Plastikmaterialien a Sprëtzguss sinn d'Basis fir miniaturiséiert Lënsen. D'Struktur vun der Plastiklëns ëmfaasst Lënsenmaterial, Lënsenhaus, Lënsenhalterung, Distanzscheiben, Schiermfolien, Drockringmaterial, etc.

Et gëtt verschidden Zorte vu Lënsenmaterialien fir Plastiklënsen, déi all am Fong aus Plastik (héichmolekularem Polymer) bestinn. Et sinn Thermoplasten, Plastik, déi sech beim Erhëtzen mëllen a Plastik ginn, beim Ofkille verhärten a beim Erhëtzen nees mëll ginn. Eng physikalesch Ännerung, déi e reversible Wiessel tëscht flëssegem a festem Zoustand duerch Erhëtzen a Kille produzéiert. E puer Materialien goufen schonn erfonnt, anerer si relativ nei. E puer si Plastik fir allgemeng Uwendungen, an e puer Materialien si speziell entwéckelt optesch Plastikmaterialien, déi méi spezifesch a verschiddenen optesche Beräicher benotzt ginn.

Am opteschen Design kënne mir d'Materialqualitéite vu verschiddene Firmen gesinn, wéi EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 a sou weider. Si gehéieren all zu enger bestëmmter Aart vu Plastikmaterial, an déi folgend Zorte si méi heefeg, a mir wäerten se no hirer Erscheinungszäit sortéieren:

D'Plastikslënsen

• PMMA/Acryl:Poly(methylmethacrylat), Polymethylmethacrylat (Plexiglas, Acryl). Wéinst sengem bëllege Präis, héijer Transmittanz a héijer mechanescher Stäerkt ass PMMA deen heefegsten Ersatz fir Glas. Déi meescht transparent Plastik sinn aus PMMA gemaach, wéi transparent Telleren, transparent Läffelen a kleng LEDs, Lënsen etc. PMMA gëtt zënter den 1930er Joren a Masse produzéiert.
• PS:Polystyrol, Polystyrol, ass e faarflosen an transparenten Thermoplast, souwéi en Ingenieursplastik, deen an den 1930er Joren ugefaangen huet ze masseproduzéieren. Vill vun de wäisse Schaumstoffkëschten a Lunchboxen, déi an eisem Liewe üblech sinn, si aus PS-Materialien hiergestallt.
• PC:Polycarbonat, Polycarbonat, ass och e faarflosen an transparenten amorphen Thermoplast, an et ass och e Plastik fir allgemeng Zwecker. E gouf eréischt an den 1960er Joren industrialiséiert. D'Schlagfestigkeit vum PC-Material ass ganz gutt, üblech Uwendungen enthalen Waasserspender-Eemer, Schutzbrëller, etc.
• l COP & COC:Zykleschen Olefinpolymer (COP), Zykleschen Olefinpolymer; Zykleschen Olefincopolymer (COC) E Zykleschen Olefincopolymer ass en amorpht transparent Polymermaterial mat enger Rankstruktur, mat Kuelestoff-Kuelestoff-Duebelbindungen am Rank. Déi zyklisch Kuelewaasserstoffer ginn aus zyklischen Olefinmonomeren duerch Selbstpolymerisatioun (COP) oder Copolymerisatioun (COC) mat anere Molekülen (wéi Ethylen) hiergestallt. D'Charakteristike vu COP a COC si bal déiselwecht. Dëst Material ass relativ nei. Wéi et fir d'éischt erfonnt gouf, gouf et haaptsächlech fir e puer optesch Uwendungen ugesinn. Elo gëtt et wäit verbreet an der Filmindustrie, optescher Lënsenindustrie, Displayindustrie a Medizinindustrie (Verpackungsfläschenindustrie). COP gouf ëm 1990 industriell produzéiert, a COC gouf virum Joer 2000 industriell produzéiert.
• l O-PET:Optesch Polyesterfaser, O-PET, gouf an den 2010er Joren zu Osaka kommerzialiséiert.

Wann mir en optescht Material analyséieren, konzentréiere mir eis haaptsächlech op seng optesch an mechanesch Eegeschaften.

