Plastaj materialoj kaj injekta fandado estas la bazo por miniaturigitaj lensoj. La strukturo de la plasta lenso inkluzivas lensmaterialon, lensbarelon, lensmuntadon, interaĵon, ombran folion, preman ringan materialon, ktp.

Ekzistas pluraj specoj de lensmaterialoj por plastaj lensoj, kiuj ĉiuj estas esence plastaj (altmolekula polimero). Ili estas termoplastoj, plastoj kiuj moliĝas kaj fariĝas plastaj kiam varmigitaj, malmoliĝas kiam malvarmigitaj, kaj moliĝas kiam denove varmigitaj. Fizika ŝanĝo kiu produktas inversigeblan ŝanĝon inter likva kaj solida statoj uzante varmigon kaj malvarmigon. Iuj materialoj estis inventitaj pli frue kaj iuj estas relative novaj. Iuj estas ĝeneraluzeblaj aplikaj plastoj, kaj iuj materialoj estas speciale evoluigitaj optikaj plastaj materialoj, kiuj estas pli specife uzataj en iuj optikaj kampoj.

En optika dezajno, ni povas vidi la materialajn gradojn de diversaj kompanioj, kiel ekzemple EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 kaj tiel plu. Ili ĉiuj apartenas al certa tipo de plasta materialo, kaj la jenaj tipoj estas pli oftaj, kaj ni ordigos ilin laŭ ilia apertempo:

La plastaj lensoj

• PMMA/Akrilo:Poli(metilmetakrilato), polimetilmetakrilato (pleksiglaso, akrilo). Pro sia malalta prezo, alta transmitanco kaj alta mekanika forto, PMMA estas la plej ofta vitra anstataŭaĵo en la vivo. Plej multaj travideblaj plastoj estas faritaj el PMMA, kiel ekzemple travideblaj teleroj, travideblaj kuleroj kaj malgrandaj LED-lensoj ktp. PMMA estas amasproduktata ekde la 1930-aj jaroj.
• PS:Polistireno, polistireno, estas senkolora kaj travidebla termoplastaĵo, kaj ankaŭ inĝeniera plasto, kiu komencis amasproduktadon en la 1930-aj jaroj. Multaj el la blankaj ŝaŭmaj skatoloj kaj lunĉujoj, kiuj estas oftaj en niaj vivoj, estas faritaj el PS-materialoj.
• komputilo:Polikarbonato, polikarbonato, estas ankaŭ senkolora kaj travidebla amorfa termoplastaĵo, kaj ĝi estas ankaŭ ĝeneraluzebla plasto. Ĝi estis industriigita nur en la 1960-aj jaroj. La fraprezisto de PC-materialo estas tre bona, oftaj aplikoj inkluzivas sitelojn por akvodisdoni, protektokulvitrojn, ktp.
• l COP kaj COC:Cikla olefina polimero (COP), cikla olefina polimero; cikla olefina kopolimero (COC) Cikla olefina kopolimero estas amorfa travidebla polimera materialo kun ringa strukturo, kun karbon-karbonaj duoblaj ligoj en la ringo. La ciklaj hidrokarbonoj estas faritaj el ciklaj olefinaj monomeroj per mem-polimerizado (COP) aŭ kopolimerizado (COC) kun aliaj molekuloj (kiel etileno). La karakterizaĵoj de COP kaj COC estas preskaŭ la samaj. Ĉi tiu materialo estas relative nova. Kiam ĝi estis unue inventita, ĝi estis ĉefe konsiderata por iuj optikaj aplikoj. Nun ĝi estas vaste uzata en filmoj, optikaj lensoj, ekranoj, medicinaj (botelaj pakaĵoj) industrioj. COP finis industrian produktadon ĉirkaŭ 1990, kaj COC finis industrian produktadon antaŭ 2000.
• l O-PET:Optika poliestero optika poliestera fibro, O-PET estis komercigita en Osako en la 2010-aj jaroj.

Analizante optikan materialon, ni ĉefe zorgas pri ĝiaj optikaj kaj mekanikaj ecoj.

