إدخال المواد البصرية المشتركة

الخطوة الأولى في أي عملية تصنيع بصرية هي اختيار المواد البصرية المناسبة. ستؤثر المعلمات البصرية (مؤشر الانكسار ، وعدد ABBE ، والانتقال ، والانعكاس) ، والخصائص الفيزيائية (الصلابة ، والتشوه ، ومحتوى الفقاعة ، ونسبة Poisson) ، وحتى خصائص درجة الحرارة (معامل التمدد الحراري ، والعلاقة بين مؤشر الانكسار ودرجة الحرارة) للمواد البصرية جميعها على الخواص البصرية للمواد البصرية. أداء المكونات والأنظمة البصرية. ستقدم هذه المقالة باختصار المواد البصرية المشتركة وخصائصها.
تنقسم المواد البصرية بشكل أساسي إلى ثلاث فئات: الزجاج البصري والبلورات البصرية والمواد البصرية الخاصة.

01 الزجاج البصري
الزجاج البصري هو مادة متوسطة بصرية غير متبلورة (زجاجية) يمكن أن تنقل الضوء. يمكن للضوء الذي يمر عبره أن يغير اتجاه الانتشار والمرحلة والكثافة. يستخدم عادة لإنتاج مكونات بصرية مثل المنشورات والعدسات والمرايا والنوافذ والمرشحات في الأدوات أو الأنظمة البصرية. الزجاج البصري لديه شفافية عالية ، والاستقرار الكيميائي والتوحيد الفيزيائي في الهيكل والأداء. لديها ثوابت بصرية محددة ودقيقة. في الحالة الصلبة ذات درجة الحرارة المنخفضة ، يحتفظ الزجاج البصري بالهيكل غير المتبلور للحالة السائلة ذات درجة الحرارة العالية. من الناحية المثالية ، فإن الخواص الفيزيائية والكيميائية الداخلية للزجاج ، مثل مؤشر الانكسار ، ومعامل التمدد الحراري ، والصلابة ، والتوصيل الحراري ، والتوصيل الكهربائي ، والمعامل المرنة ، وما إلى ذلك ، هي نفسها في جميع الاتجاهات ، والتي تسمى النزيف.
من بين الشركات المصنعة الرئيسية للزجاج البصري شوت من ألمانيا ، وكورنينج للولايات المتحدة ، وأوهارا اليابان ، وزجاج تشنغدو غوانغينغ المحلي (CDGM) ، إلخ.

مؤشر الانكسار ومخطط التشتت

منحنيات فهرس الانكسار الزجاجية البصرية

منحنيات النقل

02. البلورة البصرية

تشير البلورة البصرية إلى المادة البلورية المستخدمة في الوسائط البصرية. نظرًا للخصائص الهيكلية للبلورات البصرية ، يمكن استخدامها على نطاق واسع لصنع العديد من النوافذ والعدسات والمنشورات لتطبيقات الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. وفقا للبنية البلورية ، يمكن تقسيمها إلى بلورة واحدة و polyclystoline. تحتوي المواد البلورية المفردة على سلامة بلورية عالية ونقل الضوء ، وكذلك فقدان المدخلات المنخفضة ، لذلك تستخدم البلورات المفردة بشكل أساسي في البلورات البصرية.
على وجه التحديد: تشمل المواد الشائعة للأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء: الكوارتز (SIO2) ، فلوريد الكالسيوم (CAF2) ، فلوريد الليثيوم (LIF) ، ملح الصخور (NACL) ، السيليكون (SI) ، الجرمانيوم (GE) ، إلخ.
بلورات الاستقطاب: تشمل بلورات الاستقطاب الشائعة الاستخدام الكالسيت (CACO3) ، الكوارتز (SIO2) ، نترات الصوديوم (نترات) ، إلخ.
الكريستال الأنيق: يتم استخدام خصائص التشتت الخاصة للكريستال لتصنيع العدسات الموضوعية الأنيقة. على سبيل المثال ، يتم الجمع بين فلوريد الكالسيوم (CAF2) مع الزجاج لتشكيل نظام عصبي ، والذي يمكن أن يزيل الانحراف الكروي والطيف الثانوي.
بلورة الليزر: تستخدم كمواد عمل لأشعة الليزر الصلبة ، مثل روبي ، فلوريد الكالسيوم ، والنيوديميوم المزخرف بالنيوتيوم العقيق ، إلخ ، إلخ.

تنقسم المواد الكريستالية إلى طبيعية وزراعية بشكل مصطنع. البلورات الطبيعية نادرة جدًا ، ويصعب نموها بشكل مصطنع ، ومحدودة في الحجم ، ومكلفة. بشكل عام عندما تكون المادة الزجاجية غير كافية ، يمكن أن تعمل في نطاق الضوء غير المرئي ويتم استخدامه في صناعات أشباه الموصلات والصناعات بالليزر.

03 مواد بصرية خاصة

أ. الزجاج ceramic
Glass-Ceramic هي مادة بصرية خاصة ليست زجاجية ولا بلورة ، ولكن في مكان ما بينهما. الفرق الرئيسي بين الزجاج البصري الزجاجي والعادي هو وجود بنية بلورية. لديها بنية بلورية أدق من السيراميك. لديها خصائص معامل التمدد الحراري المنخفض ، قوة عالية ، صلابة عالية ، كثافة منخفضة ، واستقرار عالية للغاية. يتم استخدامه على نطاق واسع في معالجة البلورات المسطحة ، وعصي متر قياسية ، والمرايا الكبيرة ، وجيروسكوبات الليزر ، إلخ.

يمكن أن يصل معامل التمدد الحراري للمواد البصرية المصغرة إلى 0.0 ± 0.2 × 10-7/℃ (0 ~ 50 ℃)

ب. كربيد السيليكون

كربيد السيليكون هو مادة سيراميك متخصصة تستخدم أيضًا كمواد بصرية. يحتوي كربيد السيليكون على تصلب جيد ، ومعامل تشوه حراري منخفض ، واستقرار حراري ممتاز ، وتأثير كبير في الوزن. يعتبر المادة الرئيسية للمرايا ذات الوزن الخفيف الحجم وتستخدم على نطاق واسع في الفضاء ، وأشعة الليزر عالية الطاقة ، أشباه الموصلات وغيرها من الحقول.

يمكن أيضًا أن تسمى هذه الفئات من المواد البصرية مواد الوسائط البصرية. بالإضافة إلى الفئات الرئيسية من مواد الوسائط البصرية ، ومواد الألياف البصرية ، ومواد الفيلم البصري ، والمواد البلورية السائلة ، والمواد اللامعة ، وما إلى ذلك ، جميعها تنتمي إلى مواد بصرية. إن تطوير التكنولوجيا البصرية لا ينفصل عن تكنولوجيا المواد البصرية. نتطلع إلى تقدم تقنية المواد البصرية في بلدي.