პლასტმასის მასალები და ინექციური ჩამოსხმა წარმოადგენს მინიატურული ლინზების საფუძველს. პლასტმასის ლინზის სტრუქტურა მოიცავს ლინზის მასალას, ლინზის ცილინდრს, ლინზის სამაგრს, შუასადებს, დაჩრდილვის ფურცელს, წნევის რგოლის მასალას და ა.შ.

პლასტმასის ლინზებისთვის არსებობს ლინზების რამდენიმე ტიპი, რომელთაგან ყველა არსებითად პლასტიკურია (მაღალმოლეკულური პოლიმერი). ესენია თერმოპლასტიკები, პლასტმასები, რომლებიც გაცხელებისას არბილებენ და პლასტმასად იქცევიან, გაციებისას მაგრდებიან და ხელახლა გაცხელებისას არბილებენ. ფიზიკური ცვლილება, რომელიც იწვევს შექცევად ცვლილებას თხევად და მყარ მდგომარეობებს შორის გათბობისა და გაგრილების გამოყენებით. ზოგიერთი მასალა უფრო ადრე გამოიგონეს, ზოგი კი შედარებით ახალია. ზოგი ზოგადი დანიშნულების პლასტმასია, ზოგი კი სპეციალურად შემუშავებული ოპტიკური პლასტმასის მასალებია, რომლებიც უფრო კონკრეტულად გამოიყენება ზოგიერთ ოპტიკურ სფეროში.

ოპტიკურ დიზაინში შეიძლება ვნახოთ სხვადასხვა კომპანიის მასალების კლასები, როგორიცაა EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 და ა.შ. ისინი ყველა მიეკუთვნება პლასტმასის მასალის გარკვეულ ტიპს და უფრო გავრცელებულია შემდეგი ტიპები, რომლებსაც ჩვენ დავახარისხებთ მათი გამოჩენის დროის მიხედვით:

პლასტმასის ლინზები

• ლ PMMA/აკრილი:პოლი(მეთილმეტაკრილატი), პოლიმეთილმეტაკრილატი (პლექსიგლასი, აკრილი). იაფი ფასის, მაღალი გამტარობისა და მაღალი მექანიკური სიმტკიცის გამო, PMMA ცხოვრებაში ყველაზე გავრცელებული მინის შემცვლელია. გამჭვირვალე პლასტმასის უმეტესობა, როგორიცაა გამჭვირვალე თეფშები, გამჭვირვალე კოვზები და პატარა LED-ები, ლინზები და ა.შ., დამზადებულია PMMA-სგან. PMMA მასობრივად იწარმოება 1930-იანი წლებიდან.
• პ.ს.:პოლისტიროლი, პოლისტიროლი, არის უფერო და გამჭვირვალე თერმოპლასტიკური, ასევე საინჟინრო პლასტმასი, რომლის მასობრივი წარმოება 1930-იან წლებში დაიწყო. ჩვენს ცხოვრებაში გავრცელებული თეთრი ქაფის ყუთებისა და სადილის ყუთების უმეტესობა დამზადებულია პოლისტიროლის მასალისგან.
• კომპიუტერი:პოლიკარბონატი, პოლიკარბონატი, ასევე უფერო და გამჭვირვალე ამორფული თერმოპლასტიკია და ასევე წარმოადგენს ზოგადი დანიშნულების პლასტმასს. მისი ინდუსტრია მხოლოდ 1960-იან წლებში დაიწყო. PC მასალის დარტყმაგამძლეობა ძალიან კარგია, გავრცელებული გამოყენება მოიცავს წყლის დისპენსერის ვედროებს, სათვალეებს და ა.შ.
• ლ COP და COC:ციკლური ოლეფინის პოლიმერი (COP), ციკლური ოლეფინის პოლიმერი; ციკლური ოლეფინის კოპოლიმერი (COC). ციკლური ოლეფინის კოპოლიმერი არის ამორფული გამჭვირვალე პოლიმერული მასალა რგოლისებრი სტრუქტურით, რგოლში ნახშირბად-ნახშირბადის ორმაგი ბმებით. ციკლური ნახშირწყალბადები მიიღება ციკლური ოლეფინის მონომერებისგან თვითპოლიმერიზაციით (COP) ან კოპოლიმერიზაციით (COC) სხვა მოლეკულებთან (მაგალითად, ეთილენთან) ერთად. COP-ის და COC-ის მახასიათებლები თითქმის იგივეა. ეს მასალა შედარებით ახალია. როდესაც ის პირველად გამოიგონეს, ის ძირითადად განიხილებოდა ოპტიკასთან დაკავშირებული ზოგიერთი დანიშნულებით. ამჟამად ის ფართოდ გამოიყენება ფირების, ოპტიკური ლინზების, დისპლეების, სამედიცინო (შეფუთვის ბოთლების) ინდუსტრიებში. COP-ის სამრეწველო წარმოება დაასრულა დაახლოებით 1990 წელს, ხოლო COC-მა - 2000 წლამდე.
• ლ O-PET:ოპტიკურ-პოლიესტერული ოპტიკურ-პოლიესტერული ბოჭკო, O-PET, კომერციალიზებული იქნა ოსაკაში 2010-იან წლებში.

ოპტიკური მასალის ანალიზისას, ჩვენ ძირითადად ვაკვირდებით მის ოპტიკურ და მექანიკურ თვისებებს.