Optika pkovraĵoj

• Refrakta Indekso kaj Dispersiĝo

Refrakta indico kaj disperso

El ĉi tiu resuma diagramo videblas, ke malsamaj optikaj plastaj materialoj baze falas en du intervalojn: unu grupo estas alta refrakta indico kaj alta disperso; la alia grupo estas malalta refrakta indico kaj malalta disperso. Komparante la laŭvolan gamon de refrakta indico kaj disperso de vitraj materialoj, ni trovos, ke la laŭvola gamo de refrakta indico de plastaj materialoj estas tre mallarĝa, kaj ĉiuj optikaj plastaj materialoj havas relative malaltan refraktan indicon. Ĝenerale parolante, la gamo de ebloj por plastaj materialoj estas pli mallarĝa, kaj ekzistas nur ĉirkaŭ 10 ĝis 20 komercaj materialgradoj, kio plejparte limigas la liberecon de optika dezajno rilate al materialoj.

Refrakta indico varias laŭ ondolongo: La refrakta indico de optikaj plastaj materialoj pliiĝas kun ondolongo, la refrakta indico malpliiĝas iomete, kaj la ĝenerala estas relative stabila.

Refrakta indico ŝanĝiĝas kun temperaturo Dn/DT: La temperaturkoeficiento de la refrakta indico de optikaj plastoj estas 6-oble ĝis 50-oble pli granda ol tiu de vitro, kio estas negativa valoro, kio signifas, ke kiam la temperaturo pliiĝas, la refrakta indico malpliiĝas. Ekzemple, por ondolongo de 546nm, -20°C ĝis 40°C, la dn/dT-valoro de la plasta materialo estas -8 ĝis -15X10^–5/°C, dum kontraste, la valoro de la vitra materialo NBK7 estas 3X10^–6/°C.

• Transmitance

La transmitanco

Referencante al ĉi tiu bildo, plej multaj optikaj plastoj havas transmitancon de pli ol 90% en la videbla lumbendo; ili ankaŭ havas bonan transmitancon por la infraruĝaj bendoj de 850nm kaj 940nm, kiuj estas oftaj en konsumelektroniko. La transmitanco de plastaj materialoj ankaŭ malpliiĝas ĝis certa grado kun la tempo. La ĉefa kialo estas, ke la plasto absorbas la ultraviolajn radiojn de la suno, kaj la molekula ĉeno rompiĝas por degradiĝi kaj krucligiĝi, rezultante en ŝanĝoj en fizikaj kaj kemiaj ecoj. La plej evidenta makroskopa manifestiĝo estas la flaviĝo de la plasta materialo.

• Stresa Duobla Refrakto

Lensa Refrakto

Stresa duobla refrakto (Duobla refrakto) estas optika eco de materialoj. La refrakta indico de materialoj rilatas al la polariza stato kaj disvastiĝa direkto de envena lumo. Materialoj montras malsamajn refraktajn indicojn por malsamaj polarizaj statoj. Por iuj sistemoj, ĉi tiu devio de refrakta indico estas tre malgranda kaj ne havas grandan efikon sur la sistemon, sed por iuj specialaj optikaj sistemoj, ĉi tiu devio sufiĉas por kaŭzi gravan degradiĝon de la sistema funkciado.

Plastaj materialoj mem ne havas anizotropajn karakterizaĵojn, sed injekta fandado de plastoj enkondukas streĉan duoblan refringon. La ĉefa kialo estas la streĉo enkondukita dum injekta fandado kaj la aranĝo de plastaj makromolekuloj post malvarmiĝo. La streĉo ĝenerale koncentriĝas proksime al la injekta pordo, kiel montrite en la suba figuro.

La ĝenerala principo de projektado kaj produktado estas minimumigi la streĉan durefrakton en la optika efika ebeno, kio postulas racian projektadon de la lensostrukturo, injekta muldilo kaj produktadaj parametroj. Inter pluraj materialoj, PC-materialoj estas pli emaj al streĉa durefrakto (ĉirkaŭ 10 fojojn pli granda ol PMMA-materialoj), kaj COP, COC kaj PMMA-materialoj havas pli malaltan streĉan durefrakton.