Cyflwyno deunyddiau optegol cyffredin

Y cam cyntaf mewn unrhyw broses weithgynhyrchu optegol yw dewis deunyddiau optegol priodol. Mae paramedrau optegol (mynegai plygiannol, rhif abbe, trawsyriant, adlewyrchiad), priodweddau ffisegol (caledwch, dadffurfiad, cynnwys swigen, cymhareb Poisson), a hyd yn oed nodweddion tymheredd (cyfernod ehangu thermol, y berthynas rhwng mynegai plygiannol a thymheredd) deunyddiau optegol i gyd yn effeithio ar briodweddau optegol. Perfformiad cydrannau a systemau optegol. Bydd yr erthygl hon yn cyflwyno deunyddiau optegol cyffredin a'u heiddo yn fyr.
Rhennir deunyddiau optegol yn bennaf yn dri chategori: gwydr optegol, grisial optegol a deunyddiau optegol arbennig.

01 Gwydr Optegol
Mae gwydr optegol yn ddeunydd canolig optegol amorffaidd (gwydrog) sy'n gallu trosglwyddo golau. Gall golau sy'n pasio trwyddo newid ei gyfeiriad lluosogi, ei gyfnod a'i ddwyster. Fe'i defnyddir yn gyffredin i gynhyrchu cydrannau optegol fel carchardai, lensys, drychau, ffenestri a hidlwyr mewn offerynnau neu systemau optegol. Mae gan wydr optegol dryloywder uchel, sefydlogrwydd cemegol ac unffurfiaeth gorfforol o ran strwythur a pherfformiad. Mae ganddo gysonion optegol penodol a chywir. Yn y cyflwr solid tymheredd isel, mae gwydr optegol yn cadw strwythur amorffaidd y wladwriaeth hylif tymheredd uchel. Yn ddelfrydol, mae priodweddau ffisegol a chemegol mewnol gwydr, megis mynegai plygiannol, cyfernod ehangu thermol, caledwch, dargludedd thermol, dargludedd trydanol, modwlws elastig, ac ati, yr un peth i bob cyfeiriad, a elwir yn isotropi.
Mae prif wneuthurwyr gwydr optegol yn cynnwys Schott yr Almaen, Corning of the United States, Ohara of Japan, a Glass Guangming Chengdu Domestig (CDGM), ac ati.

Mynegai plygiannol a diagram gwasgariad

cromliniau mynegai plygiannol gwydr optegol

Cromliniau trawsyriant

02. Crystal Optegol

Mae grisial optegol yn cyfeirio at y deunydd grisial a ddefnyddir yn y cyfryngau optegol. Oherwydd nodweddion strwythurol crisialau optegol, gellir ei ddefnyddio'n helaeth i wneud ffenestri, lensys a charchardai amrywiol ar gyfer cymwysiadau uwchfioled ac is -goch. Yn ôl y strwythur grisial, gellir ei rannu'n grisial sengl a polycrystalline. Mae gan ddeunyddiau grisial sengl gyfanrwydd grisial uchel a thrawsyriant ysgafn, yn ogystal â cholli mewnbwn isel, felly defnyddir crisialau sengl yn bennaf mewn crisialau optegol.
Yn benodol: Mae deunyddiau grisial UV ac is -goch cyffredin yn cynnwys: cwarts (SiO2), calsiwm fflworid (CAF2), lithiwm fflworid (LIF), halen creigiau (NaCl), silicon (Si), germanium (GE), ac ati.
Crisialau polareiddio: Mae crisialau polareiddio a ddefnyddir yn gyffredin yn cynnwys calsit (CACO3), cwarts (SiO2), sodiwm nitrad (nitrad), ac ati.
Crystal achromatig: Defnyddir nodweddion gwasgariad arbennig y grisial i gynhyrchu lensys gwrthrychol achromatig. Er enghraifft, mae fflworid calsiwm (CAF2) yn cael ei gyfuno â gwydr i ffurfio system achromatig, a all ddileu aberration sfferig a sbectrwm eilaidd.
Crystal Laser: Fe'i defnyddir fel deunyddiau gweithio ar gyfer laserau cyflwr solid, fel rhuddem, calsiwm fflworid, grisial garnet alwminiwm YTtrium wedi'i dopio â neodymiwm, ac ati.

Rhennir deunyddiau crisial yn naturiol ac yn cael eu tyfu'n artiffisial. Mae crisialau naturiol yn brin iawn, yn anodd eu tyfu'n artiffisial, yn gyfyngedig o ran maint, ac yn gostus. Ystyrir yn gyffredinol pan nad yw deunydd gwydr yn ddigonol, gall weithio yn y band golau an-weladwy ac fe'i defnyddir yn y diwydiannau lled-ddargludyddion a laser.

03 Deunyddiau Optegol Arbennig

a. Gwydr-ceramig
Mae gwydr-cerameg yn ddeunydd optegol arbennig nad yw'n wydr nac yn grisial, ond yn rhywle yn y canol. Y prif wahaniaeth rhwng gwydr gwydr-cerameg a gwydr optegol cyffredin yw presenoldeb strwythur grisial. Mae ganddo strwythur grisial mwy manwl na serameg. Mae ganddo nodweddion cyfernod ehangu thermol isel, cryfder uchel, caledwch uchel, dwysedd isel, a sefydlogrwydd uchel iawn. Fe'i defnyddir yn helaeth wrth brosesu crisialau gwastad, ffyn mesuryddion safonol, drychau mawr, gyrosgopau laser, ac ati.

Gall cyfernod ehangu thermol deunyddiau optegol microcrystalline gyrraedd 0.0 ± 0.2 × 10-7/℃ (0 ~ 50 ℃)

b. Carbid silicon

Mae carbid silicon yn ddeunydd cerameg arbenigol sydd hefyd yn cael ei ddefnyddio fel deunydd optegol. Mae gan silicon carbid stiffrwydd da, cyfernod dadffurfiad thermol isel, sefydlogrwydd thermol rhagorol, ac effaith lleihau pwysau sylweddol. Fe'i hystyrir yn brif ddeunydd ar gyfer drychau ysgafn maint mawr ac fe'i defnyddir yn helaeth mewn awyrofod, laserau pŵer uchel, lled-ddargludyddion a meysydd eraill.

Gellir galw'r categorïau hyn o ddeunyddiau optegol hefyd yn ddeunyddiau cyfryngau optegol. Yn ychwanegol at y prif gategorïau o ddeunyddiau cyfryngau optegol, deunyddiau ffibr optegol, deunyddiau ffilm optegol, deunyddiau grisial hylifol, deunyddiau goleuol, ac ati. Mae pob un yn perthyn i ddeunyddiau optegol. Mae datblygu technoleg optegol yn anwahanadwy oddi wrth dechnoleg deunydd optegol. Rydym yn edrych ymlaen at gynnydd technoleg deunydd optegol fy ngwlad.