Ընդհանուր օպտիկական նյութերի ներածություն

Ցանկացած օպտիկական արտադրության գործընթացի առաջին քայլը համապատասխան օպտիկական նյութերի ընտրությունն է: Օպտիկական նյութերի օպտիկական պարամետրերը (բեկման ցուցիչ, Աբբեի թիվ, թափանցելիություն, անդրադարձունակություն), ֆիզիկական հատկությունները (կարծրություն, դեֆորմացիա, պղպջակների պարունակություն, Պուասոնի հարաբերակցություն) և նույնիսկ ջերմաստիճանային բնութագրերը (ջերմային ընդարձակման գործակից, բեկման ցուցիչի և ջերմաստիճանի միջև կապը)՝ բոլորն էլ ազդում են օպտիկական նյութերի օպտիկական հատկությունների վրա: Օպտիկական բաղադրիչների և համակարգերի աշխատանքը: Այս հոդվածում համառոտ կներկայացվեն տարածված օպտիկական նյութերը և դրանց հատկությունները:
Օպտիկական նյութերը հիմնականում բաժանվում են երեք կատեգորիայի՝ օպտիկական ապակի, օպտիկական բյուրեղ և հատուկ օպտիկական նյութեր։

01 Օպտիկական ապակի
Օպտիկական ապակին ամորֆ (ապակեպատ) օպտիկական միջավայր է, որը կարող է լույս հաղորդել։ Դրա միջով անցնող լույսը կարող է փոխել իր տարածման ուղղությունը, փուլը և ինտենսիվությունը։ Այն սովորաբար օգտագործվում է օպտիկական սարքերում կամ համակարգերում օպտիկական բաղադրիչներ, ինչպիսիք են պրիզմաները, ոսպնյակները, հայելիները, պատուհանները և ֆիլտրերը, արտադրելու համար։ Օպտիկական ապակին ունի բարձր թափանցիկություն, քիմիական կայունություն և ֆիզիկական միատարրություն կառուցվածքում և կատարողականում։ Այն ունի որոշակի և ճշգրիտ օպտիկական հաստատուններ։ Ցածր ջերմաստիճանի պինդ վիճակում օպտիկական ապակին պահպանում է բարձր ջերմաստիճանի հեղուկ վիճակի ամորֆ կառուցվածքը։ Իդեալական դեպքում ապակու ներքին ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները, ինչպիսիք են բեկման ցուցիչը, ջերմային ընդարձակման գործակիցը, կարծրությունը, ջերմահաղորդականությունը, էլեկտրահաղորդականությունը, առաձգականության մոդուլը և այլն, նույնն են բոլոր ուղղություններով, ինչը կոչվում է իզոտրոպիա։
Օպտիկական ապակու հիմնական արտադրողներն են գերմանական Schott-ը, ամերիկյան Corning-ը, ճապոնական Ohara-ն, ինչպես նաև տեղական Chengdu Guangming Glass-ը (CDGM) և այլն։

