Пластикалық материалдар мен инъекциялық қалыптау шағын линзалар үшін негіз болып табылады. Пластикалық линзаның құрылымына линза материалы, линза бөшкесі, линза бекіткіші, аралық, көлеңкелеу парағы, қысым сақинасының материалы және т.б.

Пластикалық линзалар үшін линза материалдарының бірнеше түрі бар, олардың барлығы негізінен пластик (жоғары молекулалық полимер). Олар термопластика, қыздырғанда жұмсаратын және пластикке айналатын, салқындаған кезде қатып, қайтадан қыздырғанда жұмсаратын пластмассалар. Қыздыру мен салқындату арқылы сұйық және қатты күйлер арасында қайтымды өзгеріс тудыратын физикалық өзгеріс. Кейбір материалдар бұрын ойлап табылған, ал кейбіреулері салыстырмалы түрде жаңа. Кейбіреулері жалпы мақсаттағы қолданбалы пластиктер, ал кейбір материалдар арнайы әзірленген оптикалық пластикалық материалдар болып табылады, олар кейбір оптикалық өрістерде нақтырақ қолданылады.

Оптикалық дизайнда біз EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 және т.б. сияқты әр түрлі компаниялардың материал санаттарын көре аламыз. Олардың барлығы пластикалық материалдың белгілі бір түріне жатады және келесі түрлері жиі кездеседі және біз оларды пайда болу уақытына қарай сұрыптаймыз:

Пластикалық линзалар

• l PMMA/акрил:Поли(метилметакрилат), полиметилметакрилат (плексиглас, акрил). Арзан бағасы, жоғары өткізгіштігі және жоғары механикалық беріктігі арқасында PMMA өмірдегі ең көп таралған шыны алмастырғыш болып табылады. Мөлдір пластмассалардың көпшілігі мөлдір пластиналар, мөлдір қасықтар және шағын жарықдиодты шамдар сияқты PMMA-дан жасалған. линзалар және т.б. PMMA 1930 жылдардан бері жаппай шығарылады.
• PS:Полистирол, полистирол - түссіз және мөлдір термопластика, сонымен қатар 1930 жылдары жаппай өндірісі басталған инженерлік пластик. Біздің өмірімізде жиі кездесетін ақ көбік қораптары мен түскі ас қораптарының көпшілігі PS материалдарынан жасалған.
• ДК:Поликарбонат, поликарбонат, сондай-ақ түссіз және мөлдір аморфты термопластика болып табылады, сонымен қатар ол жалпы мақсаттағы пластик болып табылады. Ол 1960 жылдары ғана индустрияландырылды. ДК материалының соққыға төзімділігі өте жақсы, кең таралған қолданбаларға су диспенсерінің шелектері, көзілдіріктер және т.б.
• l COP & COC:Циклдік олефинді полимер (COP), циклдік олефинді полимер; Циклді олефинді сополимер (ЦОК) Циклдік олефин сополимер, сақинада көміртек-көміртекті қос байланысы бар, сақина құрылымы бар аморфты мөлдір полимер материалы Циклді көмірсутектер циклдік олефин мономерлерінен өздігінен полимерлену (COP) немесе сополимерлеу арқылы жасалады. ) басқа молекулалармен (мысалы, этилен). COP және COC сипаттамалары дерлік бірдей. Бұл материал салыстырмалы түрде жаңа. Ол алғаш рет ойлап табылған кезде ол негізінен оптикалық байланысты кейбір қосымшалар үшін қарастырылды. Қазір ол пленка, оптикалық линзалар, дисплей, медициналық (орау бөтелкелері) салаларында кеңінен қолданылады. COP өнеркәсіптік өндірісті шамамен 1990 жылы аяқтады, ал COC өнеркәсіптік өндірісті 2000 жылға дейін аяқтады.
• l O-PET:Оптикалық полиэфирлі оптикалық полиэфир талшығы, O-PET 2010 жылдары Осакада коммерцияланған.

Оптикалық материалды талдау кезінде біз негізінен олардың оптикалық және механикалық қасиеттеріне назар аударамыз.

