光学材料のタイプは何ですか。

どの光学系も屈折素子と反射素子で構成されている。現代の光学系は動作する波長範囲が非常に広いことが必要であるため、屈折材料は動作帯域に対して透明であり、反射素子は動作帯域に対して高い反射率を持たなければならない。

1. 透明光学材料

投影材料の光学的性質は主に様々な色の光の透過率と屈折率によって決定される。ほとんどの光学部品は光学ガラスで作られている。通常、光学ガラスは波長0.35〜2.5 umの各種色光を通過することができ、この範囲を超える色光は光学ガラスに強く吸収される。特殊な溶融を施した光学ガラスは、特定の波長を伝送することができる。光学製品製造業者は、使用する標準的な光学材料に関するデータをカタログに提供することが多い。

透過光学材料には、様々な光学結晶が広く用いられている。光学結晶の使用は、光学系を通常の光学ガラスよりも広い波長範囲で動作させることができる。また、フレネルレンズ、自由光学曲げ素子、簡単な撮影対物レンズ、拡大鏡などの光学系に光学プラスチックが使用されている。このレンズの多くは成形または鋳造されており、コストが低く、生産効率が高い。熱膨張係数は光学ガラスの熱膨張係数よりも大きいため、技術的に要求の高い光学系には使用できない。

光の屈折率n及びF光及びC光の屈折係数nが主な屈折特性である。これは、F光とC光が人の目の敏感なスペクトル領域の両端に近いためである、一方、D光またはD光は中間に位置し、人間の目の最も敏感なスペクトル線に近く、実際には、e光はこの波長に近い。密度、熱膨張係数、化学安定性など。また、光学均一性、応力除去程度、ガラス中の気泡の程度、不純物、縞などに対して、一定の基準と規定がある。

2. プラスチック光学材料

プラスチック光学素子は、ガラス材料に比べて低品質で耐衝撃性が高く、より広範な形状を選択できる。形状適応性はプラスチック光学の利点の一つである。非球面レンズや他の複雑な形状を成形することができます。

プラスチックの主な欠点は耐熱性が低いことです。プラスチックの溶融温度はガラスより低く、表面の摩耗や化学物質への抵抗力も低い。コーティングの付着力は低く、溶融温度が低く、フィルムの堆積温度が制限されているため、プラスチックレンズ上のコーティングの耐久性や寿命も低い。プラスチックコーティングは、より強く、より耐久性の高いフィルムを提供するためにイオン支援堆積を使用することができる。

プラスチック光学材料の品種の選択は限られており、1つの重要な制限は熱膨張係数の高さと屈折率の温度依存性の強さである。プラスチック材料の屈折率は温度が高くなるにつれて低下し、ガラスの約50倍になる。プラスチックの熱膨張係数はガラスの約10倍である。高品質の光学系は、ガラスとプラスチックレンズの組み合わせを用いて設計することができる。

プラスチック光学材料は、射出成形、圧縮成形、または鋳造によるプラスチックブロックであってもよい。いくつかの最も一般的なプラスチック材料は、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、アリルジグリコールカーボネート、シクロオレフィン共重合体などである。

3. 反射光学材料

反射光学部材は、典型的には研磨ガラスの表面に金属反射層を被覆している。反射面に分散現象はなく、どの色の光に対しても反射角は入射角に等しい。反射光学材料の唯一の特性は反射率である。ほとんどの反射面には金属材料がめっきされている。異なる金属反射面は異なる反射特性を有し、すなわち、異なる波長の入射光に対して異なる反射率を有する。異なる金属材料の反射特性曲線から、異なる帯域の色光に対して、異なる金属材料を選択して反射膜層をコーティングすべきであることがわかる。

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