प्लास्टिक मटेरियल आणि इंजेक्शन मोल्डिंग हे लघु लेन्ससाठी आधार आहेत. प्लास्टिक लेन्सच्या रचनेत लेन्स मटेरियल, लेन्स बॅरल, लेन्स माउंट, स्पेसर, शेडिंग शीट, प्रेशर रिंग मटेरियल इत्यादींचा समावेश आहे.

प्लास्टिक लेन्ससाठी अनेक प्रकारचे लेन्स मटेरियल आहेत, जे सर्व मूलतः प्लास्टिक (उच्च आण्विक पॉलिमर) आहेत. ते थर्मोप्लास्टिक्स आहेत, प्लास्टिक जे मऊ होतात आणि गरम केल्यावर प्लास्टिक बनतात, थंड केल्यावर कडक होतात आणि पुन्हा गरम केल्यावर मऊ होतात. एक भौतिक बदल जो गरम आणि थंड करून द्रव आणि घन अवस्थेत उलट बदल निर्माण करतो. काही साहित्यांचा शोध आधी लावण्यात आला होता आणि काही तुलनेने नवीन आहेत. काही सामान्य-उद्देशीय अनुप्रयोग प्लास्टिक आहेत आणि काही साहित्य विशेषतः विकसित ऑप्टिकल प्लास्टिक मटेरियल आहेत, जे काही ऑप्टिकल क्षेत्रात अधिक विशिष्टपणे वापरले जातात.

ऑप्टिकल डिझाइनमध्ये, आपण EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 इत्यादी विविध कंपन्यांचे मटेरियल ग्रेड पाहू शकतो. ते सर्व एका विशिष्ट प्रकारच्या प्लास्टिक मटेरियलचे आहेत आणि खालील प्रकार अधिक सामान्य आहेत आणि आम्ही त्यांच्या दिसण्याच्या वेळेनुसार त्यांची क्रमवारी लावू:

प्लास्टिक लेन्स

• l पीएमएमए/अ‍ॅक्रेलिक:पॉली(मिथाइल मेथाक्रिलेट), पॉलीमिथाइल मेथाक्रिलेट (प्लेक्सिग्लास, अॅक्रेलिक). स्वस्त किंमत, उच्च ट्रान्समिटेन्स आणि उच्च यांत्रिक शक्तीमुळे, पीएमएमए हा जीवनात सर्वात सामान्य काचेचा पर्याय आहे. बहुतेक पारदर्शक प्लास्टिक पीएमएमएपासून बनलेले असतात, जसे की पारदर्शक प्लेट्स, पारदर्शक चमचे आणि लहान एलईडी. लेन्स इ. पीएमएमएचे १९३० पासून मोठ्या प्रमाणात उत्पादन केले जात आहे.
• पुनश्च:पॉलिस्टीरिन, पॉलिस्टीरिन, एक रंगहीन आणि पारदर्शक थर्माप्लास्टिक आहे, तसेच एक अभियांत्रिकी प्लास्टिक आहे, ज्याचे मोठ्या प्रमाणात उत्पादन १९३० च्या दशकात सुरू झाले. आपल्या जीवनात सामान्य असलेले अनेक पांढरे फोम बॉक्स आणि लंच बॉक्स PS मटेरियलपासून बनलेले असतात.
• पीसी:पॉली कार्बोनेट, पॉली कार्बोनेट, हे देखील एक रंगहीन आणि पारदर्शक अनाकार थर्माप्लास्टिक आहे आणि ते एक सामान्य वापराचे प्लास्टिक देखील आहे. ते फक्त 1960 च्या दशकात औद्योगिकीकरण झाले होते. पीसी मटेरियलचा प्रभाव प्रतिरोध खूप चांगला आहे, सामान्य अनुप्रयोगांमध्ये वॉटर डिस्पेंसर बादल्या, गॉगल्स इत्यादींचा समावेश आहे.
• l सीओपी आणि सीओसी:चक्रीय ओलेफिन पॉलिमर (COP), चक्रीय ओलेफिन पॉलिमर; चक्रीय ओलेफिन कोपॉलिमर (COC) चक्रीय ओलेफिन कोपॉलिमर, हा एक आकारहीन पारदर्शक पॉलिमर पदार्थ आहे ज्याची रिंग स्ट्रक्चर असते, ज्याच्या रिंगमध्ये कार्बन-कार्बन दुहेरी बंध असतात. चक्रीय हायड्रोकार्बन हे चक्रीय ओलेफिन मोनोमर्सपासून सेल्फ-पॉलिमरायझेशन (COP) किंवा इतर रेणूंसह (जसे की इथिलीन) कोपॉलिमरायझेशन (COC) द्वारे बनवले जातात. COP आणि COC ची वैशिष्ट्ये जवळजवळ सारखीच आहेत. ही सामग्री तुलनेने नवीन आहे. जेव्हा याचा शोध पहिल्यांदा लागला तेव्हा त्याचा प्रामुख्याने काही ऑप्टिकल संबंधित अनुप्रयोगांसाठी विचार केला जात असे. आता ते फिल्म, ऑप्टिकल लेन्स, डिस्प्ले, मेडिकल (पॅकेजिंग बॉटल) उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. COP ने 1990 च्या सुमारास औद्योगिक उत्पादन पूर्ण केले आणि COC ने 2000 च्या आधी औद्योगिक उत्पादन पूर्ण केले.
• l ओ-पीईटी:ऑप्टिकल पॉलिस्टर ऑप्टिकल पॉलिस्टर फायबर, ओ-पीईटीचे २०१० च्या दशकात ओसाकामध्ये व्यावसायिकीकरण करण्यात आले.