Optesch pEegeschafte

• Breechungsindex & Dispersioun

Breechungsindex an Dispersioun

Aus dësem Zesummefassungsdiagramm kann een erkennen, datt verschidden optesch Plastikmaterialien am Fong an zwou Kategorien agedeelt ginn: eng Grupp huet en héije Breechungsindex an eng héich Dispersioun; déi aner Grupp huet en nidderegen Breechungsindex an eng niddreg Dispersioun. Wann ee de optionalen Intervall vum Breechungsindex an der Dispersioun vu Glasmaterialien vergläicht, stelle mer fest, datt den optionalen Intervall vum Breechungsindex vu Plastikmaterialien ganz enk ass, an all optesch Plastikmaterialien hunn e relativ nidderegen Breechungsindex. Am Allgemengen ass d'Auswiel u Plastikmaterialien méi enk, an et gëtt nëmmen ongeféier 10 bis 20 kommerziell Materialqualitéiten, wat d'Fräiheet vum opteschen Design a punkto Materialien staark limitéiert.

De Breechungsindex variéiert mat der Wellelängt: De Breechungsindex vun optesche Plastikmaterialien klëmmt mat der Wellelängt, de Breechungsindex hëlt liicht of, an d'Gesamtbild ass relativ stabil.

De Breechungsindex ännert sech mat der Temperatur Dn/DT: Den Temperaturkoeffizient vum Breechungsindex vun optesche Plastik ass 6 bis 50 Mol méi grouss wéi dee vu Glas, wat e negativen Wäert ass, dat heescht, datt de Breechungsindex mat der Erhéijung vun der Temperatur erofgeet. Zum Beispill, fir eng Wellelängt vu 546 nm, -20 °C bis 40 °C, ass den dn/dT-Wäert vum Plastikmaterial -8 bis -15X10^–5/°C, während de Wäert vum Glasmaterial NBK7 am Géigesaz 3X10^–6/°C ass.

• Transmittanz

D'Transmittanz

Wann een sech dëst Bild ukuckt, hunn déi meescht optesch Plastik eng Transmittanz vu méi wéi 90% am siichtbare Liichtband; si hunn och eng gutt Transmittanz fir d'Infraroutbänner vun 850 nm an 940 nm, déi an der Konsumentelektronik üblech sinn. D'Transmittanz vu Plastikmaterialien hëlt och mat der Zäit bis zu engem gewësse Grad of. Den Haaptgrond ass, datt de Plastik d'UV-Stralen vun der Sonn absorbéiert, an d'Molekülkette brécht fir ofzebauen a sech ze vernetzten, wat zu Verännerungen an de physikaleschen a chemeschen Eegeschafte féiert. Déi offensichtlechst makroskopesch Manifestatioun ass d'Vergilbung vum Plastikmaterial.

• Stress-Duerbrechung

Lënsenrefraktioun

Spannungsduerbrechung (Birefringence) ass eng optesch Eegeschaft vu Materialien. De Breechungsindex vu Materialien hänkt mam Polarisatiounszoustand an der Ausbreedungsrichtung vum afalenden Liicht zesummen. Materialien weisen ënnerschiddlech Breechungsindizes fir ënnerschiddlech Polarisatiounszoustänn op. Fir verschidde Systemer ass dës Ofwäichung vum Breechungsindex ganz kleng an huet keen groussen Impakt op de System, awer fir verschidde speziell optesch Systemer ass dës Ofwäichung genuch fir eng eescht Verschlechterung vun der Systemleistung ze verursaachen.

Plastikmaterialien selwer hunn keng anisotrop Charakteristiken, awer beim Sprëtzguss vu Plastik féiert Spannungsduebelbriechung zur Verfügung. Den Haaptgrond ass d'Spannung, déi beim Sprëtzguss entsteet, an d'Arrangement vu Plastikmakromoleküle nom Ofkille. D'Spannung konzentréiert sech meeschtens no beim Injektiounsport, wéi an der Figur hei ënnendrënner gewisen.

De generelle Prinzip vun Design a Produktioun ass et, d'Spannungsduebelbriechen an der optescher effektiver Fläch ze minimiséieren, wat e vernünftege Plang vun der Lënsenstruktur, der Sprëtzgussform an de Produktiounsparameter erfuerdert. Ënnert verschiddene Materialien si PC-Materialien méi ufälleg fir Spannungsduebelbriechen (ongeféier 10-mol méi grouss wéi PMMA-Materialien), a COP-, COC- a PMMA-Materialien hunn eng méi niddreg Spannungsduebelbriechen.