પ્લાસ્ટિક સામગ્રી અને ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ એ લઘુચિત્ર લેન્સનો આધાર છે. પ્લાસ્ટિક લેન્સની રચનામાં લેન્સ સામગ્રી, લેન્સ બેરલ, લેન્સ માઉન્ટ, સ્પેસર, શેડિંગ શીટ, પ્રેશર રિંગ સામગ્રી વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

પ્લાસ્ટિક લેન્સ માટે અનેક પ્રકારના લેન્સ મટિરિયલ્સ છે, જે બધા મૂળભૂત રીતે પ્લાસ્ટિક (ઉચ્ચ પરમાણુ પોલિમર) છે. તે થર્મોપ્લાસ્ટિક્સ છે, પ્લાસ્ટિક જે ગરમ થાય ત્યારે નરમ પડે છે અને પ્લાસ્ટિક બની જાય છે, ઠંડુ થાય ત્યારે સખત બને છે અને ફરીથી ગરમ થાય ત્યારે નરમ પડે છે. એક ભૌતિક પરિવર્તન જે ગરમી અને ઠંડકનો ઉપયોગ કરીને પ્રવાહી અને ઘન અવસ્થાઓ વચ્ચે ઉલટાવી શકાય તેવું પરિવર્તન ઉત્પન્ન કરે છે. કેટલીક સામગ્રીની શોધ અગાઉ કરવામાં આવી હતી અને કેટલીક પ્રમાણમાં નવી છે. કેટલીક સામાન્ય હેતુવાળી એપ્લિકેશન પ્લાસ્ટિક છે, અને કેટલીક સામગ્રી ખાસ વિકસિત ઓપ્ટિકલ પ્લાસ્ટિક મટિરિયલ્સ છે, જેનો ઉપયોગ કેટલાક ઓપ્ટિકલ ક્ષેત્રોમાં વધુ ચોક્કસ રીતે થાય છે.

ઓપ્ટિકલ ડિઝાઇનમાં, આપણે વિવિધ કંપનીઓના મટીરીયલ ગ્રેડ જોઈ શકીએ છીએ, જેમ કે EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 વગેરે. તે બધા ચોક્કસ પ્રકારના પ્લાસ્ટિક મટીરીયલના છે, અને નીચેના પ્રકારો વધુ સામાન્ય છે, અને અમે તેમને તેમના દેખાવના સમય અનુસાર સૉર્ટ કરીશું:

