Plastikozko materialak eta injekzio bidezko moldeoa dira lente miniaturizatuen oinarria. Plastikozko lentearen egiturak lentearen materiala, lentearen upela, lentearen euskarria, tartea, itzal-xafla, presio-eraztunaren materiala eta abar biltzen ditu.

Hainbat lente mota daude plastikozko lenteetarako, eta guztiak funtsean plastikoak dira (molekula handiko polimeroak). Termoplastikoak dira, berotzean bigundu eta plastiko bihurtzen diren plastikoak, hoztean gogortzen direnak eta berriro berotzean bigundu egiten direnak. Berotzea eta hoztea erabiliz likido eta solido egoeraren arteko aldaketa itzulgarria sortzen duen aldaketa fisikoa. Material batzuk lehenago asmatu ziren eta beste batzuk nahiko berriak dira. Batzuk aplikazio orokorreko plastikoak dira, eta material batzuk bereziki garatutako material plastiko optikoak dira, optika arlo batzuetan espezifikoki erabiltzen direnak.

Diseinu optikoan, hainbat enpresaren material-mailak ikus ditzakegu, hala nola EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 eta abar. Denak plastikozko material mota jakin bati dagozkio, eta mota hauek dira ohikoagoak, eta agertzen diren denboraren arabera sailkatuko ditugu:

Plastikozko lenteak.

• l PMMA/Akrilikoa:Poli(metil metakrilatoa), polimetil metakrilatoa (plexiglasa, akrilikoa). Bere prezio merkea, transmitantzia handia eta erresistentzia mekaniko handia direla eta, PMMA bizitzan beira ordezko ohikoena da. Plastiko garden gehienak PMMAz eginda daude, hala nola plater gardenak, koilara gardenak eta LED txikiak, lenteak eta abar. PMMA 1930eko hamarkadatik ekoizten da seriean.
• PS:Poliestirenoa, poliestirenoa, termoplastiko koloregabea eta gardena da, baita ingeniaritza-plastikoa ere, eta 1930eko hamarkadan hasi zen ekoizpen masiboa egiten. Gure bizitzan ohikoak diren apar-kutxa zuri eta bazkari-kutxa asko PS materialez eginda daude.
• Ordenagailua:Polikarbonatoa, polikarbonatoa, termoplastiko amorfo koloregabea eta gardena da, eta erabilera orokorreko plastikoa ere bada. 1960ko hamarkadan industrializatu zen. PC materialaren inpaktuarekiko erresistentzia oso ona da, aplikazio ohikoenen artean ur-banagailuetarako ontziak, betaurrekoak eta abar daude.
• l COP eta COC:Olefina ziklikoen polimeroa (COP), olefina ziklikoen polimeroa; olefina ziklikoen kopolimeroa (COC) Olefina ziklikoen kopolimeroa, eraztun-egitura duen polimero-material garden amorfoa da, eraztunean karbono-karbono lotura bikoitzak dituena. Hidrokarburo ziklikoak olefina ziklikoen monomeroetatik sortzen dira auto-polimerizazioaren (COP) edo beste molekula batzuekin (etilenoarekin, adibidez) kopolimerizazioaren (COC) bidez. COP eta COC-en ezaugarriak ia berdinak dira. Material hau nahiko berria da. Lehen aldiz asmatu zenean, batez ere optikarekin lotutako aplikazio batzuetarako kontuan hartu zen. Orain, asko erabiltzen da filmetan, lente optikoetan, pantailetan, medikuntzan (ontziratzeko botilak) industrietan. COP-ek industria-ekoizpena 1990 inguruan amaitu zuen, eta COC-ek 2000 baino lehen amaitu zuen industria-ekoizpena.
• l O-PET:O-PET poliesterrezko zuntz optikoa Osakan merkaturatu zen 2010eko hamarkadan.

Material optiko bat aztertzerakoan, batez ere haren propietate optiko eta mekanikoetan jartzen dugu arreta.