ऑप्टिकल मटेरियलचे विश्लेषण करताना, आपण प्रामुख्याने त्यांच्या ऑप्टिकल आणि यांत्रिक गुणधर्मांशी संबंधित असतो.

ऑप्टिकल पीरोपर्टीज

• अपवर्तन निर्देशांक आणि विक्षेपण

अपवर्तनांक आणि फैलाव

या सारांश आकृतीवरून असे दिसून येते की वेगवेगळे ऑप्टिकल प्लास्टिक साहित्य मुळात दोन अंतरांमध्ये मोडतात: एक गट उच्च अपवर्तन निर्देशांक आणि उच्च फैलाव आहे; दुसरा गट कमी अपवर्तन निर्देशांक आणि कमी फैलाव आहे. काचेच्या पदार्थांच्या अपवर्तन निर्देशांक आणि फैलावच्या पर्यायी श्रेणीची तुलना केल्यास, आपल्याला आढळेल की प्लास्टिक पदार्थांच्या अपवर्तन निर्देशांकाची पर्यायी श्रेणी खूप अरुंद आहे आणि सर्व ऑप्टिकल प्लास्टिक पदार्थांमध्ये अपवर्तन निर्देशांक तुलनेने कमी आहे. सर्वसाधारणपणे, प्लास्टिक पदार्थांसाठी पर्यायांची श्रेणी अरुंद आहे आणि फक्त 10 ते 20 व्यावसायिक साहित्य ग्रेड आहेत, जे मोठ्या प्रमाणात सामग्रीच्या बाबतीत ऑप्टिकल डिझाइनच्या स्वातंत्र्यावर मर्यादा घालते.

तरंगलांबीनुसार अपवर्तन निर्देशांक बदलतो: ऑप्टिकल प्लास्टिक पदार्थांचा अपवर्तन निर्देशांक तरंगलांबीनुसार वाढतो, अपवर्तन निर्देशांक थोडा कमी होतो आणि एकूणच तुलनेने स्थिर असतो.

तापमान Dn/DT सह अपवर्तन निर्देशांक बदलतो: ऑप्टिकल प्लास्टिकच्या अपवर्तन निर्देशांकाचा तापमान गुणांक काचेच्या तुलनेत 6 पट ते 50 पट जास्त असतो, जो एक ऋण मूल्य आहे, याचा अर्थ तापमान वाढत असताना, अपवर्तन निर्देशांक कमी होतो. उदाहरणार्थ, 546nm, -20°C ते 40°C च्या तरंगलांबीसाठी, प्लास्टिक सामग्रीचे dn/dT मूल्य -8 ते -15X10^–5/°C आहे, तर त्याउलट, काचेच्या सामग्रीचे NBK7 मूल्य 3X10^–6/°C आहे.

