प्लास्टिक साहित्य आणि इंजेक्शन मोल्डिंग हे सूक्ष्म लेन्सचा आधार आहेत. प्लास्टिक लेन्सच्या संरचनेत लेन्सचे साहित्य, लेन्स बॅरल, लेन्स माउंट, स्पेसर, शेडिंग शीट, प्रेशर रिंगचे साहित्य इत्यादींचा समावेश असतो.

प्लॅस्टिक लेन्ससाठी अनेक प्रकारचे लेन्स मटेरियल आहेत, जे सर्व मूलतः प्लॅस्टिक (उच्च आण्विक पॉलिमर) असतात. ते थर्मोप्लास्टिक आहेत, म्हणजेच असे प्लॅस्टिक जे गरम केल्यावर मऊ होऊन प्लॅस्टिक बनतात, थंड केल्यावर कठीण होतात आणि पुन्हा गरम केल्यावर मऊ होतात. हा एक भौतिक बदल आहे, जो गरम आणि थंड करून द्रव आणि घन अवस्थांमध्ये उलटसुलट बदल घडवून आणतो. काही मटेरियलचा शोध पूर्वी लागला होता आणि काही तुलनेने नवीन आहेत. काही सामान्य वापरासाठीचे प्लॅस्टिक आहेत, आणि काही मटेरियल विशेषतः विकसित केलेले ऑप्टिकल प्लॅस्टिक मटेरियल आहेत, जे काही विशिष्ट ऑप्टिकल क्षेत्रांमध्ये अधिक विशेषतः वापरले जातात.

ऑप्टिकल डिझाइनमध्ये, आपल्याला विविध कंपन्यांचे मटेरियल ग्रेड्स पाहायला मिळतात, जसे की EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 इत्यादी. हे सर्व एका विशिष्ट प्रकारच्या प्लास्टिक मटेरियलचे आहेत आणि खालील प्रकार अधिक सामान्य आहेत, आणि आपण त्यांच्या वापराच्या वेळेनुसार त्यांचे वर्गीकरण करू:

प्लास्टिक लेन्स

• l PMMA/ॲक्रेलिक:पॉली(मिथाइल मेथॅक्रिलेट), पॉलिमिथाइल मेथॅक्रिलेट (प्लेक्सिग्लास, ॲक्रिलिक). त्याच्या स्वस्त किंमतीमुळे, उच्च पारगम्यतेमुळे आणि उच्च यांत्रिक शक्तीमुळे, PMMA हा दैनंदिन जीवनातील सर्वात सामान्य काचेचा पर्याय आहे. बहुतेक पारदर्शक प्लॅस्टिक PMMA पासून बनवलेले असतात, जसे की पारदर्शक प्लेट्स, पारदर्शक चमचे आणि लहान LED लेन्स इत्यादी. १९३० च्या दशकापासून PMMA चे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन केले जात आहे.
• PS:पॉलिस्टीरिन हे एक रंगहीन आणि पारदर्शक थर्मोप्लास्टिक तसेच एक अभियांत्रिकी प्लास्टिक आहे, ज्याचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन १९३० च्या दशकात सुरू झाले. आपल्या दैनंदिन जीवनात सर्रास आढळणारे अनेक पांढरे फोमचे डबे आणि लंच बॉक्स पीएस मटेरियलपासून बनवलेले असतात.
• पीसी:पॉलीकार्बोनेट हे एक रंगहीन आणि पारदर्शक अस्फटिकी थर्मोप्लास्टिक असून, ते एक सर्व-उपयोगी प्लास्टिक आहे. १९६० च्या दशकातच त्याचे औद्योगिकीकरण झाले. पीसी मटेरियलची आघात प्रतिरोधकता खूप चांगली असते, पाण्याच्या बादल्या, गॉगल्स इत्यादींमध्ये त्याचा सामान्यतः वापर केला जातो.
• l COP & COC:चक्रीय ओलेफिन पॉलिमर (COP), चक्रीय ओलेफिन पॉलिमर; चक्रीय ओलेफिन कोपॉलिमर (COC). चक्रीय ओलेफिन कोपॉलिमर हा एक अस्फटिकी, पारदर्शक पॉलिमर पदार्थ आहे, ज्याची रचना वलयाकार असते आणि वलयात कार्बन-कार्बन दुहेरी बंध असतात. चक्रीय हायड्रोकार्बन्स हे चक्रीय ओलेफिन मोनोमर्सपासून स्व-पॉलिमरीकरण (COP) किंवा इतर रेणूंसोबत (जसे की इथिलीन) सह-पॉलिमरीकरण (COC) करून बनवले जातात. COP आणि COC यांची वैशिष्ट्ये जवळपास सारखीच आहेत. हा पदार्थ तुलनेने नवीन आहे. जेव्हा त्याचा प्रथम शोध लागला, तेव्हा त्याचा विचार प्रामुख्याने काही प्रकाशीय संबंधित अनुप्रयोगांसाठी केला जात होता. आता त्याचा वापर फिल्म, ऑप्टिकल लेन्स, डिस्प्ले, वैद्यकीय (बाटलीचे पॅकेजिंग) उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. COP चे औद्योगिक उत्पादन सुमारे १९९० मध्ये पूर्ण झाले, आणि COC चे औद्योगिक उत्पादन २००० पूर्वी पूर्ण झाले.
• l ओ-पेट:ऑप्टिकल पॉलिस्टर फायबर, ओ-पेट (O-PET) चे २०१० च्या दशकात ओसाका येथे व्यापारीकरण करण्यात आले.

