემატება მინისას, რაც უარყოფითი მნიშვნელობაა, რაც ნიშნავს, რომ ტემპერატურის მატებასთან ერთად, გარდატეხის ინდექსი მცირდება. მაგალითად, 546 ნმ ტალღის სიგრძისთვის, -20°C-დან 40°C-მდე, პლასტიკური მასალის dn/dT მნიშვნელობა არის -8-დან -15X10^–5/°C-მდე, ხოლო საპირისპიროდ, მინის მასალის მნიშვნელობა. NBK7 არის 3X10^–6/°C.

• ტრანსმისია

ტრანსმისია

ამ სურათზე მითითებით, ოპტიკური პლასტმასის უმეტესობას აქვს ხილული სინათლის ზოლში 90% -ზე მეტი გამტარობა; მათ ასევე აქვთ კარგი გადაცემა ინფრაწითელი ზოლებისთვის 850 ნმ და 940 ნმ, რომლებიც გავრცელებულია სამომხმარებლო ელექტრონიკაში. დროთა განმავლობაში გარკვეულწილად შემცირდება პლასტიკური მასალების გამტარიანობაც. მთავარი მიზეზი ის არის, რომ პლასტმასი შთანთქავს მზის ულტრაიისფერ სხივებს, ხოლო მოლეკულური ჯაჭვი იშლება და იშლება და ჯვარედინი კავშირი ხდება, რის შედეგადაც იცვლება ფიზიკური და ქიმიური თვისებები. ყველაზე აშკარა მაკროსკოპული გამოვლინებაა პლასტიკური მასალის გაყვითლება.

• სტრესის ორმხრივი შეფერხება

ლინზის რეფრაქცია

სტრესის ორმხრივი შეფერხება (Birefringence) არის მასალების ოპტიკური თვისება. მასალების გარდატეხის ინდექსი დაკავშირებულია პოლარიზაციის მდგომარეობასთან და დაცემის სინათლის გავრცელების მიმართულებასთან. მასალები აჩვენებენ რეფრაქციის განსხვავებულ ინდექსებს პოლარიზაციის სხვადასხვა მდგომარეობებისთვის. ზოგიერთი სისტემისთვის ეს რეფრაქციული ინდექსის გადახრა ძალიან მცირეა და დიდ გავლენას არ ახდენს სისტემაზე, მაგრამ ზოგიერთი სპეციალური ოპტიკური სისტემისთვის ეს გადახრა საკმარისია სისტემის მუშაობის სერიოზული დეგრადაციისთვის.

თავად პლასტმასის მასალებს არ გააჩნიათ ანიზოტროპული მახასიათებლები, მაგრამ პლასტმასის ინექციური ჩამოსხმა გამოიწვევს სტრესის ორმხრივად გაყოფას. მთავარი მიზეზი არის ინექციური ჩამოსხმის დროს შემოტანილი სტრესი და გაციების შემდეგ პლასტიკური მაკრომოლეკულების განლაგება. სტრესი ძირითადად კონცენტრირებულია ინექციის პორტთან ახლოს, როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში.

დიზაინისა და წარმოების ზოგადი პრინციპია ოპტიკურ ეფექტურ სიბრტყეში სტრესის ორმხრივი შეფერხების მინიმუმამდე შემცირება, რაც მოითხოვს ლინზების სტრუქტურის გონივრულ დიზაინს, საინექციო ჩამოსხმის ფორმას და წარმოების პარამეტრებს. რამდენიმე მასალას შორის, PC მასალები უფრო მეტად მიდრეკილია სტრესის ორმხრივი შეფერხებისკენ (დაახლოებით 10-ჯერ აღემატება PMMA მასალებს), ხოლო COP, COC და PMMA მასალებს აქვთ დაბალი სტრესის ორმხრივი შეფერხება.