Plastmaterialer og sprøytestøping er grunnlaget for miniatyriserte linser. Strukturen til plastlinsen inkluderer linsemateriale, linsehylse, linsefeste, avstandsstykke, skyggeark, trykkringmateriale, etc.

Det finnes flere typer linsematerialer for plastlinser, som alle hovedsakelig er plastikk (høymolekylær polymer). De er termoplast, plast som mykner og blir plastisk når det varmes opp, stivner når det avkjøles og mykner når det varmes opp igjen. En fysisk endring som gir en reversibel endring mellom flytende og fast tilstand ved bruk av oppvarming og avkjøling. Noen materialer ble oppfunnet tidligere og noen er relativt nye. Noen er generell bruksplast, og noen materialer er spesialutviklede optiske plastmaterialer, som mer spesifikt brukes i noen optiske felt.

I optisk design kan vi se materialkarakterene til forskjellige selskaper, for eksempel EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 og så videre. De tilhører alle en viss type plastmateriale, og følgende typer er mer vanlige, og vi vil sortere dem i henhold til deres utseendetid:

Plastlinsene

• l PMMA/akryl:Poly(metylmetakrylat), polymetylmetakrylat (plexiglass, akryl). På grunn av sin billige pris, høye transmittans og høye mekaniske styrke, er PMMA den vanligste glasserstatningen i livet. Det meste av den gjennomsiktige plasten er laget av PMMA, for eksempel gjennomsiktige tallerkener, gjennomsiktige skjeer og små lysdioder. linse etc. PMMA har blitt masseprodusert siden 1930-tallet.
• PS:Polystyren, polystyren, er en fargeløs og gjennomsiktig termoplast, samt en ingeniørplast, som begynte masseproduksjon på 1930-tallet. Mange av de hvite skumboksene og matboksene som er vanlig i livene våre er laget av PS-materialer.
• PC:Polykarbonat, polykarbonat, er også en fargeløs og gjennomsiktig amorf termoplast, og det er også en generell plast. Det ble først industrialisert på 1960-tallet. Slagfastheten til PC-materiale er veldig god, vanlige bruksområder inkluderer vanndispenserbøtter, briller, etc.
• l COP & COC:Cyclic olefin Polymer (COP), Cyclic olefin polymer; Syklisk olefinkopolymer (COC) Syklisk olefinkopolymer, er et amorft transparent polymermateriale med ringstruktur, med karbon-karbon dobbeltbindinger i ringen. ) 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 optisk relaterte applikasjoner. Nå er det mye brukt i film, optisk linse, display, medisinsk (emballasjeflaske) industri. COP fullførte industriell produksjon rundt 1990, og COC fullførte industriell produksjon før 2000.
• l O-PET:Optisk polyester optisk polyesterfiber, O-PET ble kommersialisert i Osaka på 2010-tallet.

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

Optisk segenskaper

• Brytningsindeks og spredning

Brytningsindeks og dispersjon

Det kan sees fra dette oppsummeringsdiagrammet at forskjellige optiske plastmaterialer i utgangspunktet faller inn i to intervaller: en gruppe er høy brytningsindeks og høy dispersjon; den andre gruppen er lav brytningsindeks og lav dispersjon. Ved å sammenligne det valgfrie området for brytningsindeks og dispersjon av glassmaterialer, vil vi finne at det valgfrie området for brytningsindeks for plastmaterialer er veldig smalt, og alle optiske plastmaterialer har en relativt lav brytningsindeks. Generelt sett er utvalget av alternativer for plastmaterialer smalere, og det er 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 avtar litt, og totalen er relativt stabil.

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

• Overføring

Overføringen

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

• Stress dobbeltbrytning

Linsebrytning

Spenningsdobbeltbrytning (Birefringence) er en optisk egenskap ved materialer. Brytningsindeksen til materialer er relatert til polarisasjonstilstanden og forplantningsretningen til innfallende lys. Materialer viser forskjellige brytningsindekser for forskjellige polarisasjonstilstander. For noen systemer er dette brytningsindeksavviket veldig 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 stresset som oppstår under sprøytestøping og arrangementet av plastmakromolekyler etter avkjøling. Spenningen er generelt 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 utforming av linsestrukturen, sprøytestøping 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.