Пластичните материјали и обликувањето со инјектирање се основа за минијатуризирани леќи. Структурата на пластичната леќа вклучува материјал за леќи, барел за леќи, држач за леќи, разделник, лист за засенчување, материјал за прстен за притисок итн.

Постојат неколку видови материјали за леќи за пластични леќи, од кои сите се во суштина пластични (високомолекуларен полимер). Тие се термопластики, пластика кои омекнуваат и стануваат пластични кога се загреваат, се стврднуваат кога се ладат и омекнуваат кога повторно се загреваат. Физичка промена која произведува реверзибилна промена помеѓу течна и цврста состојба со користење на греење и ладење. Некои материјали се измислени порано, а некои се релативно нови. Некои се пластика за општа намена, а некои материјали се специјално развиени оптички пластични материјали, кои поконкретно се користат во некои оптички полиња.

Во оптичкиот дизајн, може да ги видиме оценките на материјалите на различни компании, како што се EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 и така натаму. Сите тие припаѓаат на одреден вид пластичен материјал, а почести се следниве типови, а ние ќе ги подредиме според времето на нивното појавување:

Пластичните леќи

• l PMMA/акрилик:Поли(метил метакрилат), полиметил метакрилат (плексиглас, акрилик). Поради својата евтина цена, високата пропустливост и високата механичка сила, PMMA е најчестата замена за стакло во животот. Повеќето од проѕирната пластика се направени од PMMA, како што се проѕирни чинии, проѕирни лажици и мали LED диоди. леќа итн. PMMA се произведува масовно од 1930-тите.
• PS:Полистирен, полистирен, е безбојна и транспарентна термопластика, како и инженерска пластика, која започна масовно производство во 1930-тите. Многу од кутиите од бела пена и кутиите за ручек кои се вообичаени во нашите животи се направени од PS материјали.
• компјутер:Поликарбонат, поликарбонат, исто така е безбојна и проѕирна аморфна термопластика, а исто така е и општа намена пластика. Тоа беше индустријализирано само во 1960-тите. Отпорноста на удар на материјалот за компјутер е многу добра, вообичаените апликации вклучуваат корпи за дозер за вода, очила итн.
• l COP & COC:Цикличен олефински полимер (COP), цикличен олефински полимер; Цикличен олефински кополимер (COC) Цикличен олефински кополимер, е аморфен проѕирен полимерен материјал со прстенест структура, со двојни врски јаглерод-јаглерод во прстенот. ) со други молекули (како етилен). Карактеристиките на COP и COC се речиси исти. Овој материјал е релативно нов. Кога првпат беше измислен, главно се сметаше за некои апликации поврзани со оптика. Сега широко се користи во индустријата за филм, оптички леќи, дисплеј, медицински (шише за пакување). COP го заврши индустриското производство околу 1990 година, а COC го заврши индустриското производство пред 2000 година.
• l O-PET:Оптички полиестер оптички полиестерски влакна, O-PET беше комерцијализиран во Осака во 2010-тите.

Кога анализираме оптички материјал, главно се занимаваме со нивните оптички и механички својства.

Оптички стрсвојства

• Индекс на рефракција и дисперзија

Индекс на рефракција и дисперзија

Од овој збирен дијаграм може да се види дека различни оптички пластични материјали во основа спаѓаат во два интервали: едната група е висок индекс на рефракција и висока дисперзија; другата група е низок индекс на рефракција и ниска дисперзија. Споредувајќи го опционалниот опсег на индекс на прекршување и дисперзија на стаклени материјали, ќе откриеме дека изборниот опсег на индекс на рефракција на пластичните материјали е многу тесен, а сите оптички пластични материјали имаат релативно низок индекс на прекршување. Општо земено, опсегот на опции за пластични материјали е потесен, а има само околу 10 до 20 класи на комерцијални материјали, што во голема мера ја ограничува слободата на оптичкиот дизајн во однос на материјалите.

Индексот на рефракција варира во зависност од брановата должина: Индексот на прекршување на оптичките пластични материјали се зголемува со брановата должина, индексот на прекршување малку се намалува, а целокупниот е релативно стабилен.

Индексот на прекршување се менува со температурата Dn/DT: Температурниот коефициент на индексот на прекршување на оптичката пластика е 6 пати до 50 пати поголем од оној на стаклото, што е негативна вредност, што значи дека како што температурата се зголемува, индексот на рефракција се намалува. На пример, за бранова должина од 546 nm, -20°C до 40°C, вредноста dn/dT на пластичниот материјал е -8 до -15X10^–5/°C, додека за разлика од тоа, вредноста на стаклениот материјал NBK7 е 3X10^–6/°C.

• Пренос

Преносот

Осврнувајќи се на оваа слика, повеќето оптички пластики имаат пропустливост од повеќе од 90% во опсегот на видливата светлина; тие исто така имаат добра пропустливост за инфрацрвените појаси од 850nm и 940nm, кои се вообичаени во електрониката за широка потрошувачка. Преносот на пластичните материјали исто така ќе се намали до одреден степен со текот на времето. Главната причина е што пластиката ги апсорбира ултравиолетовите зраци на сонцето, а молекуларниот синџир се раскинува за да се разградува и вкрстува, што резултира со промени во физичките и хемиските својства. Најочигледна макроскопска манифестација е пожолтувањето на пластичниот материјал.

• Двократно прекршување на стресот

Рефракција на леќата

Двократно прекршување на стрес (Birefringence) е оптичко својство на материјалите. Индексот на прекршување на материјалите е поврзан со состојбата на поларизација и насоката на ширење на упадната светлина. Материјалите покажуваат различни индекси на рефракција за различни состојби на поларизација. За некои системи, ова отстапување на индексот на рефракција е многу мало и нема големо влијание врз системот, но за некои посебни оптички системи, ова отстапување е доволно за да предизвика сериозно влошување на перформансите на системот.

Самите пластични материјали немаат анизотропни карактеристики, но обликувањето со инјектирање на пластика ќе воведе двојно прекршување на стресот. Главната причина е стресот воведен при вбризгување и распоредот на пластичните макромолекули по ладењето. Напрегањето е генерално концентрирано во близина на отворот за инјектирање, како што е прикажано на сликата подолу.

Општиот принцип на дизајн и производство е да се минимизира двојното прекршување на стресот во оптичката ефективна рамнина, што бара разумен дизајн на структурата на леќите, калапот за вбризгување и производните параметри. Помеѓу неколку материјали, PC материјалите се повеќе склони кон двојно кршење на стрес (околу 10 пати поголеми од материјалите PMMA), а материјалите COP, COC и PMMA имаат помало двојно кршење на стрес.