• ट्रान्समिटन्स

ट्रान्समिटन्स

या चित्राचा संदर्भ घेता, बहुतेक ऑप्टिकल प्लास्टिकमध्ये दृश्यमान प्रकाश बँडमध्ये ९०% पेक्षा जास्त ट्रान्समिटन्स असते; त्यांच्याकडे ८५०nm आणि ९४०nm च्या इन्फ्रारेड बँडसाठी देखील चांगला ट्रान्समिटन्स असतो, जे ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये सामान्य आहेत. प्लास्टिक पदार्थांचे ट्रान्समिटन्स देखील कालांतराने काही प्रमाणात कमी होईल. मुख्य कारण म्हणजे प्लास्टिक सूर्यातील अल्ट्राव्हायोलेट किरणे शोषून घेते आणि आण्विक साखळी तुटते आणि खराब होते आणि क्रॉस-लिंक होते, परिणामी भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांमध्ये बदल होतात. सर्वात स्पष्ट मॅक्रोस्कोपिक प्रकटीकरण म्हणजे प्लास्टिक पदार्थाचे पिवळे होणे.

• ताण बायरफ्रिंजन्स

लेन्स अपवर्तन

स्ट्रेस बायरफ्रिंजन्स (बायरफ्रिंजन्स) हा पदार्थांचा एक प्रकाशीय गुणधर्म आहे. पदार्थांचा अपवर्तन निर्देशांक ध्रुवीकरण स्थिती आणि घटना प्रकाशाच्या प्रसार दिशेशी संबंधित आहे. पदार्थ वेगवेगळ्या ध्रुवीकरण अवस्थांसाठी अपवर्तन निर्देशांकांचे वेगवेगळे प्रदर्शन करतात. काही प्रणालींसाठी, हे अपवर्तन निर्देशांक विचलन खूप लहान असते आणि त्याचा प्रणालीवर फारसा परिणाम होत नाही, परंतु काही विशेष ऑप्टिकल प्रणालींसाठी, हे विचलन प्रणालीच्या कार्यक्षमतेत गंभीर घट होण्यास पुरेसे आहे.

प्लास्टिक पदार्थांमध्ये स्वतःच अ‍ॅनिसोट्रॉपिक वैशिष्ट्ये नसतात, परंतु प्लास्टिकच्या इंजेक्शन मोल्डिंगमुळे स्ट्रेस बायरेफ्रिन्जेन्स निर्माण होईल. याचे मुख्य कारण म्हणजे इंजेक्शन मोल्डिंग दरम्यान येणारा ताण आणि थंड झाल्यानंतर प्लास्टिक मॅक्रोमोलेक्यूल्सची व्यवस्था. खालील आकृतीमध्ये दाखवल्याप्रमाणे, ताण सामान्यतः इंजेक्शन पोर्टजवळ केंद्रित असतो.

सामान्य डिझाइन आणि उत्पादन तत्व म्हणजे ऑप्टिकल इफेक्टिव्ह प्लेनमध्ये स्ट्रेस बायरेफ्रिन्जेन्स कमी करणे, ज्यासाठी लेन्स स्ट्रक्चर, इंजेक्शन मोल्डिंग मोल्ड आणि उत्पादन पॅरामीटर्सची वाजवी डिझाइन आवश्यक आहे. अनेक मटेरियलमध्ये, पीसी मटेरियलमध्ये स्ट्रेस बायरेफ्रिन्जेन्स (PMMA मटेरियलपेक्षा सुमारे 10 पट मोठे) होण्याची शक्यता जास्त असते आणि COP, COC आणि PMMA मटेरियलमध्ये स्ट्रेस बायरेफ्रिन्जेन्स कमी असते.