P optikoahigiezinak

• Errefrakzio-indizea eta dispertsioa

Errefrakzio-indizea eta dispertsioa

Laburpen diagrama honetan ikus daitekeenez, material plastiko optiko desberdinak bi tartetan sailkatzen dira funtsean: talde bat errefrakzio-indize altua eta dispertsio handikoa da; beste taldea errefrakzio-indize baxua eta dispertsio baxua da. Beirazko materialen errefrakzio-indizearen eta dispertsioaren aukerako tartea alderatuz gero, ikusiko dugu material plastikoen errefrakzio-indizearen aukerako tartea oso estua dela, eta material plastiko optiko guztiek errefrakzio-indize nahiko baxua dutela. Oro har, material plastikoen aukera-tartea estuagoa da, eta 10-20 material komertzial mota baino ez daude, eta horrek neurri handi batean mugatzen du diseinu optikoaren askatasuna materialen aldetik.

Errefrakzio-indizea uhin-luzeraren arabera aldatzen da: Material plastiko optikoen errefrakzio-indizea uhin-luzerarekin handitzen da, errefrakzio-indizea apur bat gutxitzen da eta, oro har, nahiko egonkorra da.

Errefrakzio-indizea tenperaturarekin aldatzen da Dn/DT: Plastiko optikoen errefrakzio-indizearen tenperatura-koefizientea beirarena baino 6 eta 50 aldiz handiagoa da, hau da, balio negatiboa, eta horrek esan nahi du tenperatura igotzen den heinean, errefrakzio-indizea gutxitzen dela. Adibidez, 546nm-ko uhin-luzera baterako, -20°C eta 40°C artean, plastikozko materialaren dn/dT balioa -8 eta -15X10^–5/°C artekoa da, eta, aldiz, NBK7 beirazko materialaren balioa 3X10^–6/°C artekoa da.

• Transmitantzia

Transmisioa.

Irudi honi erreferentzia eginez, plastiko optiko gehienek % 90etik gorako transmitantzia dute argi ikusgaiaren bandan; transmitantzia ona dute, halaber, 850 nm eta 940 nm-ko infragorri bandetan, eta hauek ohikoak dira kontsumo-elektronikan. Plastikozko materialen transmitantzia ere neurri batean gutxituko da denborarekin. Arrazoi nagusia da plastikoak eguzkiaren izpi ultramoreak xurgatzen dituela, eta molekula-katea hausten dela degradatzeko eta gurutzatzeko, eta horrek propietate fisiko eta kimikoetan aldaketak eragiten dituela. Makroskopikoki nabarmenena plastikozko materialaren horitzea da.

• Estresaren birfrinkzioa

Lentearen errefrakzioa

Tentsio-birrefrinjentzia (Birrefrinjentzia) materialen propietate optiko bat da. Materialen errefrakzio-indizea polarizazio-egoerarekin eta intzidente-argiaren hedapen-norabidearekin erlazionatuta dago. Materialek errefrakzio-indize desberdinak erakusten dituzte polarizazio-egoera desberdinetarako. Sistema batzuentzat, errefrakzio-indizearen desbideratze hau oso txikia da eta ez du eragin handirik sisteman, baina sistema optiko berezi batzuentzat, desbideratze hau nahikoa da sistemaren errendimenduaren degradazio larria eragiteko.

Plastikozko materialek ez dute ezaugarri anisotropikorik, baina plastikoen injekzio-moldekatzeak tentsio-birrefrinkzioa eragiten du. Arrazoi nagusia injekzio-moldekatzean sortzen den tentsioa eta hoztu ondoren plastikozko makromolekulen antolamendua da. Tentsioa, oro har, injekzio-atakatik gertu kontzentratzen da, beheko irudian ikusten den bezala.

Diseinu eta ekoizpen printzipio orokorra plano optiko eraginkorrean tentsio-birfringencia minimizatzea da, eta horrek lentearen egituraren, injekzio bidezko moldearen eta ekoizpen-parametroen diseinu arrazoizkoa eskatzen du. Hainbat materialen artean, PC materialek tentsio-birfringencia izateko joera handiagoa dute (PMMA materialek baino 10 aldiz handiagoa gutxi gorabehera), eta COP, COC eta PMMA materialek tentsio-birfringencia txikiagoa dute.