Բեկման ցուցիչի և դիսպերսիայի դիագրամ

օպտիկական ապակու բեկման ցուցիչի կորեր

թափանցելիության կորեր

02. Օպտիկական բյուրեղ

Օպտիկական բյուրեղը վերաբերում է օպտիկական միջավայրերում օգտագործվող բյուրեղային նյութին: Օպտիկական բյուրեղների կառուցվածքային առանձնահատկությունների շնորհիվ այն կարող է լայնորեն օգտագործվել ուլտրամանուշակագույն և ինֆրակարմիր կիրառությունների համար տարբեր պատուհաններ, ոսպնյակներ և պրիզմաներ պատրաստելու համար: Բյուրեղային կառուցվածքի համաձայն՝ այն կարելի է բաժանել միաբյուրեղային և պոլիբյուրեղայինների: Միաբյուրեղային նյութերն ունեն բարձր բյուրեղային ամբողջականություն և լույսի թափանցելիություն, ինչպես նաև ցածր մուտքային կորուստ, ուստի միաբյուրեղները հիմնականում օգտագործվում են օպտիկական բյուրեղներում:
Մասնավորապես՝ տարածված ուլտրամանուշակագույն և ինֆրակարմիր բյուրեղային նյութերից են՝ քվարցը (SiO2), կալցիումի ֆտորիդը (CaF2), լիթիումի ֆտորիդը (LiF), քարաղը (NaCl), սիլիցիումը (Si), գերմանիումը (Ge) և այլն։
Բևեռացնող բյուրեղներ. Հաճախ օգտագործվող բևեռացնող բյուրեղներից են կալցիտը (CaCO3), քվարցը (SiO2), նատրիումի նիտրատը (նիտրատ) և այլն:
Ախրոմատիկ բյուրեղ. Բյուրեղի հատուկ դիսպերսիոն բնութագրերը օգտագործվում են ախրոմատիկ օբյեկտիվ ոսպնյակներ արտադրելու համար: Օրինակ, կալցիումի ֆտորիդը (CaF2) միացվում է ապակու հետ՝ առաջացնելով ախրոմատիկ համակարգ, որը կարող է վերացնել գնդաձև աբերացիան և երկրորդային սպեկտրը:
Լազերային բյուրեղ. օգտագործվում է որպես աշխատանքային նյութեր պինդ վիճակի լազերների համար, ինչպիսիք են՝ ռուբինը, կալցիումի ֆտորիդը, նեոդիմիումով լեգիրված իտրիումի ալյումինե նռնակաձույլ բյուրեղը և այլն:

Բյուրեղային նյութերը բաժանվում են բնական և արհեստականորեն աճեցվածների: Բնական բյուրեղները շատ հազվադեպ են, դժվար է արհեստականորեն աճեցնել, սահմանափակ չափսերով և թանկ են: Ընդհանուր առմամբ, ապակե նյութը բավարար չէ, այն կարող է աշխատել ոչ տեսանելի լույսի գոտում և օգտագործվում է կիսահաղորդչային և լազերային արդյունաբերություններում:

03 Հատուկ օպտիկական նյութեր

ա. Ապակե-կերամիկական
Ապակե-կերամիկան հատուկ օպտիկական նյութ է, որը ո՛չ ապակի է, ո՛չ էլ բյուրեղ, այլ գտնվում է դրանց միջև։ Ապակե-կերամիկայի և սովորական օպտիկական ապակու միջև հիմնական տարբերությունը բյուրեղային կառուցվածքի առկայությունն է։ Այն ունի ավելի նուրբ բյուրեղային կառուցվածք, քան կերամիկան։ Այն ունի ցածր ջերմային ընդարձակման գործակից, բարձր ամրություն, բարձր կարծրություն, ցածր խտություն և չափազանց բարձր կայունություն։ Այն լայնորեն կիրառվում է հարթ բյուրեղների, ստանդարտ չափիչ ձողիկների, մեծ հայելիների, լազերային գիրոսկոպների և այլնի մշակման մեջ։

Միկրոբյուրեղային օպտիկական նյութերի ջերմային ընդարձակման գործակիցը կարող է հասնել 0.0±0.2×10-7/℃ (0~50℃):

բ. Սիլիցիումի կարբիդ

Սիլիցիումի կարբիդը մասնագիտացված կերամիկական նյութ է, որը նաև օգտագործվում է որպես օպտիկական նյութ: Սիլիցիումի կարբիդն ունի լավ կոշտություն, ցածր ջերմային դեֆորմացիայի գործակից, գերազանց ջերմային կայունություն և զգալի քաշի նվազեցման ազդեցություն: Այն համարվում է մեծ չափի թեթև հայելիների հիմնական նյութը և լայնորեն կիրառվում է ավիատիեզերական, բարձր հզորության լազերներում, կիսահաղորդիչներում և այլ ոլորտներում:

Այս կատեգորիաների օպտիկական նյութերը կարելի է անվանել նաև օպտիկական մեդիա նյութեր: Օպտիկական մեդիա նյութերի հիմնական կատեգորիաներից բացի, օպտիկական նյութերին են պատկանում նաև օպտիկական մանրաթելային նյութերը, օպտիկական թաղանթային նյութերը, հեղուկ բյուրեղային նյութերը, լուսարձակող նյութերը և այլն: Օպտիկական տեխնոլոգիայի զարգացումը անբաժանելի է օպտիկական նյութերի տեխնոլոգիայից: Մենք անհամբեր սպասում ենք մեր երկրի օպտիկական նյութերի տեխնոլոգիայի առաջընթացին: