Пластмасовите материали и леенето под налягане са в основата на миниатюрните лещи.Структурата на пластмасовата леща включва материал на лещата, цилиндър на лещата, байонет на лещата, разделител, засенчващ лист, материал за притискащ пръстен и др.

Има няколко вида материали за лещи за пластмасови лещи, всички от които по същество са пластмаса (високомолекулен полимер).Те са термопласти, пластмаси, които омекотяват и стават пластични при нагряване, втвърдяват се при охлаждане и омекват при повторно нагряване.Физическа промяна, която води до обратима промяна между течно и твърдо състояние чрез нагряване и охлаждане.Някои материали са изобретени по-рано, а други са сравнително нови.Някои са пластмаси с общо предназначение, а някои материали са специално разработени оптични пластмасови материали, които се използват по-специално в някои оптични полета.

В оптичния дизайн можем да видим класовете материали на различни компании, като EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 и т.н.Всички те принадлежат към определен вид пластмасов материал, като следните видове са по-често срещани и ние ще ги сортираме според времето на появата им:

Пластмасовите лещи

• l PMMA/акрил:Поли(метилметакрилат), полиметилметакрилат (плексиглас, акрил).Поради ниската си цена, високата пропускливост и високата механична якост, PMMA е най-разпространеният заместител на стъклото в живота.Повечето от прозрачните пластмаси са направени от PMMA, като прозрачни чинии, прозрачни лъжици и малки светодиоди.лещи и т.н. PMMA се произвежда масово от 30-те години на миналия век.
• ПС:Полистиролът, полистиролът, е безцветен и прозрачен термопласт, както и инженерна пластмаса, чието масово производство започва през 30-те години на миналия век.Много от белите кутии от пяна и кутиите за обяд, които са често срещани в живота ни, са направени от PS материали.
• НАСТОЛЕН КОМПЮТЪР:Поликарбонатът, поликарбонатът, също е безцветна и прозрачна аморфна термопластмаса и също е пластмаса с общо предназначение.Той е индустриализиран едва през 60-те години на миналия век.Устойчивостта на удар на PC материала е много добра, обичайните приложения включват кофи за вода, очила и др.
• l COP & COC:Цикличен олефинов полимер (COP), цикличен олефинов полимер;Цикличен олефинов съполимер (COC) Цикличният олефинов съполимер е аморфен прозрачен полимерен материал с пръстенна структура, с двойни връзки въглерод-въглерод в пръстена. Цикличните въглеводороди се получават от циклични олефинови мономери чрез самополимеризация (COP) или съполимеризация (COC ) с други молекули (като етилен).Характеристиките на COP и COC са почти еднакви.Този материал е сравнително нов.Когато беше изобретен за първи път, той се разглеждаше главно за някои приложения, свързани с оптика.Сега се използва широко в индустриите за филми, оптични лещи, дисплеи, медицински (опаковъчни бутилки).COP завърши промишленото производство около 1990 г., а COC завърши промишленото производство преди 2000 г.
• l O-PET:Оптични полиестерни оптични полиестерни влакна, O-PET, бяха пуснати на пазара в Осака през 2010 г.

Когато анализираме оптичен материал, ние се занимаваме главно с неговите оптични и механични свойства.

Оптична стрсвойства

• Индекс на пречупване и дисперсия

Индекс на пречупване и дисперсия

От тази обобщена диаграма може да се види, че различните оптични пластмасови материали основно попадат в два интервала: едната група е с висок индекс на пречупване и висока дисперсия;другата група е с нисък индекс на пречупване и ниска дисперсия.Сравнявайки опционалния диапазон на индекса на пречупване и дисперсията на стъклените материали, ще открием, че опционалният диапазон на индекса на пречупване на пластмасовите материали е много тесен и всички оптични пластмасови материали имат относително нисък индекс на пречупване.Най-общо казано, диапазонът от опции за пластмасови материали е по-тесен и има само около 10 до 20 търговски класа материали, което до голяма степен ограничава свободата на оптичния дизайн по отношение на материалите.

Коефициентът на пречупване варира в зависимост от дължината на вълната: Индексът на пречупване на оптичните пластмасови материали се увеличава с дължината на вълната, индексът на пречупване намалява леко и като цяло е относително стабилен.

Коефициентът на пречупване се променя с температура Dn/DT: Температурният коефициент на индекс на пречупване на оптичните пластмаси е 6 пъти до 50 пъти по-голям от този на стъклото, което е отрицателна стойност, което означава, че с повишаване на температурата индексът на пречупване намалява.Например, за дължина на вълната от 546 nm, -20°C до 40°C, стойността на dn/dT на пластмасовия материал е -8 до -15X10^–5/°C, докато за разлика от това стойността на стъкления материал NBK7 е 3X10^–6/°C.

• Предаване

Пропускливостта

Позовавайки се на тази картина, повечето оптични пластмаси имат пропускливост над 90% във видимата светлина;те също имат добра пропускливост за инфрачервените ленти от 850nm и 940nm, които са често срещани в потребителската електроника.Пропускливостта на пластмасовите материали също ще намалее до известна степен с времето.Основната причина е, че пластмасата абсорбира ултравиолетовите лъчи на слънцето и молекулярната верига се разпада, за да се разгради и омрежи, което води до промени във физичните и химичните свойства.Най-очевидната макроскопска проява е пожълтяването на пластмасовия материал.

• Стрес двойно пречупване

Пречупване на лещата

Двойното пречупване на напрежението (Birefringence) е оптично свойство на материалите.Индексът на пречупване на материалите е свързан със състоянието на поляризация и посоката на разпространение на падащата светлина.Материалите показват различни индекси на пречупване за различни поляризационни състояния.За някои системи това отклонение на индекса на пречупване е много малко и няма голямо влияние върху системата, но за някои специални оптични системи това отклонение е достатъчно, за да причини сериозно влошаване на производителността на системата.

Пластмасовите материали сами по себе си нямат анизотропни характеристики, но леенето под налягане на пластмаси ще доведе до двойно пречупване на напрежението.Основната причина е напрежението, въведено по време на леене под налягане и подреждането на пластмасовите макромолекули след охлаждане.Напрежението обикновено е концентрирано близо до порта за инжектиране, както е показано на фигурата по-долу.

Общият принцип на проектиране и производство е да се сведе до минимум двойното пречупване на напрежението в оптичната ефективна равнина, което изисква разумен дизайн на структурата на лещата, формата за леене под налягане и производствените параметри.Сред няколко материала, PC материалите са по-склонни към двойно пречупване на напрежение (около 10 пъти по-голямо от PMMA материалите), а COP, COC и PMMA материалите имат по-ниско двойно пречупване на напрежение.