Хуванцар материал, шахах хэлбэр нь жижигрүүлсэн линзний үндэс суурь юм. Хуванцар линзний бүтцэд линзний материал, линзний баррель, линзний бэхэлгээ, зай, сүүдэрлэх хуудас, даралтын цагирагийн материал гэх мэт зүйлс орно.

Хуванцар линзний хэд хэдэн төрлийн линзний материалууд байдаг бөгөөд тэдгээр нь үндсэндээ хуванцар (өндөр молекул полимер) юм. Эдгээр нь термопластик, халаахад зөөлөрч, хуванцар болдог, хөргөхөд хатуурч, дахин халаахад зөөлрдөг хуванцар юм. Халаах, хөргөх замаар шингэн ба хатуу төлөвийн хооронд урвуу өөрчлөлтийг бий болгодог физик өөрчлөлт. Зарим материалыг өмнө нь зохион бүтээсэн, зарим нь харьцангуй шинэ юм. Зарим нь ерөнхий зориулалтын хуванцар, зарим материал нь тусгайлан боловсруулсан оптик хуванцар материал бөгөөд зарим оптик талбарт илүү тусгайлан ашиглагддаг.

Оптик дизайны хувьд бид EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 гэх мэт янз бүрийн компаниудын материалын зэрэглэлийг харж болно. Тэд бүгд тодорхой төрлийн хуванцар материалд хамаарах бөгөөд дараах төрлүүд илүү түгээмэл байдаг бөгөөд бид тэдгээрийг харагдах хугацаанд нь ангилах болно.

Хуванцар линз

• l PMMA/Акрил:Поли(метил метакрилат), полиметилметакрилат (plexiglass, нийлэг). Хямд үнэ, өндөр дамжуулалт, механик бат бөх чанараас шалтгаалан PMMA нь амьдралын хамгийн түгээмэл шил орлуулагч юм. Ил тод хуванцаруудын ихэнх нь ил тод хавтан, ил тод халбага, жижиг LED гэх мэт PMMA-ээр хийгдсэн байдаг. линз гэх мэт PMMA нь 1930-аад оноос эхлэн олноор үйлдвэрлэгдсэн.
• Жич:Полистирол, полистирол нь өнгөгүй, тунгалаг термопластик бөгөөд 1930-аад онд олноор үйлдвэрлэгдэж эхэлсэн инженерийн хуванцар юм. Бидний амьдралд элбэг байдаг цагаан хөөстэй хайрцаг, үдийн цайны хайрцагны ихэнх нь PS материалаар хийгдсэн байдаг.
• PC:Поликарбонат, поликарбонат нь мөн өнгөгүй, тунгалаг аморф термопластик бөгөөд энэ нь бас ерөнхий зориулалтын хуванцар юм. 1960-аад онд л үйлдвэржсэн. Компьютерийн материалын нөлөөллийн эсэргүүцэл нь маш сайн, нийтлэг хэрэглээнд ус түгээгч хувин, нүдний шил гэх мэт орно.
• l COP & COC:Цикл олефин полимер (COP), циклийн олефин полимер; Цикл олефин сополимер (COC) Цикл олефин сополимер нь цагираг хэлбэртэй, нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн давхар холбоо бүхий аморф тунгалаг полимер материал юм Цикл нүүрсустөрөгчийг циклик олефины мономеруудаас өөрөө полимержих (COP) эсвэл сополимержих замаар хийдэг. ) бусад молекулуудтай (этилен гэх мэт). COP болон COC-ийн шинж чанарууд нь бараг ижил байдаг. Энэ материал нь харьцангуй шинэ юм. Үүнийг анх зохион бүтээхдээ оптиктой холбоотой зарим хэрэглээнд зориулж голчлон авч үзсэн. Одоо энэ нь хальс, оптик линз, дэлгэц, эмнэлгийн (сав баглаа боодлын сав) үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг. COP аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлээ 1990 онд, COC 2000 оноос өмнө аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлээ дуусгасан.
• l O-PET:Оптик полиэфир оптик полиэстр материалтай шилэн O-PET нь 2010-аад онд Осака хотод худалдаанд гарсан.

Оптик материалыг шинжлэхдээ бид тэдгээрийн оптик болон механик шинж чанарыг голчлон анхаардаг.

