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光学材料特性介绍.ppt
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1、光學材料的應用及特性介紹12目目 錄錄n光學材料的基本概念光學材料的基本概念n1.1何謂光學材料?n1.2光學材料的分類。n1.3各種塑膠光學材料的介紹。n光學材料的特性及應用光學材料的特性及應用。n2.1光學材料的特性簡介。n2.2LENS的基本觀念31.1 何謂光學材料?光學材料是指具有一定的光學性能-透光性 和均勻性,可用於製造光學元件的材料上使用。1.2 光學材料的種類?目前有分為天然材料、坡璃、塑膠、三大類。光學材料的基本概念光學材料的種類光學材料的種類天然材料:最常用的是水晶鏡片,它是由石英礦研磨而成的,主要成分有二氧化矽,純水晶主要分類有兩種 一種是無色鏡片,二氧化矽純度較高,另
2、一種是茶色鏡片,因含有其他元素而顯示出不同的顏色,大大減少了可見光的穿透率。優點:材料硬度大,不易磨損。缺點:不能完全吸收短波紫外線,不能減少紅外線的穿透率,材料密 度不均勻,若含有雜質會出現條紋 和氣泡,進而引起雙折射現象,不 易成像。4石英礦光學材料的種類光學材料的種類玻璃材質:光學玻璃是用高純度矽、硼、鈉、鉀、鋅、鉛、鎂、鈣、鋇等的氧化物按特定配方混合,在白金坩堝中高溫融化,用超聲波攪拌均勻,去氣泡;然後經長時間緩慢地降溫,以免玻璃塊產生內應力。冷卻後的玻璃塊,必須經過光學儀器測量,檢驗純度、透明度、均勻度、折射率和色散率是否合規格。合格的玻璃塊經過加熱鍛壓,成光學玻璃。5光學玻璃 研磨
3、後玻璃LENS模造玻璃的製造過程模造玻璃的製造過程6光學鏡片相關製程光學鏡片相關製程7光學材料的種類光學材料的種類光學塑膠:光學材料中塑膠材質佔了相當大的比重,例如PMMA、PC、mCOC等都是經常被應用到的,透明性塑膠;使用光學級塑膠材料所製程的光學元件,不但具有重量輕、耐衝擊性佳、成本低廉、適合大量生產等優點,而且可以成型複雜形狀及微小特殊形狀的光學元件,也可以將多項零組件設計成一體成型,可大幅節省後續的二次加工成本。8光學材料的種類光學材料的種類目前光學塑膠材的種有百種以上,然而真正工業化生產的僅有十種。常的光學塑膠有PMMA、PC、PS、CR39、mCOC等,有關其特性如下:(1)PM
4、MA(Polymethylmethacrylate)nPMMA俗稱壓克,折射1.492,阿貝數57。缺點:吸水性大比其它光學材料大,故隨著溫環境的變其尺寸及折射變化較大,因此在高精的光系系統上,其用途有一定程的限制。優點:全光線穿透92%以上。與其它塑膠原比較,具有與光學玻璃同等優的透明性,而且成型後表面硬高,括傷。耐紫外光性能優異,在射出成型時發生雙折射現象較少。(2)PC(Polycarbonate)nPC材有高的韌性及高折射折射1.586,阿貝數34。缺點:成形的鏡片表面較刮傷,因此常用在光學系統的內部件,以避免與外界直接接觸。優點:溫適應能強,可耐熱至120,所以能在較寬的溫範圍內保證
5、光學系統的品質。9光學材料的種類光學材料的種類(3)PS(Polystyrene)nPS是光學材中折射最高的,折射率1.59,阿貝數31。缺點:不耐衝擊,韌性不夠易碎裂,成型鏡片後表面易刮傷不耐擦拭表面容易霧化。優點:在光學設計時可使鏡片曲較大且厚薄比設計。且光學設計常需要幾片折射同的透鏡,校正球面鏡片產生的像差。因此,PS可與PMMA或其他光學塑膠搭配,消除光學系統中的像差和色差。(4)CR39(ColumbiaResin39)nCR39為熱固性塑膠,折射1.485。缺點:但使用此材的成型耗費時間較長,且硬化收縮比大至13%,因此適用於精密的光學系統。優點:且耐摩耗與耐藥品性佳,容染色,具有
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