Vật liệu nhựa và đúc phun là cơ sở cho các ống kính thu nhỏ. Cấu trúc của ống kính nhựa bao gồm vật liệu ống kính, thùng ống kính, gắn ống kính, miếng đệm, tấm che bóng, vật liệu vòng áp suất, v.v.

Có một số loại vật liệu ống kính cho ống kính nhựa, tất cả đều là nhựa (polymer phân tử cao). Chúng là nhựa nhiệt dẻo, nhựa làm mềm và trở thành nhựa khi được làm nóng, cứng khi được làm mát và làm mềm khi được làm nóng trở lại. Một sự thay đổi vật lý tạo ra sự thay đổi có thể đảo ngược giữa trạng thái chất lỏng và chất rắn bằng cách sử dụng hệ thống sưởi và làm mát. Một số vật liệu đã được phát minh sớm hơn và một số là tương đối mới. Một số là nhựa ứng dụng đa năng và một số vật liệu là vật liệu nhựa quang được phát triển đặc biệt, được sử dụng đặc biệt hơn trong một số trường quang.

Trong thiết kế quang học, chúng ta có thể thấy các lớp vật liệu của các công ty khác nhau, chẳng hạn như EP8000, K26R, APL5015, OKP-1, v.v. Tất cả đều thuộc về một loại vật liệu nhựa nhất định và các loại sau đây là phổ biến hơn và chúng tôi sẽ sắp xếp chúng theo thời gian xuất hiện của chúng:

Các ống kính nhựa

• l PMMA/acrylic:Poly (methyl methacrylate), polymethyl methacrylate (plexiglass, acrylic). Do giá rẻ, độ truyền qua cao và cường độ cơ học cao, PMMA là chất thay thế thủy tinh phổ biến nhất trong cuộc sống. Hầu hết các loại nhựa trong suốt được làm bằng PMMA, chẳng hạn như các tấm trong suốt, thìa trong suốt và đèn LED nhỏ. Ống kính v.v ... PMMA đã được sản xuất hàng loạt từ những năm 1930.
• PS:Polystyrene, polystyrene, là một loại nhựa nhiệt dẻo không màu và trong suốt, cũng như một loại nhựa kỹ thuật, bắt đầu sản xuất hàng loạt vào những năm 1930. Nhiều hộp bọt trắng và hộp ăn trưa phổ biến trong cuộc sống của chúng ta được làm bằng vật liệu PS.
• PC:Polycarbonate, polycarbonate, cũng là một loại nhựa nhiệt dẻo vô định hình không màu và trong suốt, và nó cũng là một loại nhựa đa năng. Nó chỉ được công nghiệp hóa vào những năm 1960. Điện trở tác động của vật liệu PC là rất tốt, các ứng dụng phổ biến bao gồm xô phân phối nước, kính bảo hộ, v.v.
• L Cop & Coc:Polyme olefin theo chu kỳ (COP), polymer olefin theo chu kỳ; Copolyme olefin olefin (COC) theo chu kỳ, là một vật liệu polymer trong suốt vô định hình với cấu trúc vòng, với các liên kết đôi carbon-carbon trong vòng Hydrocarbon theo chu kỳ được tạo ra từ các đơn phân ) với các phân tử khác (như ethylene). Các đặc điểm của COP và COC gần như giống nhau. Tài liệu này là tương đối mới. Khi nó được phát minh lần đầu tiên, nó chủ yếu được xem xét cho một số ứng dụng liên quan đến quang học. Bây giờ nó được sử dụng rộng rãi trong phim, ống kính quang học, hiển thị, y tế (đóng gói chai). COP đã hoàn thành sản xuất công nghiệp vào khoảng năm 1990 và COC đã hoàn thành sản xuất công nghiệp trước năm 2000.
• l o-pet:Sợi polyester quang học quang học, O-PET đã được thương mại hóa ở Osaka vào những năm 2010.

Khi phân tích một vật liệu quang học, chúng tôi chủ yếu quan tâm đến các tính chất quang học và cơ học của chúng.

