Хуванцар материал болон шахах хэв нь жижигрүүлсэн линзний үндэс суурь болдог. Хуванцар линзний бүтцэд линзний материал, линзний гол, линзний бэхэлгээ, зай, сүүдэрлэх хуудас, даралтын цагирагны материал гэх мэт орно.

Хуванцар линзний хэд хэдэн төрлийн линзний материал байдаг бөгөөд эдгээр нь бүгд үндсэндээ хуванцар (өндөр молекулын полимер) юм. Эдгээр нь термопластик буюу халаахад зөөлөрч, хуванцар болж, хөргөхөд хатуурч, дахин халаахад зөөлөрдөг хуванцар юм. Халаах, хөргөх замаар шингэн ба хатуу төлөвийн хооронд эргэлт буцалтгүй өөрчлөлтийг бий болгодог физик өөрчлөлт. Зарим материалыг өмнө нь зохион бүтээсэн бөгөөд зарим нь харьцангуй шинэ. Зарим нь ерөнхий зориулалттай хуванцар, зарим материал нь тусгайлан боловсруулсан оптик хуванцар материал бөгөөд зарим оптик салбарт илүү тодорхой хэрэглэгддэг.

Оптик дизайнд бид EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 гэх мэт янз бүрийн компанийн материалын зэрэглэлийг харж болно. Эдгээр нь бүгд тодорхой төрлийн хуванцар материалд хамаардаг бөгөөд дараах төрлүүд нь илүү түгээмэл байдаг бөгөөд бид тэдгээрийг гадаад төрхийн хугацаагаар нь ангилах болно.

Хуванцар линз

• л PMMA/Акрил:Поли (метил метакрилат), полиметил метакрилат (плексигласс, акрил). Хямд үнэ, өндөр дамжуулалт, өндөр механик бат бөх чанараараа PMMA нь амьдрал дахь хамгийн түгээмэл шил орлуулагч юм. Ихэнх тунгалаг хуванцарууд, тухайлбал тунгалаг хавтан, тунгалаг халбага, жижиг LED гэх мэт PMMA-аар хийгдсэн байдаг. PMMA нь 1930-аад оноос хойш олноор үйлдвэрлэгдэж ирсэн.
• Жич:Полистирол буюу полистирол нь өнгөгүй, тунгалаг термопластик бөгөөд 1930-аад онд олноор үйлдвэрлэгдэж эхэлсэн инженерийн хуванцар юм. Бидний амьдралд түгээмэл хэрэглэгддэг цагаан хөөсөн хайрцаг болон өдрийн хоолны хайрцагнуудын ихэнх нь PS материалаар хийгдсэн байдаг.
• Компьютер:Поликарбонат буюу поликарбонат нь өнгөгүй, тунгалаг аморф термопластик бөгөөд ерөнхий зориулалттай хуванцар юм. Энэ нь зөвхөн 1960-аад онд үйлдвэрлэгдсэн. PC материалын цохилтод тэсвэртэй байдал маш сайн бөгөөд түгээмэл хэрэглэгддэг хэрэглээнд ус түгээгч хувин, нүдний шил гэх мэт орно.
• l COP & COC:Цикл олефин полимер (COP), Цикл олефин полимер; Цикл олефины сополимер (COC) Цикл олефины сополимер нь цагираг бүтэцтэй, цагирагтаа нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн давхар холбоо бүхий аморф тунгалаг полимер материал юм. Цикл нүүрсустөрөгчийг цикл олефин мономеруудаас өөрөө полимержих (COP) эсвэл бусад молекулуудтай (этилен гэх мэт) сополимержих (COC) аргаар гаргаж авдаг. COP болон COC-ийн шинж чанарууд бараг ижил байдаг. Энэ материал нь харьцангуй шинэ юм. Анх зохион бүтээгдэхдээ голчлон оптиктай холбоотой зарим хэрэглээнд зориулагдсан гэж үздэг байсан. Одоо кино, оптик линз, дэлгэц, анагаах ухаан (сав баглаа боодлын шил) салбарт өргөн хэрэглэгддэг. COP нь 1990 оны орчимд үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлийг дуусгасан бөгөөд COC нь 2000 оноос өмнө үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлийг дуусгасан.
• l O-PET:Оптик полиэстр оптик полиэстр шилэн болох O-PET-ийг 2010-аад онд Осакад худалдаанд гаргасан.

Оптик материалыг шинжлэхдээ бид голчлон тэдгээрийн оптик болон механик шинж чанаруудыг анхаарч үздэг.

