Пластикалык материалдар жана куюу ыкмасы миниатюралык линзалардын негизи болуп саналат. Пластикалык линзанын түзүлүшүнө линза материалы, линза цилиндри, линза бекиткичи, аралык, көлөкө түшүрүүчү барак, басым шакекчесинин материалы ж.б. кирет.

Пластикалык линзалар үчүн линза материалдарынын бир нече түрү бар, алардын баары негизинен пластик (жогорку молекулярдык полимер) болуп саналат. Алар термопластикалар, ысытылганда жумшарып, пластикке айланган, муздатылганда катууланган жана кайра ысытылганда жумшарган пластиктер. Ысытуу жана муздатуу аркылуу суюк жана катуу абалдардын ортосунда кайтарымдуу өзгөрүүнү пайда кылган физикалык өзгөрүү. Айрым материалдар мурда ойлоп табылган, ал эми айрымдары салыштырмалуу жаңы. Айрымдары жалпы максаттагы колдонулуучу пластиктер, ал эми кээ бир материалдар атайын иштелип чыккан оптикалык пластик материалдары болуп саналат, алар кээ бир оптикалык тармактарда көбүрөөк колдонулат.

Оптикалык дизайнда биз EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 жана башка ар кандай компаниялардын материалдык класстарын көрүшүбүз мүмкүн. Алардын баары белгилүү бир түрдөгү пластикалык материалга кирет жана төмөнкү түрлөрү көбүрөөк кездешет, биз аларды пайда болуу убактысына жараша сорттойбуз:

Пластикалык линзалар

• l PMMA/Акрил:Поли (метилметакрилат), полиметилметакрилат (плексигласс, акрил). Арзан баасы, жогорку өткөрүмдүүлүгү жана жогорку механикалык бекемдигинен улам, PMMA жашоодо эң көп кездешкен айнек алмаштыруучу болуп саналат. Тунук пластиктердин көпчүлүгү, мисалы, тунук тарелкалар, тунук кашыктар жана кичинекей светодиоддор, линзалар ж.б. PMMAдан жасалат. PMMA 1930-жылдардан бери массалык түрдө өндүрүлүп келет.
• П.С.:Полистирол, полистирол, түссүз жана тунук термопластик, ошондой эле инженердик пластик болуп саналат, ал 1930-жылдары массалык түрдө өндүрүлө баштаган. Жашообузда кеңири таралган ак көбүктүү кутучалардын жана түшкү тамак кутучаларынын көбү PS материалдарынан жасалган.
• ЖК:Поликарбонат, поликарбонат, ошондой эле түссүз жана тунук аморфтук термопластик жана жалпы максаттагы пластик. Ал 1960-жылдары гана өнөр жайлашкан. ЖК материалынын соккуга туруктуулугу абдан жакшы, кеңири таралган колдонмолорго суу диспенсер чакалары, көз айнектер ж.б. кирет.
• l COP & COC:Циклдик олефин полимери (COP), Циклдик олефин полимери; Циклдик олефин сополимери (COC) Циклдик олефин сополимери – шакекче түзүлүшү бар, шакекчеде көмүртек-көмүртек кош байланыштары бар аморфтук тунук полимер материалы. Циклдик углеводороддор циклдик олефин мономерлеринен өзүн-өзү полимерлөө (COP) же башка молекулалар (мисалы, этилен) менен сополимерлөө (COC) аркылуу жасалат. COP жана COC мүнөздөмөлөрү дээрлик бирдей. Бул материал салыштырмалуу жаңы. Алгач ойлоп табылганда, ал негизинен оптикага байланыштуу кээ бир колдонмолор үчүн каралган. Азыр ал пленка, оптикалык линза, дисплей, медициналык (таңгактоочу бөтөлкө) тармактарында кеңири колдонулат. COP өнөр жай өндүрүшүн 1990-жылдары, ал эми COC өнөр жай өндүрүшүн 2000-жылга чейин аяктаган.
• l O-PET:Оптикалык полиэстер оптикалык полиэстер буласы, O-PET, 2010-жылдары Осакада коммерциялаштырылган.

Оптикалык материалды талдоодо биз негизинен алардын оптикалык жана механикалык касиеттерине көңүл бурабыз.