एखाद्या ऑप्टिकल पदार्थाचे विश्लेषण करताना, आपण प्रामुख्याने त्याच्या ऑप्टिकल आणि मेकॅनिकल गुणधर्मांचा विचार करतो.

ऑप्टिकल पीमालमत्ता

• अपवर्तक निर्देशांक आणि विचलन

अपवर्तक निर्देशांक आणि प्रकीर्णन

या सारांश आकृतीवरून असे दिसून येते की, विविध ऑप्टिकल प्लॅस्टिक सामग्री मूलतः दोन गटांमध्ये विभागली जाते: एक गट उच्च अपवर्तनांक आणि उच्च प्रकीर्णन असलेला; तर दुसरा गट कमी अपवर्तनांक आणि कमी प्रकीर्णन असलेला. काचेच्या सामग्रीच्या अपवर्तनांक आणि प्रकीर्णनाच्या ऐच्छिक श्रेणीची तुलना केल्यास, आपल्याला असे आढळून येईल की प्लॅस्टिक सामग्रीच्या अपवर्तनांकाची ऐच्छिक श्रेणी खूपच मर्यादित आहे आणि सर्व ऑप्टिकल प्लॅस्टिक सामग्रीचा अपवर्तनांक तुलनेने कमी असतो. सर्वसाधारणपणे, प्लॅस्टिक सामग्रीसाठी पर्यायांची श्रेणी अधिक मर्यादित आहे आणि केवळ सुमारे १० ते २० व्यावसायिक सामग्री ग्रेड उपलब्ध आहेत, ज्यामुळे सामग्रीच्या बाबतीत ऑप्टिकल डिझाइनच्या स्वातंत्र्यावर मोठ्या प्रमाणात मर्यादा येतात.

तरंगलांबीनुसार अपवर्तनांक बदलतो: ऑप्टिकल प्लॅस्टिक पदार्थांचा अपवर्तनांक तरंगलांबीनुसार वाढतो, अपवर्तनांक किंचित कमी होतो आणि एकूणच तो तुलनेने स्थिर असतो.