Оптик pРопертис

• Хугарлын индекс ба тархалт

Хугарлын индекс ба тархалт

Энэхүү хураангуй диаграммаас харахад янз бүрийн оптик хуванцар материалууд үндсэндээ хоёр интервалд хуваагддаг: нэг бүлэг нь өндөр хугарлын индекс ба өндөр дисперс; нөгөө бүлэг нь бага хугарлын индекс ба бага дисперс юм. Шилэн материалын хугарлын индекс ба дисперсийн нэмэлт хүрээг харьцуулж үзвэл хуванцар материалын хугарлын индексийн нэмэлт хүрээ маш нарийхан бөгөөд бүх оптик хуванцар материалууд харьцангуй бага хугарлын индекстэй болохыг олж мэдэх болно. Ерөнхийдөө хуванцар материалын сонголтын хүрээ илүү нарийхан бөгөөд ердөө 10-20 орчим арилжааны материалын зэрэг байдаг нь материалын хувьд оптик дизайны эрх чөлөөг ихээхэн хязгаарладаг.

Хугарлын илтгэгч нь долгионы уртаас хамааран өөрчлөгддөг: Оптик хуванцар материалын хугарлын илтгэгч нь долгионы уртаас хамааран нэмэгдэж, хугарлын илтгэгч бага зэрэг буурч, ерөнхийдөө харьцангуй тогтвортой байдаг.

Хугарлын илтгэгч Dn/DT температуртай хамт өөрчлөгддөг: Оптик хуванцарын хугарлын илтгэгчийн температурын коэффициент нь шилнийхээс 6-50 дахин их бөгөөд энэ нь сөрөг утга бөгөөд температур нэмэгдэхийн хэрээр хугарлын илтгэгч буурдаг гэсэн үг юм. Жишээлбэл, 546 нм долгионы урттай, -20°C-аас 40°C хүртэлх температурт хуванцар материалын dn/dT утга нь -8-аас -15X10^–5/°C байдаг бол NBK7 шилэн материалын утга нь 3X10^–6/°C байна.

• Дамжуулах чадвар

Дамжуулах чадвар

Энэ зургийг авч үзвэл, ихэнх оптик хуванцарууд нь харагдах гэрлийн зурваст 90%-иас дээш дамжуулалттай байдаг; мөн хэрэглээний электроникт түгээмэл байдаг 850нм ба 940нм хэт улаан туяаны зурваст сайн дамжуулалттай байдаг. Хуванцар материалын дамжуулалт цаг хугацааны явцад тодорхой хэмжээгээр буурдаг. Гол шалтгаан нь хуванцар нь нарны хэт ягаан туяаг шингээж, молекулын гинж нь задарч, хөндлөн холбоос үүсгэж, физик болон химийн шинж чанарт өөрчлөлт оруулдагт оршино. Хамгийн тод макроскопийн илрэл бол хуванцар материалын шарлалт юм.

• Стрессийн хоёр талт байдал

Линзний хугарал

Стрессийн хоёр хугарал (хоёр хугарал) нь материалын оптик шинж чанар юм. Материалын хугарлын индекс нь тусах гэрлийн туйлшралын төлөв болон тархалтын чиглэлтэй холбоотой байдаг. Материалууд нь туйлшралын өөр өөр төлөвт хугарлын индексүүдээ өөр өөрөөр харуулдаг. Зарим системийн хувьд энэхүү хугарлын индексийн хазайлт нь маш бага бөгөөд системд тийм ч их нөлөө үзүүлдэггүй боловч зарим тусгай оптик системийн хувьд энэ хазайлт нь системийн гүйцэтгэлийг ноцтой доройтуулахад хангалттай байдаг.

Хуванцар материалууд нь өөрөө анизотроп шинж чанартай байдаггүй боловч хуванцарыг шахаж хэвлэх нь стрессийн хоёр хугарлыг бий болгодог. Гол шалтгаан нь шахаж хэвлэх явцад үүссэн стресс болон хөргөлтийн дараа хуванцар макромолекулуудын зохион байгуулалт юм. Доорх зурагт үзүүлсэн шиг стресс нь ерөнхийдөө шахах портын ойролцоо төвлөрдөг.

Ерөнхий дизайн болон үйлдвэрлэлийн зарчим нь оптик үр дүнтэй хавтгайд стрессийн хоёр хугарлыг багасгах явдал бөгөөд энэ нь линзний бүтэц, шахах хэв болон үйлдвэрлэлийн параметрүүдийг боломжийн байдлаар зохион бүтээхийг шаарддаг. Хэд хэдэн материалын дотроос PC материалууд нь стрессийн хоёр хугаралд илүү өртөмтгий байдаг (PMMA материалаас ойролцоогоор 10 дахин том) бөгөөд COP, COC, PMMA материалууд нь стрессийн хоёр хугарлыг багасгадаг.