Materialele plastice și modelarea prin injecție stau la baza lentilelor miniaturizate. Structura lentilei din plastic include material de lentilă, butoi de lentile, montare a lentilelor, distanțier, foaie de umbrire, material cu inel de presiune etc.

Există mai multe tipuri de materiale pentru lentile pentru lentile din plastic, toate fiind în esență plastice (polimer molecular mare). Sunt termoplastice, materiale plastice care se înmoaie și devin plastice atunci când sunt încălzite, se întăresc atunci când sunt răcite și se înmoaie atunci când sunt încălzite din nou. O schimbare fizică care produce o schimbare reversibilă între stările lichide și solide folosind încălzirea și răcirea. Unele materiale au fost inventate mai devreme și altele sunt relativ noi. Unele sunt materiale plastice de aplicare cu scop general, iar unele materiale sunt materiale plastice optice special dezvoltate, care sunt utilizate mai precis în unele câmpuri optice.

În proiectarea optică, este posibil să vedem notele materiale ale diferitelor companii, cum ar fi EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 și așa mai departe. Toate aparțin unui anumit tip de material plastic, iar următoarele tipuri sunt mai frecvente și le vom sorta în funcție de timpul lor de apariție:

Lentile de plastic

• L PMMA/acrilic:Poli (metil metacrilat), polimetil metacrilat (plexiglas, acrilic). Datorită prețului său ieftin, a transmiterii ridicate și a rezistenței mecanice ridicate, PMMA este cel mai frecvent înlocuitor de sticlă din viață. Majoritatea materialelor plastice transparente sunt realizate din PMMA, cum ar fi plăci transparente, linguri transparente și LED -uri mici. obiectiv etc. PMMA a fost produs în masă încă din anii 1930.
• PS:Polistirenul, polistiren, este un termoplastic incolor și transparent, precum și un plastic de inginerie, care a început producția în masă în anii '30. Multe dintre cutii de spumă albă și cutii de prânz care sunt comune în viața noastră sunt confecționate din materiale PS.
• PC:Policarbonatul, policarbonatul, este, de asemenea, un termoplastic amorf incolor și transparent și este, de asemenea, un plastic cu scop general. A fost industrializat doar în anii '60. Rezistența la impact a materialului PC este foarte bună, aplicațiile comune includ găleți de distribuitor de apă, ochelari de protecție etc.
• L Cop & COC:Polimer ciclic olefină (COP), polimer ciclic olefină; Copolimerul ciclic olefină (COC) copolimer ciclic olefină, este un material polimer transparent amorf cu o structură inelară, cu legături duble de carbon-carbon în inel Hidrocarburile ciclice sunt fabricate din monomeri ciclici olefină prin auto-polimerizare (COP) sau copolimerizare (COC ) cu alte molecule (cum ar fi etilena). Caracteristicile COP și COC sunt aproape aceleași. Acest material este relativ nou. Când a fost inventat pentru prima dată, a fost luat în considerare în principal pentru unele aplicații optice legate. Acum este utilizat pe scară largă în industria de film, lentilă optică, afișare, medicale (sticla de ambalare). COP a finalizat producția industrială în jurul anului 1990, iar COC a finalizat producția industrială înainte de 2000.
• L O-PET:Fibra de poliester optică din poliester optic, O-PET a fost comercializată în Osaka în anii 2010.

Atunci când analizăm un material optic, suntem preocupați în principal de proprietățile lor optice și mecanice.

P. OpticRoperii

• Index de refracție și dispersie

Index de refracție și dispersie

Din această diagramă sumară se poate observa că diferite materiale plastice optice se încadrează în două intervale: un grup este un indice de refracție ridicat și o dispersie ridicată; Celălalt grup este un indice de refracție scăzut și o dispersie scăzută. Comparând gama opțională de indicele de refracție și dispersia materialelor din sticlă, vom constata că gama opțională a indicelui de refracție a materialelor din plastic este foarte îngustă și toate materialele plastice optice au un indice de refracție relativ scăzut. În general, gama de opțiuni pentru materialele plastice este mai restrânsă și există doar aproximativ 10 până la 20 de grade de materiale comerciale, care limitează în mare măsură libertatea designului optic în ceea ce privește materialele.

Indicele de refracție variază în funcție de lungimea de undă: Indicele de refracție al materialelor plastice optice crește odată cu lungimea de undă, indicele de refracție scade ușor, iar în general este relativ stabil.

Modificări ale indicelui de refracție cu temperatura DN/DT: Coeficientul de temperatură al indicelui de refracție al materialelor plastice optice este de 6 ori până la 50 de ori mai mare decât cel al sticlei, ceea ce este o valoare negativă, ceea ce înseamnă că pe măsură ce temperatura crește, indicele de refracție scade. De exemplu, pentru o lungime de undă de 546nm, -20 ° C până la 40 ° C, valoarea DN/dt a materialului plastic este de la -15x10^–5/° C, în schimb, valoarea materialului de sticlă NBK7 este 3x10^–6/° C.

• Transmitere

Transmiterea

Referindu -se la această imagine, majoritatea materialelor plastice optice au o transmitere de peste 90% în banda de lumină vizibilă; De asemenea, au o transmisie bună pentru benzile infraroșii de 850nm și 940nm, care sunt comune în electronica de consum. Transmiterea materialelor plastice va scădea, de asemenea, într -o anumită măsură cu timpul. Motivul principal este că plasticul absoarbe razele ultraviolete la soare, iar lanțul molecular se rupe pentru a se degrada și a reticula, ceea ce duce la modificări ale proprietăților fizice și chimice. Cea mai evidentă manifestare macroscopică este îngălbenirea materialului plastic.

• Stres birefringență

Refracție a lentilelor

Stresul Birefringența (Birefringence) este o proprietate optică a materialelor. Indicele de refracție al materialelor este legat de starea de polarizare și de direcția de propagare a luminii incidente. Materialele prezintă indici diferiți de refracție pentru diferite stări de polarizare. Pentru unele sisteme, această abatere a indicelui de refracție este foarte mică și nu are un impact mare asupra sistemului, dar pentru unele sisteme optice speciale, această abatere este suficientă pentru a provoca o degradare gravă a performanței sistemului.

Materialele plastice în sine nu au caracteristici anisotrope, dar modelarea prin injecție a materialelor plastice va introduce birefringența de stres. Motivul principal este stresul introdus în timpul modelării prin injecție și aranjarea macromoleculelor din plastic după răcire. Stresul este în general concentrat în apropierea portului de injecție, așa cum se arată în figura de mai jos.

Principiul de proiectare și producție generală este de a minimiza birefringența de stres în planul optic eficient, ceea ce necesită un proiectare rezonabilă a structurii lentilelor, a matriței de turnare prin injecție și a parametrilor de producție. Printre mai multe materiale, materialele PC sunt mai predispuse la stresul birefringenței (de aproximativ 10 ori mai mari decât materialele PMMA), iar materialele COP, COC și PMMA au un birefringență cu stres mai mic.