तापमानानुसार अपवर्तनांक बदलतो Dn/DT: ऑप्टिकल प्लॅस्टिकचा अपवर्तनांकाचा तापमान गुणांक काचेच्या तुलनेत ६ ते ५० पट जास्त असतो, जे एक ऋण मूल्य आहे, याचा अर्थ असा की तापमान वाढल्यास अपवर्तनांक कमी होतो. उदाहरणार्थ, ५४६nm तरंगलांबीसाठी, -२०°C ते ४०°C तापमानात, प्लॅस्टिक पदार्थाचे dn/dT मूल्य -८ ते -१५X१०^–५/°C असते, तर याउलट, NBK7 या काचेच्या पदार्थाचे मूल्य ३X१०^–६/°C असते.

• पारगम्यता

पारगम्यता

या चित्राचा संदर्भ घेतल्यास, बहुतेक ऑप्टिकल प्लॅस्टिकची दृश्य प्रकाश पट्टीत ९०% पेक्षा जास्त पारगम्यता असते; तसेच ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये सामान्य असलेल्या ८५०nm आणि ९४०nm च्या इन्फ्रारेड पट्ट्यांसाठीही त्यांची पारगम्यता चांगली असते. प्लॅस्टिक पदार्थांची पारगम्यता कालांतराने काही प्रमाणात कमी होते. याचे मुख्य कारण म्हणजे प्लॅस्टिक सूर्यातील अतिनील किरणे शोषून घेते, आणि रेणूंची साखळी तुटून त्याचे विघटन होते व क्रॉस-लिंकिंग होते, ज्यामुळे भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांमध्ये बदल होतात. याचे सर्वात स्पष्ट स्थूल स्वरूप म्हणजे प्लॅस्टिक पदार्थाचा पिवळेपणा.

• ताण द्विवर्णता

भिंग अपवर्तन

ताण द्विअपवर्तन (Birefringence) हा पदार्थांचा एक प्रकाशीय गुणधर्म आहे. पदार्थांचा अपवर्तनांक हा आपाती प्रकाशाच्या ध्रुवीकरण स्थिती आणि प्रसारणाच्या दिशेशी संबंधित असतो. पदार्थ वेगवेगळ्या ध्रुवीकरण स्थितींसाठी वेगवेगळे अपवर्तनांक दर्शवतात. काही प्रणालींसाठी, हे अपवर्तनांकातील विचलन खूप लहान असते आणि त्याचा प्रणालीवर फारसा परिणाम होत नाही, परंतु काही विशेष प्रकाशीय प्रणालींसाठी, हे विचलन प्रणालीच्या कार्यक्षमतेत गंभीर घट होण्यास पुरेसे असते.

प्लॅस्टिक पदार्थांमध्ये स्वतःहून अनिसोट्रॉपिक गुणधर्म नसतात, परंतु प्लॅस्टिकच्या इंजेक्शन मोल्डिंगमुळे स्ट्रेस बायरेफ्रिंजन्स निर्माण होते. याचे मुख्य कारण म्हणजे इंजेक्शन मोल्डिंग दरम्यान निर्माण होणारा ताण आणि थंड झाल्यावर प्लॅस्टिकच्या मॅक्रोमोलेक्यूल्सची होणारी मांडणी. खालील आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे, हा ताण सामान्यतः इंजेक्शन पोर्टजवळ केंद्रित झालेला असतो.

सर्वसाधारण रचना आणि उत्पादन तत्त्व हे प्रकाशीय प्रभावी प्रतलातील ताण-द्विवर्तन कमीत कमी करणे हे आहे, ज्यासाठी भिंगाची रचना, इंजेक्शन मोल्डिंग साचा आणि उत्पादन मापदंडांची योग्य रचना आवश्यक असते. अनेक पदार्थांपैकी, पीसी (PC) पदार्थांमध्ये ताण-द्विवर्तन होण्याची शक्यता जास्त असते (पीएमएमए (PMMA) पदार्थांपेक्षा सुमारे १० पट जास्त), तर सीओपी (COP), सीओसी (COC) आणि पीएमएमए (PMMA) पदार्थांमध्ये ताण-द्विवर्तन कमी असते.