光學鏡片加工材料簡介
光學鏡片是一種利用反射、折射和吸收等光學現象來調整光線傳播方向、聚焦或擴散的透明光學元件,廣泛應用在光學儀器和攝影器材等多種領域中。其原材料的選擇對于鏡片的性能和質量至關重要。
光學鏡片的原材料主要包括多種光學材料,例如無色光學玻璃、有色光學玻璃、紅外光學材料、晶體材料、玻璃態材料和塑性材料等。其中,光學玻璃是制造光學鏡片的重要原材料,而樹脂和聚碳酸酯等材料也逐漸在光學鏡片制造中得到廣泛應用。
無色光學玻璃,一般冕牌玻璃(如K9)和火石玻璃。冕牌玻璃如K9具有特定的折射率和阿貝數,具有高透光性、低色散和良好的光學均勻性等特點,常用于制造各種高精度光學鏡片,如相機鏡頭、望遠鏡鏡片等。
有色光學玻璃一般通過添加特定的如鐵、鈷、鎳、鉻和錳等金屬氧化物,這些金屬氧化物可以調整玻璃的顏色,還可以增加其對特定光線的吸收和改善透明度?;蛘咛砑尤玮S、銪、鎵、鋱、釓、鉺、鏑等稀土氧化物提高玻璃的透明度和質量,實現光譜分離和過濾等功能。一些特殊的染料還可以用來賦予玻璃特定的顏色,同時保持其良好的光學性能。
有色光學玻璃可以分為截止型、選擇吸收型和中性型等多種類型。例如,截止型玻璃的命名以其透過界波長來表示,如JB490表示透過界為490nm的金黃色玻璃。
紅外光學材料
對于紅外光學材料,如中紅外波段材料,常見的牌號包括IRG1XX系列,如IRG101、IRG102等,每種材料具有特定的折射率、密度和透過波段等參數。紅外光學玻璃的牌號命名通常包含其透光波段和序號信息,如IRG203表示透遠紅外波段序號為03的紅外光學玻璃。
晶體材料加工
對于平面加工光學產品,常以K9玻璃為材料制作窗口保護玻璃,用于傳感器或視窗的保護窗口。在選用競拍時需考慮材料的透射性與機械性能,這類產品廣泛用于手表鏡片、手機蓋板玻璃、設備窗口等。
氟化鈣
具有紫外250nm-9μm優秀的透光性能,常用于紫外到紅外光譜應用的窗口鏡、棱鏡、透鏡等光學元器件中。常規情況下,氟化鈣拋光表面非常穩定,具有低吸收率,也被用于各種高功率的激光系統中。
氟化鎂
在電光下加熱呈現紫色熒光,其晶體具有良好的偏振作用,特別適用于紫外線和紅外光譜,常用于光學透鏡鍍膜,光學器材鍍上一層氟化鎂膜層,可以減少鏡頭界面面對入射光線的反射,減少光暈,提高成像質量。
藍寶石
藍寶石玻璃具有很好的熱特性、電氣特性和介電特性,并且具有防化學腐蝕、耐高溫、導熱好、硬度高、透紅外燈特點,常用來替代光學材料制作光學元件,透紅外線光學窗片,如夜視紅外、夜視攝像機、衛星/空間技術儀器表中、高功率激光器窗口、各種光學棱鏡、光學窗口、UV和IR窗口及透鏡、低溫實驗觀察口,在航海航天等高精密儀器應用廣泛。
其次,晶體材料如鍺(Ge)和硅(Si)等,雖然它們不是傳統意義上的“玻璃”,但也在光學鏡片制造中發揮著重要作用。鍺和硅等材料具有高透光性和優異的物理性質,特別適用于紅外光學系統。
加工鍍膜材料
在加工鍍膜過程中,需要使用到一些特定的原材料。鍍膜的主要目的是改善鏡片的光學性能,如提高透光率、減少反射等。常見的鍍膜材料包括氧化硅、氧化鋯等無機物。這些材料具有一定的折射率區分度,可以形成界面,改善鏡片的光學性能。同時,一些先進的鍍膜技術還可以實現特定的光學效果,如增透膜、分光膜等。
塑性材料
樹脂材料具有輕量化、易加工和成本較低等優勢,因此廣泛應用于制造眼鏡片、攝影鏡頭等。樹脂鏡片通過添加特殊的添加劑和涂層,可以改善其耐磨性、抗刮擦性和防紫外線性能。
聚碳酸酯材料則具有較高的透光率、抗沖擊力和耐磨性等特點,常用于制造運動眼鏡、安全眼鏡等需要較高耐用性的鏡片。
綜合以上,不同的光學鏡片原材料具有各自的優勢和適用范圍。制造商在選擇原材料時,會根據鏡片的類型、性能要求和成本等因素進行綜合考慮,以確保制造出高質量的光學鏡片。同時,隨著科技的不斷進步和新材料的不斷涌現,光學鏡片的原材料和制造工藝也將不斷更新和發展。