પ્લાસ્ટિક લેન્સ

• l PMMA/એક્રેલિક:પોલી(મિથાઈલ મેથાક્રાયલેટ), પોલીમિથાઈલ મેથાક્રાયલેટ (પ્લેક્સીગ્લાસ, એક્રેલિક). તેની સસ્તી કિંમત, ઉચ્ચ ટ્રાન્સમિટન્સ અને ઉચ્ચ યાંત્રિક શક્તિને કારણે, PMMA જીવનમાં સૌથી સામાન્ય કાચનો વિકલ્પ છે. મોટાભાગના પારદર્શક પ્લાસ્ટિક PMMA થી બનેલા હોય છે, જેમ કે પારદર્શક પ્લેટો, પારદર્શક ચમચી અને નાના LED. લેન્સ વગેરે. PMMA નું ઉત્પાદન 1930 ના દાયકાથી મોટા પાયે કરવામાં આવે છે.
• પીએસ:પોલિસ્ટાયરીન, પોલિસ્ટાયરીન, એક રંગહીન અને પારદર્શક થર્મોપ્લાસ્ટિક છે, તેમજ એક એન્જિનિયરિંગ પ્લાસ્ટિક છે, જેનું મોટા પાયે ઉત્પાદન 1930 ના દાયકામાં શરૂ થયું હતું. આપણા જીવનમાં સામાન્ય રીતે જોવા મળતા ઘણા સફેદ ફોમ બોક્સ અને લંચ બોક્સ PS સામગ્રીથી બનેલા છે.
• પીસી:પોલીકાર્બોનેટ, પોલીકાર્બોનેટ, એક રંગહીન અને પારદર્શક આકારહીન થર્મોપ્લાસ્ટિક પણ છે, અને તે સામાન્ય હેતુ માટેનું પ્લાસ્ટિક પણ છે. તે ફક્ત 1960 ના દાયકામાં જ ઔદ્યોગિકરણ પામ્યું હતું. પીસી સામગ્રીનો પ્રભાવ પ્રતિકાર ખૂબ જ સારો છે, સામાન્ય ઉપયોગોમાં પાણી વિતરક ડોલ, ગોગલ્સ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.
• l સીઓપી અને સીઓસી:ચક્રીય ઓલેફિન પોલિમર (COP), ચક્રીય ઓલેફિન પોલિમર; ચક્રીય ઓલેફિન કોપોલિમર (COC) ચક્રીય ઓલેફિન કોપોલિમર, એક આકારહીન પારદર્શક પોલિમર સામગ્રી છે જેમાં રિંગ સ્ટ્રક્ચર હોય છે, જેમાં રિંગમાં કાર્બન-કાર્બન ડબલ બોન્ડ હોય છે. ચક્રીય હાઇડ્રોકાર્બન ચક્રીય ઓલેફિન મોનોમર્સમાંથી સ્વ-પોલિમરાઇઝેશન (COP) અથવા અન્ય અણુઓ (જેમ કે ઇથિલિન) સાથે કોપોલિમરાઇઝેશન (COC) દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. COP અને COC ની લાક્ષણિકતાઓ લગભગ સમાન છે. આ સામગ્રી પ્રમાણમાં નવી છે. જ્યારે તેની શોધ પ્રથમ વખત કરવામાં આવી હતી, ત્યારે તે મુખ્યત્વે કેટલાક ઓપ્ટિકલ સંબંધિત એપ્લિકેશનો માટે ધ્યાનમાં લેવામાં આવતી હતી. હવે તેનો વ્યાપકપણે ફિલ્મ, ઓપ્ટિકલ લેન્સ, ડિસ્પ્લે, મેડિકલ (પેકેજિંગ બોટલ) ઉદ્યોગોમાં ઉપયોગ થાય છે. COP એ 1990 ની આસપાસ ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન પૂર્ણ કર્યું, અને COC એ 2000 પહેલા ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન પૂર્ણ કર્યું.
• l ઓ-પીઈટી:ઓપ્ટિકલ પોલિએસ્ટર ઓપ્ટિકલ પોલિએસ્ટર ફાઇબર, O-PET નું 2010 ના દાયકામાં ઓસાકામાં વ્યાપારીકરણ કરવામાં આવ્યું હતું.

ઓપ્ટિકલ સામગ્રીનું વિશ્લેષણ કરતી વખતે, આપણે મુખ્યત્વે તેમના ઓપ્ટિકલ અને યાંત્રિક ગુણધર્મો સાથે સંબંધિત હોઈએ છીએ.

ઓપ્ટિકલ પીરોપર્ટીઝ

• રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ અને ડિસ્પર્ઝન

રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ અને ડિસ્પરઝન

આ સારાંશ આકૃતિ પરથી જોઈ શકાય છે કે વિવિધ ઓપ્ટિકલ પ્લાસ્ટિક સામગ્રી મૂળભૂત રીતે બે અંતરાલોમાં વિભાજીત થાય છે: એક જૂથ ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ અને ઉચ્ચ વિક્ષેપ છે; બીજો જૂથ ઓછો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ અને ઓછો વિક્ષેપ છે. કાચની સામગ્રીના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ અને વિક્ષેપની વૈકલ્પિક શ્રેણીની તુલના કરતા, આપણે શોધીશું કે પ્લાસ્ટિક સામગ્રીના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સની વૈકલ્પિક શ્રેણી ખૂબ જ સાંકડી છે, અને બધી ઓપ્ટિકલ પ્લાસ્ટિક સામગ્રીમાં પ્રમાણમાં ઓછી રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ હોય છે. સામાન્ય રીતે કહીએ તો, પ્લાસ્ટિક સામગ્રી માટે વિકલ્પોની શ્રેણી સાંકડી છે, અને ફક્ત 10 થી 20 વ્યાપારી સામગ્રી ગ્રેડ છે, જે સામગ્રીના સંદર્ભમાં ઓપ્ટિકલ ડિઝાઇનની સ્વતંત્રતાને મોટાભાગે મર્યાદિત કરે છે.

રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ તરંગલંબાઇ સાથે બદલાય છે: ઓપ્ટિકલ પ્લાસ્ટિક સામગ્રીનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ તરંગલંબાઇ સાથે વધે છે, રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ થોડો ઘટે છે, અને એકંદર પ્રમાણમાં સ્થિર હોય છે.

