Ang mga plastik na materyales at injection molding ang batayan ng mga miniaturized na lente. Ang istruktura ng plastik na lente ay kinabibilangan ng materyal ng lente, bariles ng lente, pangkabit ng lente, spacer, shading sheet, materyal ng pressure ring, atbp.

Mayroong ilang uri ng mga materyales para sa lente para sa mga plastik na lente, na pawang plastik (high molecular polymer). Ang mga ito ay thermoplastics, mga plastik na lumalambot at nagiging plastik kapag pinainit, tumitigas kapag pinalamig, at lumalambot kapag pinainit muli. Isang pisikal na pagbabago na nagdudulot ng nababaligtad na pagbabago sa pagitan ng likido at solidong estado gamit ang pag-init at paglamig. Ang ilang mga materyales ay naimbento nang mas maaga at ang ilan ay medyo bago. Ang ilan ay mga pangkalahatang gamit na plastik, at ang ilang mga materyales ay mga espesyal na binuong optical plastic na materyales, na mas partikular na ginagamit sa ilang optical field.

Sa disenyo ng optika, maaari nating makita ang mga grado ng materyal ng iba't ibang kumpanya, tulad ng EP8000, K26R, APL5015, OKP-1 at iba pa. Lahat sila ay kabilang sa isang partikular na uri ng plastik na materyal, at ang mga sumusunod na uri ay mas karaniwan, at aming uuriin ang mga ito ayon sa kanilang oras ng paglitaw:

Mga plastik na lente

• PMMA/Akrilik:Poly(methyl methacrylate), polymethyl methacrylate (plexiglass, acrylic). Dahil sa murang presyo, mataas na transmittance, at mataas na mekanikal na lakas nito, ang PMMA ang pinakakaraniwang pamalit sa salamin sa mundo. Karamihan sa mga transparent na plastik ay gawa sa PMMA, tulad ng mga transparent na plato, transparent na kutsara, at maliliit na LED, lente, atbp. Ang PMMA ay malawakang ginawa simula pa noong 1930s.
• PS:Ang polystyrene, o polystyrene, ay isang walang kulay at transparent na thermoplastic, pati na rin isang engineering plastic, na nagsimula ng malawakang produksyon noong dekada 1930. Marami sa mga puting foam box at lunch box na karaniwan sa ating buhay ay gawa sa mga materyales na PS.
• PC:Ang polycarbonate, o polycarbonate, ay isa ring walang kulay at transparent na amorphous thermoplastic, at isa rin itong pangkalahatang plastik. Ito ay naging industriyalisado lamang noong dekada 1960. Napakahusay ng resistensya sa impact ng materyal na PC, kasama sa mga karaniwang aplikasyon ang mga balde ng dispenser ng tubig, goggles, atbp.
• 1. COP at COC:Cyclic olefin Polymer (COP), Cyclic olefin polymer; Cyclic olefin copolymer (COC) Ang cyclic olefin copolymer ay isang amorphous transparent polymer material na may istrukturang singsing, na may carbon-carbon double bonds sa singsing. Ang mga cyclic hydrocarbon ay gawa mula sa mga cyclic olefin monomer sa pamamagitan ng self-polymerization (COP) o copolymerization (COC) kasama ang iba pang mga molekula (tulad ng ethylene). Halos pareho ang mga katangian ng COP at COC. Medyo bago ang materyal na ito. Noong una itong naimbento, pangunahin itong isinasaalang-alang para sa ilang mga aplikasyon na may kaugnayan sa optical. Ngayon ay malawakan itong ginagamit sa mga industriya ng pelikula, optical lens, display, medikal (botelya ng packaging). Nakumpleto ng COP ang industriyal na produksyon noong bandang 1990, at nakumpleto ng COC ang industriyal na produksyon bago ang 2000.
• l O-PET:Ang optical polyester optical polyester fiber, na tinatawag na O-PET, ay ikinakalakal sa Osaka noong dekada 2010.

Kapag sinusuri ang isang optical na materyal, pangunahing pinag-aaralan natin ang kanilang mga optical at mechanical na katangian.

