Plastmaterialer og sprøytestøping er grunnlaget for miniatyriserte linser. Strukturen til plastlinsen inkluderer linsemateriale, linsehylse, linsefatning, avstandsstykke, skyggeleggingsark, trykkringmateriale osv.

Det finnes flere typer linsematerialer for plastlinser, som alle i hovedsak er plast (høymolekylær polymer). De er termoplaster, plast som mykner og blir plastisk når den varmes opp, herder når den kjøles ned, og mykner når den varmes opp igjen. En fysisk endring som produserer en reversibel endring mellom flytende og fast tilstand ved hjelp av oppvarming og avkjøling. Noen materialer ble oppfunnet tidligere, og noen er relativt nye. Noen er plast til generell bruk, og noen materialer er spesialutviklede optiske plastmaterialer, som er mer spesifikt brukt innen noen optiske felt.

Innen optisk design kan vi se materialkvalitetene til forskjellige selskaper, som EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 og så videre. De tilhører alle en bestemt type plastmateriale, og følgende typer er mer vanlige, og vi vil sortere dem etter hvor lenge de dukker opp:

Plastlinsene

• PMMA/akryl:Poly(metylmetakrylat), polymetylmetakrylat (pleksiglass, akryl). På grunn av den lave prisen, høye transmittansen og den høye mekaniske styrken er PMMA den vanligste glasserstatningen. Mesteparten av den gjennomsiktige plasten er laget av PMMA, for eksempel gjennomsiktige tallerkener, gjennomsiktige skjeer og små LED-lys, linser osv. PMMA har blitt masseprodusert siden 1930-tallet.
• PS:Polystyren, polystyren, er en fargeløs og gjennomsiktig termoplast, samt en teknisk plast, som startet masseproduksjon på 1930-tallet. Mange av de hvite skumboksene og matboksene som er vanlige i livene våre er laget av PS-materialer.
• PC:Polykarbonat, polykarbonat, er også en fargeløs og gjennomsiktig amorf termoplast, og det er også en universalplast. Den ble først industrialisert på 1960-tallet. Slagfastheten til PC-materialet er veldig god, vanlige bruksområder inkluderer vanndispenserbøtter, beskyttelsesbriller osv.
• l COP og COC:Syklisk olefinpolymer (COP), syklisk olefinpolymer; syklisk olefin-kopolymer (COC) Syklisk olefin-kopolymer er et amorft transparent polymermateriale med ringstruktur med karbon-karbon-dobbeltbindinger i ringen. De sykliske hydrokarbonene er laget av sykliske olefinmonomerer ved selvpolymerisasjon (COP) eller kopolymerisasjon (COC) med andre molekyler (som etylen). Egenskapene til COP og COC er nesten de samme. Dette materialet er relativt nytt. Da det først ble oppfunnet, ble det hovedsakelig vurdert for noen optiske relaterte applikasjoner. Nå er det mye brukt i film-, optiske linser-, display- og medisinsk industri (emballasjeflasker). COP ble fullført industriell produksjon rundt 1990, og COC ble fullført industriell produksjon før 2000.
• l O-PET:Optisk polyesterfiber, O-PET, ble kommersialisert i Osaka på 2010-tallet.

Når vi analyserer et optisk materiale, er vi hovedsakelig opptatt av dets optiske og mekaniske egenskaper.

Optisk peiendommer

• Brytningsindeks og dispersjon

Brytningsindeks og dispersjon

Det kan sees fra dette sammendragsdiagrammet at forskjellige optiske plastmaterialer i utgangspunktet faller inn i to intervaller: én gruppe er høy brytningsindeks og høy dispersjon; den andre gruppen er lav brytningsindeks og lav dispersjon. Når vi sammenligner det valgfrie området for brytningsindeks og dispersjon for glassmaterialer, vil vi finne at det valgfrie området for brytningsindeks for plastmaterialer er svært smalt, og alle optiske plastmaterialer har en relativt lav brytningsindeks. Generelt sett er utvalget av alternativer for plastmaterialer smalere, og det finnes bare rundt 10 til 20 kommersielle materialkvaliteter, noe som i stor grad begrenser friheten til optisk design når det gjelder materialer.

Brytningsindeksen varierer med bølgelengden: Brytningsindeksen til optiske plastmaterialer øker med bølgelengden, brytningsindeksen synker litt, og helheten er relativt stabil.

Brytningsindeksen endres med temperaturen Dn/DT: Temperaturkoeffisienten for brytningsindeksen til optisk plast er 6 til 50 ganger større enn for glass, som er en negativ verdi, noe som betyr at brytningsindeksen synker når temperaturen øker. For eksempel, for en bølgelengde på 546 nm, -20 °C til 40 °C, er dn/dT-verdien for plastmaterialet -8 til -15X10^–5/°C, mens verdien for glassmaterialet NBK7 derimot er 3X10^–6/°C.

• Transmittans

Transmittansen

Med henvisning til dette bildet har de fleste optiske plasttyper en transmittans på mer enn 90 % i det synlige lysbåndet; de har også en god transmittans for de infrarøde båndene på 850 nm og 940 nm, som er vanlige i forbrukerelektronikk. Transmittansen til plastmaterialer vil også avta til en viss grad over tid. Hovedårsaken er at plasten absorberer ultrafiolette stråler fra solen, og molekylkjeden brytes ned for å brytes ned og tverrbindes, noe som resulterer i endringer i fysiske og kjemiske egenskaper. Den mest åpenbare makroskopiske manifestasjonen er gulfarging av plastmaterialet.

• Stress dobbeltbrytning

Linsebrytning

Spenningsdobbeltbrytning (Birefringence) er en optisk egenskap ved materialer. Brytningsindeksen til materialer er relatert til polarisasjonstilstanden og forplantningsretningen til det innfallende lyset. Materialer viser forskjellige brytningsindekser for forskjellige polarisasjonstilstander. For noen systemer er dette avviket fra brytningsindeksen svært lite og har ikke stor innvirkning på systemet, men for noen spesielle optiske systemer er dette avviket nok til å forårsake alvorlig forringelse av systemytelsen.

Plastmaterialer i seg selv har ikke anisotrope egenskaper, men sprøytestøping av plast vil introdusere spenningsdobbeltbrytning. Hovedårsaken er spenningen som introduseres under sprøytestøping og arrangementet av plastmakromolekyler etter avkjøling. Spenningen er vanligvis konsentrert nær injeksjonsporten, som vist i figuren nedenfor.

Det generelle design- og produksjonsprinsippet er å minimere spenningsdobbeltbrytningen i det optiske effektive planet, noe som krever en rimelig design av linsestrukturen, sprøytestøpeformen og produksjonsparametere. Blant flere materialer er PC-materialer mer utsatt for spenningsdobbeltbrytning (omtrent 10 ganger større enn PMMA-materialer), og COP-, COC- og PMMA-materialer har lavere spenningsdobbeltbrytning.