Quang học pRoperties

• Chỉ số khúc xạ & Phân tán

Chỉ số khúc xạ và phân tán

Có thể thấy từ sơ đồ tóm tắt này rằng các vật liệu nhựa quang học khác nhau về cơ bản rơi vào hai khoảng thời gian: một nhóm là chỉ số khúc xạ cao và phân tán cao; Nhóm khác là chỉ số khúc xạ thấp và phân tán thấp. So sánh phạm vi tùy chọn của chỉ số khúc xạ và phân tán vật liệu thủy tinh, chúng tôi sẽ thấy rằng phạm vi tùy chọn của chỉ số khúc xạ của vật liệu nhựa rất hẹp và tất cả các vật liệu nhựa quang học đều có chỉ số khúc xạ tương đối thấp. Nói chung, phạm vi các tùy chọn cho vật liệu nhựa hẹp hơn và chỉ có khoảng 10 đến 20 lớp vật liệu thương mại, phần lớn hạn chế tự do thiết kế quang học về vật liệu.

Chỉ số khúc xạ thay đổi theo bước sóng: Chỉ số khúc xạ của vật liệu nhựa quang tăng theo bước sóng, chỉ số khúc xạ giảm nhẹ và tổng thể tương đối ổn định.

Chỉ số khúc xạ thay đổi theo nhiệt độ DN/DT: Hệ số nhiệt độ của chỉ số khúc xạ của nhựa quang lớn hơn gấp 50 lần so với kính, có giá trị âm, có nghĩa là khi nhiệt độ tăng, chỉ số khúc xạ giảm. Ví dụ, đối với bước sóng 546nm, -20 ° C đến 40 ° C, giá trị dn/dt của vật liệu nhựa là -8 đến -15x10^, 5/° C, trong khi tương phản, giá trị của vật liệu thủy tinh NBK7 là 3x10^mật6/° C.

• Truyền tải

Sự truyền qua

Đề cập đến bức tranh này, hầu hết các loại nhựa quang học có độ truyền qua hơn 90% trong dải ánh sáng có thể nhìn thấy; Chúng cũng có độ truyền tốt cho các dải hồng ngoại 850nm và 940nm, phổ biến trong các thiết bị điện tử tiêu dùng. Độ truyền qua của vật liệu nhựa cũng sẽ giảm đến một mức độ nhất định theo thời gian. Lý do chính là nhựa hấp thụ các tia cực tím dưới ánh mặt trời và chuỗi phân tử phá vỡ để làm suy giảm và liên kết chéo, dẫn đến những thay đổi về tính chất vật lý và hóa học. Biểu hiện vĩ mô rõ ràng nhất là màu vàng của vật liệu nhựa.

• Căng thẳng lưỡng chiết

Ống kính khúc xạ

Nguyên tắc lưỡng tính (lưỡng chiết) là một tính chất quang học của vật liệu. Chỉ số khúc xạ của vật liệu có liên quan đến trạng thái phân cực và hướng lan truyền của ánh sáng sự cố. Vật liệu thể hiện các chỉ số khúc xạ khác nhau cho các trạng thái phân cực khác nhau. Đối với một số hệ thống, độ lệch chỉ số khúc xạ này là rất nhỏ và không có tác động lớn đến hệ thống, nhưng đối với một số hệ thống quang học đặc biệt, độ lệch này là đủ để gây ra sự suy giảm nghiêm trọng về hiệu suất hệ thống.

Bản thân vật liệu nhựa không có đặc điểm dị hướng, nhưng việc ép phun nhựa sẽ gây ra sự lưỡng chiết căng thẳng. Lý do chính là sự căng thẳng được đưa ra trong quá trình ép phun và sự sắp xếp các đại phân tử nhựa sau khi làm mát. Ứng suất thường tập trung gần cổng phun, như thể hiện trong hình dưới đây.

Nguyên tắc thiết kế và sản xuất chung là giảm thiểu sự lưỡng chiết căng thẳng trong mặt phẳng hiệu quả quang học, đòi hỏi phải thiết kế hợp lý cấu trúc ống kính, khuôn đúc phun và thông số sản xuất. Trong số một số vật liệu, các vật liệu PC dễ bị giảm liên lực (lớn hơn khoảng 10 lần so với vật liệu PMMA), và các vật liệu COP, COC và PMMA có khả năng lưỡng chiết căng thẳng thấp hơn.