Optikal na pmga ari-arian

• Indeks ng Repraktibo at Pagkakalat

Indeks ng repraktibo at pagpapakalat

Makikita mula sa buod na diagram na ito na ang iba't ibang optical plastic materials ay karaniwang nahahati sa dalawang agwat: ang isang grupo ay mataas ang refractive index at mataas ang dispersion; ang isa pang grupo ay mababa ang refractive index at mababang dispersion. Kung ikukumpara ang opsyonal na saklaw ng refractive index at dispersion ng mga materyales na salamin, matutuklasan natin na ang opsyonal na saklaw ng refractive index ng mga plastik na materyales ay napakakitid, at lahat ng optical plastic materials ay may medyo mababang refractive index. Sa pangkalahatan, ang saklaw ng mga opsyon para sa mga plastik na materyales ay mas makitid, at mayroon lamang humigit-kumulang 10 hanggang 20 komersyal na grado ng materyal, na higit na naglilimita sa kalayaan ng optical design sa mga tuntunin ng mga materyales.

Ang refractive index ay nag-iiba depende sa wavelength: Ang refractive index ng mga optical plastic na materyales ay tumataas kasabay ng wavelength, ang refractive index ay bahagyang bumababa, at ang pangkalahatang repraktibo ay medyo matatag.

Nagbabago ang refractive index kasabay ng temperaturang Dn/DT: Ang temperature coefficient ng refractive index ng optical plastics ay 6 na beses hanggang 50 beses na mas malaki kaysa sa salamin, na isang negatibong halaga, na nangangahulugang habang tumataas ang temperatura, bumababa ang refractive index. Halimbawa, para sa wavelength na 546nm, -20°C hanggang 40°C, ang dn/dT value ng plastik ay -8 hanggang -15X10^–5/°C, habang sa kabaligtaran, ang value ng salamin na NBK7 ay 3X10^–6/°C.

• Pagpapadala

Ang transmittance

Kung tutuusin, karamihan sa mga optical plastic ay may transmittance na mahigit 90% sa visible light band; mayroon din silang mahusay na transmittance para sa infrared bands na 850nm at 940nm, na karaniwan sa mga consumer electronics. Ang transmittance ng mga plastik na materyales ay bababa rin sa isang tiyak na antas sa paglipas ng panahon. Ang pangunahing dahilan ay ang plastik ay sumisipsip ng ultraviolet rays sa araw, at ang molecular chain ay napuputol upang masira at mag-cross-link, na nagreresulta sa mga pagbabago sa pisikal at kemikal na katangian. Ang pinaka-halatang makroskopikong manipestasyon ay ang pagdilaw ng plastik na materyal.

• Stress Birefringence

Repraksyon ng Lente

Ang stress birefringence (Birefringence) ay isang optical na katangian ng mga materyales. Ang refractive index ng mga materyales ay nauugnay sa estado ng polarization at direksyon ng paglaganap ng liwanag na pumapasok. Ang mga materyales ay nagpapakita ng iba't ibang indeks ng refraction para sa iba't ibang estado ng polarization. Para sa ilang mga sistema, ang refractive index deviation na ito ay napakaliit at walang malaking epekto sa sistema, ngunit para sa ilang mga espesyal na optical system, ang deviation na ito ay sapat na upang magdulot ng malubhang pagkasira ng pagganap ng sistema.

Ang mga plastik na materyales mismo ay walang mga katangiang anisotropic, ngunit ang injection molding ng mga plastik ay nagdudulot ng stress birefringence. Ang pangunahing dahilan ay ang stress na ipinakilala sa panahon ng injection molding at ang pagkakaayos ng mga plastik na macromolecule pagkatapos ng paglamig. Ang stress ay karaniwang naka-concentrate malapit sa injection port, tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba.

Ang pangkalahatang prinsipyo ng disenyo at produksyon ay upang mabawasan ang stress birefringence sa optical effective plane, na nangangailangan ng makatwirang disenyo ng istruktura ng lens, injection molding mold, at mga parameter ng produksyon. Sa ilang mga materyales, ang mga materyales ng PC ay mas madaling kapitan ng stress birefringence (mga 10 beses na mas malaki kaysa sa mga materyales ng PMMA), at ang mga materyales ng COP, COC, at PMMA ay may mas mababang stress birefringence.