તાપમાન Dn/DT સાથે રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ બદલાય છે: ઓપ્ટિકલ પ્લાસ્ટિકના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સનો તાપમાન ગુણાંક કાચ કરતા 6 ગણો થી 50 ગણો મોટો હોય છે, જે એક નકારાત્મક મૂલ્ય છે, જેનો અર્થ એ થાય કે જેમ જેમ તાપમાન વધે છે તેમ તેમ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ ઘટે છે. ઉદાહરણ તરીકે, 546nm, -20°C થી 40°C ની તરંગલંબાઇ માટે, પ્લાસ્ટિક સામગ્રીનું dn/dT મૂલ્ય -8 થી -15X10^–5/°C છે, જ્યારે તેનાથી વિપરીત, કાચ સામગ્રી NBK7 નું મૂલ્ય 3X10^–6/°C છે.

• ટ્રાન્સમિટન્સ

ટ્રાન્સમિટન્સ

આ ચિત્રનો સંદર્ભ આપતાં, મોટાભાગના ઓપ્ટિકલ પ્લાસ્ટિકમાં દૃશ્યમાન પ્રકાશ બેન્ડમાં 90% થી વધુ ટ્રાન્સમિટન્સ હોય છે; તેમની પાસે 850nm અને 940nm ના ઇન્ફ્રારેડ બેન્ડ માટે પણ સારી ટ્રાન્સમિટન્સ હોય છે, જે કન્ઝ્યુમર ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં સામાન્ય છે. પ્લાસ્ટિક સામગ્રીનું ટ્રાન્સમિટન્સ પણ સમય જતાં ચોક્કસ હદ સુધી ઘટશે. મુખ્ય કારણ એ છે કે પ્લાસ્ટિક સૂર્યમાં અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોને શોષી લે છે, અને પરમાણુ સાંકળ તૂટી જાય છે અને ક્રોસ-લિંક થાય છે, જેના પરિણામે ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોમાં ફેરફાર થાય છે. સૌથી સ્પષ્ટ મેક્રોસ્કોપિક અભિવ્યક્તિ પ્લાસ્ટિક સામગ્રીનું પીળું પડવું છે.

• તણાવ બાયરફ્રિંજન્સ

લેન્સ રીફ્રેક્શન

સ્ટ્રેસ બાયરફ્રિંજન્સ (બાયરફ્રિંજન્સ) એ સામગ્રીનો એક ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મ છે. સામગ્રીનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ ધ્રુવીકરણ સ્થિતિ અને ઘટના પ્રકાશના પ્રસાર દિશા સાથે સંબંધિત છે. વિવિધ ધ્રુવીકરણ સ્થિતિઓ માટે સામગ્રીઓ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સના વિવિધ સૂચકાંકો દર્શાવે છે. કેટલીક સિસ્ટમો માટે, આ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ વિચલન ખૂબ જ નાનું હોય છે અને સિસ્ટમ પર તેની મોટી અસર થતી નથી, પરંતુ કેટલીક ખાસ ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમો માટે, આ વિચલન સિસ્ટમની કામગીરીમાં ગંભીર ઘટાડો લાવવા માટે પૂરતું છે.

પ્લાસ્ટિક સામગ્રીમાં પોતે એનિસોટ્રોપિક લાક્ષણિકતાઓ હોતી નથી, પરંતુ પ્લાસ્ટિકના ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગથી સ્ટ્રેસ બાયરફ્રિંજન્સનો પરિચય થશે. તેનું મુખ્ય કારણ ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ દરમિયાન રજૂ થતો સ્ટ્રેસ અને ઠંડક પછી પ્લાસ્ટિક મેક્રોમોલેક્યુલ્સની ગોઠવણી છે. સ્ટ્રેસ સામાન્ય રીતે ઇન્જેક્શન પોર્ટની નજીક કેન્દ્રિત હોય છે, જેમ કે નીચેની આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે.

સામાન્ય ડિઝાઇન અને ઉત્પાદન સિદ્ધાંત ઓપ્ટિકલ અસરકારક પ્લેનમાં સ્ટ્રેસ બાયરફ્રિંજન્સને ઘટાડવાનો છે, જેના માટે લેન્સ સ્ટ્રક્ચર, ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ મોલ્ડ અને ઉત્પાદન પરિમાણોની વાજબી ડિઝાઇનની જરૂર છે. ઘણી સામગ્રીઓમાં, પીસી સામગ્રી સ્ટ્રેસ બાયરફ્રિંજન્સ (PMMA સામગ્રી કરતા લગભગ 10 ગણી મોટી) માટે વધુ સંવેદનશીલ હોય છે, અને COP, COC અને PMMA સામગ્રીમાં સ્ટ્રેસ બાયરફ્રિંજન્સ ઓછું હોય છે.