Оптик хшинж чанарууд

• Хугарлын индекс ба тархалт

Хугарлын индекс ба дисперс

Энэ хураангуй диаграмаас харахад янз бүрийн оптик хуванцар материалууд үндсэндээ хоёр интервалд хуваагддаг: нэг бүлэг нь хугарлын өндөр индекс ба өндөр тархалттай; нөгөө бүлэг нь хугарлын илтгэгч бага, дисперс багатай. Шилэн материалын хугарлын илтгэгч болон тархалтын нэмэлт мужийг харьцуулж үзвэл хуванцар материалын хугарлын илтгэгчийн нэмэлт хүрээ маш нарийн бөгөөд бүх оптик хуванцар материал харьцангуй бага хугарлын илтгэгчтэй болохыг олж мэдэх болно. Ерөнхийдөө хуванцар материалын сонголтуудын хүрээ илүү нарийссан бөгөөд зөвхөн 10-20 арилжааны материалын зэрэг байдаг бөгөөд энэ нь материалын хувьд оптик дизайны эрх чөлөөг ихээхэн хязгаарладаг.

Хугарлын илтгэгч долгионы уртаас хамаарч өөрчлөгддөг: Оптик хуванцар материалын хугарлын илтгэгч долгионы уртаар нэмэгдэж, хугарлын илтгэгч бага зэрэг буурч, ерөнхийдөө харьцангуй тогтвортой байна.

Хугарлын илтгэгч температур Dn/DT өөрчлөгдөхөд: Оптик хуванцар материалын хугарлын илтгэгчийн температурын илтгэлцүүр шилнийхээс 6 дахин 50 дахин их байгаа нь сөрөг утгатай бөгөөд температур нэмэгдэх тусам хугарлын илтгэгч буурдаг гэсэн үг юм. Жишээлбэл, 546нм долгионы урт, -20°С-аас 40°С-ийн хувьд хуванцар материалын dn/dT утга нь -8-аас -15X10^–5/°C, харин шилэн материалын үнэ цэнэ нь эсрэгээрээ. NBK7 нь 3X10^–6/°C байна.

• Дамжуулах чадвар

Дамжуулах чадвар

Энэ зургийг дурдахад ихэнх оптик хуванцарууд нь харагдах гэрлийн зурваст 90% -иас дээш дамжуулалттай байдаг; Тэд мөн хэрэглээний цахилгаан хэрэгсэлд түгээмэл байдаг 850 нм ба 940 нм-ийн хэт улаан туяаны зурваст сайн дамжуулалттай байдаг. Хуванцар материалын дамжуулалт ч цаг хугацааны явцад тодорхой хэмжээгээр буурна. Гол шалтгаан нь хуванцар нарны хэт ягаан туяаг шингээж, молекулын гинж нь задарч, хоорондоо огтлолцож, улмаар физик, химийн шинж чанар өөрчлөгддөг. Макроскопийн хамгийн тод илрэл бол хуванцар материалын шаргал өнгөтэй байна.

• Стресс хосгүй

Линзний хугарал

Стресс хос хугаралт (Birefringence) нь материалын оптик шинж чанар юм. Материалын хугарлын илтгэгч нь туссан гэрлийн туйлшрал ба тархалтын чиглэлтэй холбоотой байдаг. Материалууд нь янз бүрийн туйлшралын төлөвийн хугарлын өөр өөр индексийг харуулдаг. Зарим системүүдийн хувьд энэхүү хугарлын индексийн хазайлт нь маш бага бөгөөд системд тийм ч их нөлөө үзүүлэхгүй боловч зарим тусгай оптик системүүдийн хувьд энэ хазайлт нь системийн гүйцэтгэлийг ноцтой доройтуулахад хангалттай юм.

Хуванцар материал нь өөрөө анизотроп шинж чанартай байдаггүй ч хуванцарыг шахах хэлбэр нь стрессийн хос хугаралтыг үүсгэдэг. Үүний гол шалтгаан нь шахах хэлбэр, хөргөлтийн дараа хуванцар макромолекулуудын зохион байгуулалтанд орсон стресс юм. Доорх зурагт үзүүлсэн шиг стресс нь шахах портын ойролцоо төвлөрдөг.

Дизайн ба үйлдвэрлэлийн ерөнхий зарчим нь оптик үр дүнтэй хавтгай дахь стрессийн хос хугаралтыг багасгахад чиглэгддэг бөгөөд энэ нь линзний бүтэц, тарилгын хэв, үйлдвэрлэлийн параметрийн зохистой дизайн шаарддаг. Хэд хэдэн материалаас PC-ийн материалууд нь стрессийн хос хугаралтанд илүү өртөмтгий байдаг (PMMA материалаас 10 дахин их), COP, COC, PMMA материалууд нь стрессийн хос хугаралт багатай байдаг.