Оптикалык бРопертилер

• Сынуу көрсөткүчү жана дисперсиясы

Сынуу көрсөткүчү жана дисперсия

Бул кыскача диаграммадан көрүнүп тургандай, ар кандай оптикалык пластикалык материалдар негизинен эки интервалга бөлүнөт: бир топ жогорку сынуу көрсөткүчү жана жогорку дисперсия; экинчи топ төмөнкү сынуу көрсөткүчү жана төмөнкү дисперсия. Айнек материалдарынын сынуу көрсөткүчүнүн жана дисперсиясынын кошумча диапазонун салыштырып көрсөк, пластикалык материалдардын сынуу көрсөткүчүнүн кошумча диапазону өтө тар экенин жана бардык оптикалык пластикалык материалдардын сынуу көрсөткүчү салыштырмалуу төмөн экенин көрөбүз. Жалпысынан алганда, пластикалык материалдардын варианттарынын диапазону тарыраак жана коммерциялык материалдардын 10дон 20га чейинки класстары гана бар, бул материалдар жагынан оптикалык дизайндын эркиндигин көбүнчө чектейт.

Сынуу көрсөткүчү толкун узундугуна жараша өзгөрөт: Оптикалык пластикалык материалдардын сынуу көрсөткүчү толкун узундугуна жараша жогорулайт, сынуу көрсөткүчү бир аз төмөндөйт жана жалпысынан салыштырмалуу туруктуу.

Сынуу көрсөткүчү Dn/DT температурасы менен өзгөрөт: Оптикалык пластиктердин сынуу көрсөткүчүнүн температуралык коэффициенти айнектикине караганда 6 эседен 50 эсеге чейин чоң, бул терс маани, башкача айтканда, температура жогорулаган сайын сынуу көрсөткүчү төмөндөйт. Мисалы, 546 нм толкун узундугунда, -20°Cден 40°Cге чейин, пластик материалынын dn/dT мааниси -8ден -15X10^–5/°Cге чейин, ал эми NBK7 айнек материалынын мааниси 3X10^–6/°Cге барабар.

• Өткөрүү

Өткөргүчтүк

Бул сүрөткө кайрылсак, көпчүлүк оптикалык пластиктердин көрүнгөн жарык тилкесинде өткөрүмдүүлүгү 90% дан ашат; ошондой эле алар керектөөчү электроникада кеңири таралган 850 нм жана 940 нм инфракызыл тилкелери үчүн жакшы өткөрүмдүүлүккө ээ. Пластикалык материалдардын өткөрүмдүүлүгү да убакыттын өтүшү менен белгилүү бир деңгээлде төмөндөйт. Негизги себеби, пластик күндүн ультрафиолет нурларын сиңирип алат, ал эми молекулярдык чынжыр бузулуп, кайчылаш байланышка өтүп, физикалык жана химиялык касиеттеринин өзгөрүшүнө алып келет. Эң ачык макроскопиялык көрүнүш - бул пластикалык материалдын саргайышы.

• Стресс кош сынуусу

Линзанын сынышы

Чыңалуу кош сынуусу (Бир сынуу) - бул материалдардын оптикалык касиети. Материалдардын сынуу көрсөткүчү түшкөн жарыктын поляризация абалы жана таралуу багыты менен байланыштуу. Материалдар ар кандай поляризация абалдары үчүн ар кандай сынуу көрсөткүчтөрүн көрсөтөт. Айрым системалар үчүн бул сынуу көрсөткүчүнүн четтөөсү өтө кичинекей жана системага чоң таасир этпейт, бирок кээ бир атайын оптикалык системалар үчүн бул четтөө системанын иштешинин олуттуу начарлашына алып келет.

Пластик материалдардын өзүндө анизотроптук мүнөздөмөлөр жок, бирок пластмассаны куюп калыптоо чыңалуу кош сынууну пайда кылат. Негизги себеби - куюп калыптоо учурунда пайда болгон чыңалуу жана муздагандан кийин пластикалык макромолекулалардын жайгашуусу. Төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөндөй, чыңалуу, адатта, куюу портунун жанында топтолгон.

Жалпы долбоорлоо жана өндүрүш принциби оптикалык эффективдүү тегиздиктеги чыңалуу кош сынуусун минималдаштыруу болуп саналат, бул линзанын түзүлүшүн, куюу калыптарын жана өндүрүш параметрлерин акылга сыярлык долбоорлоону талап кылат. Бир нече материалдардын ичинен PC материалдары чыңалуу кош сынуусуна көбүрөөк дуушар болушат (PMMA материалдарына караганда болжол менен 10 эсе чоң), ал эми COP, COC жана PMMA материалдары чыңалуу кош сынуусуна төмөн.