Plastmasas materiāli un iesmidzināšana ir miniaturizētu lēcu pamatā. Plastmasas lēcas struktūra ietver objektīva materiālu, objektīva cilindru, objektīva stiprinājumu, starpliku, ēnojumu, spiediena gredzena materiālu utt.

Plastmasas lēcām ir vairāki lēcu materiālu veidi, un tie visi būtībā ir plastmasas (augstas molekulmasas polimērs). Tie ir termoplasti, plastmasa, kas karsējot kļūst plastmasa, atdziestot sacietē un atkal karsējot kļūst mīksta. Fiziskas izmaiņas, kas rada atgriezeniskas izmaiņas starp šķidro un cieto stāvokli, izmantojot sildīšanu un dzesēšanu. Daži materiāli tika izgudroti agrāk, un daži ir salīdzinoši jauni. Daži no tiem ir vispārēja lietojuma plastmasa, un daži materiāli ir īpaši izstrādāti optiskās plastmasas materiāli, kurus konkrētāk izmanto dažos optiskajos laukos.

Optiskajā dizainā mēs varam redzēt dažādu uzņēmumu materiālu kategorijas, piemēram, EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 un tā tālāk. Tie visi pieder noteiktam plastmasas materiāla veidam, un biežāk sastopami ir šādi veidi, un mēs tos sašķirosim pēc izskata laika:

Plastmasas lēcas

• l PMMA/akrils:Poli(metilmetakrilāts), polimetilmetakrilāts (plexiglass, akrils). Pateicoties lētajai cenai, augstajai caurlaidībai un augstajai mehāniskajai izturībai, PMMA ir visizplatītākais stikla aizstājējs dzīvē. Lielākā daļa caurspīdīgās plastmasas ir izgatavotas no PMMA, piemēram, caurspīdīgas plāksnes, caurspīdīgas karotes un mazas gaismas diodes. objektīvs utt. PMMA ir masveidā ražots kopš pagājušā gadsimta trīsdesmitajiem gadiem.
• PS:Polistirols, polistirols, ir bezkrāsains un caurspīdīgs termoplasts, kā arī inženiertehniskā plastmasa, ko sāka masveidā ražot pagājušā gadsimta trīsdesmitajos gados. Daudzas no baltajām putuplasta kastēm un pusdienu kastēm, kas ir izplatītas mūsu dzīvē, ir izgatavotas no PS materiāliem.
• Dators:Polikarbonāts, polikarbonāts, ir arī bezkrāsaina un caurspīdīga amorfa termoplastiska plastmasa, un tā ir arī universāla plastmasa. Tas tika industrializēts tikai 1960. gados. Datora materiāla triecienizturība ir ļoti laba, parasti tiek izmantoti ūdens padeves spaiņi, aizsargbrilles utt.
• l COP un COC:Cikliskais olefīna polimērs (COP), cikliskais olefīna polimērs; Cikliskais olefīna kopolimērs (COC) Cikliskais olefīna kopolimērs ir amorfs caurspīdīgs polimēra materiāls ar gredzenveida struktūru ar oglekļa-oglekļa dubultsaitēm. Cikliskos ogļūdeņražus ražo no cikliskajiem olefīna monomēriem pašpolimerizācijas (COP) vai kopolimerizācijas (COC) ceļā ) ar citām molekulām (piemēram, etilēnu). COP un COC īpašības ir gandrīz vienādas. Šis materiāls ir salīdzinoši jauns. Kad tas pirmo reizi tika izgudrots, tas galvenokārt tika uzskatīts par dažiem optiskiem lietojumiem. Tagad to plaši izmanto filmu, optisko lēcu, displeju, medicīnas (iepakojuma pudeļu) nozarēs. COP pabeidza rūpniecisko ražošanu ap 1990. gadu, un COC pabeidza rūpniecisko ražošanu pirms 2000. gada.
• l O-PET:Optiskā poliestera optiskā poliestera šķiedra O-PET tika tirgota Osakā 2010. gados.

Analizējot optisko materiālu, mēs galvenokārt ņemam vērā to optiskās un mehāniskās īpašības.