Оптикалық бқасиеттер

• Сыну көрсеткіші және дисперсия

Сыну көрсеткіші және дисперсия

Бұл жиынтық диаграммадан әртүрлі оптикалық пластикалық материалдардың негізінен екі интервалға түсетінін көруге болады: бір топ жоғары сыну көрсеткіші және жоғары дисперстік; екінші топ төмен сыну көрсеткіші және төмен дисперсия. Шыны материалдардың сыну көрсеткішінің және дисперсиясының қосымша диапазонын салыстыра отырып, біз пластмасса материалдарының сыну көрсеткішінің факультативтік диапазоны өте тар екенін және барлық оптикалық пластикалық материалдардың салыстырмалы түрде төмен сыну көрсеткіші бар екенін көреміз. Жалпы айтқанда, пластикалық материалдарға арналған опциялар ауқымы тар және тек 10-нан 20-ға дейін коммерциялық материал сорттары бар, бұл материалдар тұрғысынан оптикалық дизайнның еркіндігін айтарлықтай шектейді.

Сыну көрсеткіші толқын ұзындығына байланысты өзгереді: оптикалық пластикалық материалдардың сыну көрсеткіші толқын ұзындығына қарай артады, сыну көрсеткіші аздап төмендейді, ал жалпы салыстырмалы түрде тұрақты.

Сыну көрсеткіші Dn/DT температурасына байланысты өзгереді: Оптикалық пластмассалардың сыну көрсеткішінің температуралық коэффициенті шыныға қарағанда 6 еседен 50 есеге дейін үлкен, бұл теріс мән, яғни температура жоғарылаған сайын сыну көрсеткіші төмендейді. Мысалы, толқын ұзындығы 546нм, -20°C-ден 40°C-қа дейін пластик материалдың dn/dT мәні -8-ден -15X10^–5/°C-қа дейін, ал керісінше, шыны материалдың мәні NBK7 3X10^–6/°C.

• Өткізгіштік

Өткізгіштік

Осы суретке сілтеме жасай отырып, оптикалық пластмассалардың көпшілігі көрінетін жарық диапазонында 90% -дан астам өткізгіштікке ие; олар сондай-ақ тұрмыстық электроникада кең таралған 850 нм және 940 нм инфрақызыл жолақтар үшін жақсы өткізгіштікке ие. Пластикалық материалдардың өткізгіштігі де уақыт өте белгілі бір дәрежеде төмендейді. Оның басты себебі, пластмасса күндегі ультракүлгін сәулелерді сіңіреді, ал молекулалық тізбек бұзылып, бір-бірімен байланысады, нәтижесінде физикалық және химиялық қасиеттері өзгереді. Ең айқын макроскопиялық көрініс пластикалық материалдың сарғаюы болып табылады.

• Стресстің қосылғыштығы

Линзаның сынуы

Кернеудің қос сынуы (Birefringence) – материалдардың оптикалық қасиеті. Материалдардың сыну көрсеткіші түскен жарықтың поляризация күйіне және таралу бағытына байланысты. Материалдар әртүрлі поляризация күйлері үшін әртүрлі сыну көрсеткіштерін көрсетеді. Кейбір жүйелер үшін бұл сыну көрсеткішінің ауытқуы өте аз және жүйеге үлкен әсер етпейді, бірақ кейбір арнайы оптикалық жүйелер үшін бұл ауытқу жүйе өнімділігінің айтарлықтай нашарлауын тудыруы үшін жеткілікті.

Пластикалық материалдардың өздері анизотропты сипаттамаларға ие емес, бірақ пластмассаларды инъекциялық қалыптау кернеудің қос сынуын тудырады. Негізгі себеп - инъекциялық қалыптау кезінде енгізілген кернеу және салқындағаннан кейін пластикалық макромолекулалардың орналасуы. Төмендегі суретте көрсетілгендей, кернеу әдетте инъекция портының жанында шоғырланған.

Жалпы дизайн және өндіріс принципі оптикалық тиімді жазықтықта кернеудің қос сынуын азайту болып табылады, ол линза құрылымының, инъекциялық қалып пен өндіріс параметрлерінің ақылға қонымды дизайнын талап етеді. Бірнеше материалдардың ішінде ДК материалдары кернеудің қос сынғыштығына бейім (PMMA материалдарынан шамамен 10 есе үлкен), ал COP, COC және PMMA материалдарында кернеудің қос сынулығы төмен.