ოპტიკური pსაკუთრება

• რეფრაქციული ინდექსი და დისპერსია

რეფრაქციული ინდექსი და დისპერსია

ამ შემაჯამებელი დიაგრამიდან ჩანს, რომ სხვადასხვა ოპტიკური პლასტიკური მასალები ძირითადად ორ ინტერვალად იყოფა: ერთი ჯგუფი მაღალი გარდატეხის ინდექსისა და მაღალი დისპერსიისაა; მეორე ჯგუფი კი დაბალი გარდატეხის ინდექსისა და დაბალი დისპერსიისაა. მინის მასალების გარდატეხის ინდექსისა და დისპერსიის დამატებითი დიაპაზონის შედარებისას, აღმოვაჩენთ, რომ პლასტიკური მასალების გარდატეხის ინდექსის დამატებითი დიაპაზონი ძალიან ვიწროა და ყველა ოპტიკურ პლასტმასის მასალას შედარებით დაბალი გარდატეხის ინდექსი აქვს. ზოგადად, პლასტიკური მასალების ვარიანტების დიაპაზონი უფრო ვიწროა და მხოლოდ 10-დან 20-მდე კომერციული მასალის კლასი არსებობს, რაც მნიშვნელოვნად ზღუდავს ოპტიკური დიზაინის თავისუფლებას მასალების თვალსაზრისით.

გარდატეხის ინდექსი იცვლება ტალღის სიგრძესთან ერთად: ოპტიკური პლასტიკური მასალების გარდატეხის ინდექსი იზრდება ტალღის სიგრძესთან ერთად, გარდატეხის ინდექსი ოდნავ მცირდება და საერთო ჯამში შედარებით სტაბილურია.

ტემპერატურის ცვალებადობა Dn/DT: ოპტიკური პლასტმასის გარდატეხის ინდექსის ტემპერატურული კოეფიციენტი 6-დან 50-ჯერ მეტია მინისაზე, რაც უარყოფითი მნიშვნელობაა, რაც ნიშნავს, რომ ტემპერატურის მატებასთან ერთად გარდატეხის ინდექსი მცირდება. მაგალითად, 546 ნმ ტალღის სიგრძისთვის, -20°C-დან 40°C-მდე, პლასტმასის მასალის dn/dT მნიშვნელობა არის -8-დან -15X10^–5/°C-მდე, მაშინ როცა, ამის საპირისპიროდ, მინის მასალის NBK7 მნიშვნელობა არის 3X10^–6/°C.

• გამტარობა

გადაცემა

ამ სურათის მიხედვით, ოპტიკური პლასტმასის უმეტესობას ხილული სინათლის დიაპაზონში 90%-ზე მეტი გამტარობა აქვს; მათ ასევე კარგი გამტარობა აქვთ 850 ნმ და 940 ნმ ინფრაწითელ დიაპაზონებში, რომლებიც ფართოდ არის გავრცელებული სამომხმარებლო ელექტრონიკაში. პლასტმასის მასალების გამტარობა დროთა განმავლობაში გარკვეულწილად შემცირდება. მთავარი მიზეზი ის არის, რომ პლასტმასი შთანთქავს მზის ულტრაიისფერ სხივებს და მოლეკულური ჯაჭვი იშლება, იშლება და ჯვარედინი კავშირი იქმნება, რაც იწვევს ფიზიკური და ქიმიური თვისებების ცვლილებებს. ყველაზე აშკარა მაკროსკოპული გამოვლინებაა პლასტმასის მასალის გაყვითლება.

• დაძაბულობის ორმაგი რეფრაქცია

ლინზის რეფრაქცია

დაძაბულობის ორმაგი გარდატეხა (ორმაგობა) მასალების ოპტიკური თვისებაა. მასალების გარდატეხის ინდექსი დაკავშირებულია პოლარიზაციის მდგომარეობასთან და დაცემული სინათლის გავრცელების მიმართულებასთან. მასალები ავლენენ გარდატეხის სხვადასხვა ინდექსს სხვადასხვა პოლარიზაციის მდგომარეობებისთვის. ზოგიერთი სისტემისთვის, გარდატეხის ინდექსის ეს გადახრა ძალიან მცირეა და დიდ გავლენას არ ახდენს სისტემაზე, მაგრამ ზოგიერთი სპეციალური ოპტიკური სისტემისთვის ეს გადახრა საკმარისია სისტემის მუშაობის სერიოზული გაუარესებისთვის.

პლასტმასის მასალებს თავად არ აქვთ ანიზოტროპული მახასიათებლები, მაგრამ პლასტმასის ინექციური ჩამოსხმა იწვევს დაძაბულობის ორმაგ თრგუნვას. მთავარი მიზეზი არის ინექციური ჩამოსხმის დროს წარმოქმნილი დაძაბულობა და პლასტმასის მაკრომოლეკულების განლაგება გაგრილების შემდეგ. დაძაბულობა, როგორც წესი, კონცენტრირებულია ინექციის პორტთან ახლოს, როგორც ეს ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაზე.

ზოგადი დიზაინისა და წარმოების პრინციპია ოპტიკურ ეფექტურ სიბრტყეში დაძაბულობის ორმაგი გარდატეხის მინიმიზაცია, რაც მოითხოვს ლინზის სტრუქტურის, ინექციური ჩამოსხმის ყალიბისა და წარმოების პარამეტრების გონივრულ დიზაინს. რამდენიმე მასალას შორის, PC მასალები უფრო მიდრეკილია დაძაბულობის ორმაგი გარდატეხისკენ (დაახლოებით 10-ჯერ მეტი, ვიდრე PMMA მასალები), ხოლო COP, COC და PMMA მასალებს აქვთ უფრო დაბალი დაძაბულობის ორმაგი გარდატეხა.