Optiskais lppīpašumiem

• Refrakcijas indekss un dispersija

Refrakcijas indekss un dispersija

No šīs kopsavilkuma diagrammas var redzēt, ka dažādi optiskās plastmasas materiāli pamatā iedalās divos intervālos: viena grupa ir augsts refrakcijas koeficients un augsta dispersija; otra grupa ir zems refrakcijas indekss un zema dispersija. Salīdzinot stikla materiālu neobligāto laušanas koeficienta un dispersijas diapazonu, mēs atklāsim, ka plastmasas materiālu izvēles laušanas koeficienta diapazons ir ļoti šaurs, un visiem optiskās plastmasas materiāliem ir salīdzinoši zems laušanas koeficients. Vispārīgi runājot, plastmasas materiālu iespēju klāsts ir šaurāks, un ir tikai aptuveni 10 līdz 20 komerciālo materiālu kategorijas, kas lielā mērā ierobežo optiskā dizaina brīvību materiālu ziņā.

Refrakcijas indekss mainās atkarībā no viļņa garuma: optisko plastmasas materiālu laušanas koeficients palielinās līdz ar viļņa garumu, refrakcijas indekss nedaudz samazinās, un kopumā ir relatīvi stabils.

Refrakcijas koeficients mainās līdz ar temperatūru Dn/DT: Optiskās plastmasas refrakcijas koeficienta temperatūras koeficients ir 6 reizes līdz 50 reizes lielāks nekā stiklam, kas ir negatīva vērtība, kas nozīmē, ka, temperatūrai paaugstinoties, laušanas koeficients samazinās. Piemēram, ja viļņa garums ir 546 nm, no -20°C līdz 40°C, plastmasas materiāla dn/dT vērtība ir no -8 līdz -15X10^-5/°C, savukārt stikla materiāla vērtība. NBK7 ir 3X10^–6/°C.

• Caurlaidība

Caurlaidība

Atsaucoties uz šo attēlu, lielākajai daļai optisko plastmasu caurlaidība redzamās gaismas joslā ir lielāka par 90%; tiem ir arī laba caurlaidība infrasarkanajām joslām 850 nm un 940 nm, kas ir izplatītas plaša patēriņa elektronikā. Laika gaitā zināmā mērā samazināsies arī plastmasas materiālu caurlaidība. Galvenais iemesls ir tas, ka plastmasa absorbē ultravioletos starus saulē, un molekulārā ķēde pārtrūkst, lai degradētos un sasaistītos, kā rezultātā mainās fizikālās un ķīmiskās īpašības. Visredzamākā makroskopiskā izpausme ir plastmasas materiāla dzeltēšana.

• Stresa divlaucība

Lēcas refrakcija

Sprieguma divlaušana (Birefringence) ir materiālu optiskā īpašība. Materiālu laušanas koeficients ir saistīts ar krītošās gaismas polarizācijas stāvokli un izplatīšanās virzienu. Materiāliem ir dažādi refrakcijas rādītāji dažādiem polarizācijas stāvokļiem. Dažām sistēmām šī refrakcijas indeksa novirze ir ļoti maza un tai nav lielas ietekmes uz sistēmu, bet dažām īpašām optiskām sistēmām šī novirze ir pietiekama, lai izraisītu nopietnu sistēmas veiktspējas pasliktināšanos.

Pašiem plastmasas materiāliem nav anizotropu īpašību, bet plastmasas iesmidzināšana radīs sprieguma divreizējo lūzumu. Galvenais iemesls ir spriegums, kas rodas iesmidzināšanas formēšanas laikā un plastmasas makromolekulu izvietojums pēc atdzesēšanas. Spriegums parasti ir koncentrēts netālu no iesmidzināšanas atveres, kā parādīts attēlā zemāk.

Vispārējais projektēšanas un ražošanas princips ir samazināt sprieguma divreizējo lūzumu optiski efektīvajā plaknē, kas prasa saprātīgu objektīva struktūras, iesmidzināšanas veidnes un ražošanas parametru dizainu. Starp vairākiem materiāliem PC materiāli ir vairāk pakļauti sprieguma divreizējai lūzumam (apmēram 10 reizes lielāki nekā PMMA materiāli), un COP, COC un PMMA materiāliem ir zemāka sprieguma divējāda laušana.