معرفی مواد نوری مشترک

اولین قدم در هر فرآیند تولید نوری ، انتخاب مواد نوری مناسب است. پارامترهای نوری (ضریب شکست ، تعداد ABBE ، انتقال ، بازتاب) ، خصوصیات فیزیکی (سختی ، تغییر شکل ، محتوای حباب ، نسبت پواسون) و حتی خصوصیات دما (ضریب انبساط حرارتی ، رابطه بین ضریب انکسار و دما) از مواد نوری همه بر خصوصیات نوری مواد نوری تأثیر می گذارد. عملکرد مؤلفه ها و سیستم های نوری. در این مقاله به طور خلاصه مواد نوری متداول و خواص آنها را معرفی می کند.
مواد نوری عمدتاً به سه دسته تقسیم می شوند: شیشه نوری ، کریستال نوری و مواد نوری ویژه.

01 شیشه نوری
شیشه نوری یک ماده متوسط ​​نوری آمورف (شیشه ای) است که می تواند نور را منتقل کند. عبور نور از طریق آن می تواند جهت انتشار ، فاز و شدت آن را تغییر دهد. این ماده معمولاً برای تولید مؤلفه های نوری مانند منشور ، لنزها ، آینه ها ، ویندوز و فیلترها در ابزارهای نوری یا سیستم ها استفاده می شود. شیشه نوری از شفافیت بالا ، پایداری شیمیایی و یکنواختی فیزیکی در ساختار و عملکرد برخوردار است. این ثابت دارای ثابت نوری خاص و دقیق است. در حالت جامد با دمای پایین ، شیشه نوری ساختار آمورف حالت مایع درجه حرارت بالا را حفظ می کند. در حالت ایده آل ، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی داخلی شیشه ، مانند ضریب شکست ، ضریب انبساط حرارتی ، سختی ، هدایت حرارتی ، هدایت الکتریکی ، مدول الاستیک و غیره ، در همه جهات یکسان هستند که به آن ایزوتروپی گفته می شود.
تولید کنندگان اصلی شیشه نوری شامل شوت آلمان ، کورنینگ از ایالات متحده ، اوهارا ژاپن ، و شیشه گوانگمینگ داخلی (CDGM) و غیره است.

شاخص انکسار و نمودار پراکندگی

منحنی شاخص انکسار شیشه نوری

منحنی انتقال

02 کریستال نوری

کریستال نوری به مواد کریستالی مورد استفاده در محیط نوری اشاره دارد. با توجه به ویژگی های ساختاری بلورهای نوری ، می توان از آن برای ساخت ویندوز ، لنزها و منشور های مختلف برای برنامه های ماوراء بنفش و مادون قرمز استفاده کرد. با توجه به ساختار کریستال ، می توان آن را به تک کریستال و پلی کریستالی تقسیم کرد. مواد کریستالی تک دارای یکپارچگی کریستالی بالا و انتقال نور و همچنین از بین رفتن ورودی کم هستند ، بنابراین کریستال های منفرد عمدتا در کریستال های نوری استفاده می شوند.
به طور خاص: مواد متداول UV و کریستال مادون قرمز عبارتند از: کوارتز (SIO2) ، فلوراید کلسیم (CAF2) ، لیتیوم فلوراید (LIF) ، نمک سنگ (NaCl) ، سیلیکون (SI) ، ژرمانیوم (GE) و غیره.
کریستال های قطبی: کریستال های قطبی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند شامل کلسیت (CACO3) ، کوارتز (SIO2) ، نیترات سدیم (نیترات) و غیره است.
کریستال آکروماتیک: از ویژگی های پراکندگی ویژه کریستال برای تولید لنزهای هدف آکروماتیک استفاده می شود. به عنوان مثال ، فلوراید کلسیم (CAF2) با شیشه ترکیب می شود تا یک سیستم آکروماتیک تشکیل شود ، که می تواند انحراف کروی و طیف ثانویه را از بین ببرد.
کریستال لیزر: به عنوان مواد کاری برای لیزرهای حالت جامد ، مانند یاقوت ، فلوراید کلسیم ، کریستال گارنت آلومینیوم آلومینیوم آلومینیوم نئودیمیوم دوپ شده و غیره استفاده می شود.

مواد کریستالی به رشد طبیعی و مصنوعی تقسیم می شوند. کریستال های طبیعی بسیار نادر هستند ، رشد مصنوعی ، اندازه محدود و پرهزینه است. به طور کلی در نظر گرفته می شود وقتی مواد شیشه ای کافی نباشد ، می تواند در باند نور غیر قابل مشاهده کار کند و در صنایع نیمه هادی و لیزر استفاده می شود.

03 مواد نوری ویژه

الف شیشه ای
شیشه سرامیک یک ماده نوری خاص است که نه شیشه و نه کریستال ، بلکه در جایی بین آن قرار دارد. تفاوت اصلی بین شیشه های نوری شیشه ای سرامیک و معمولی وجود ساختار کریستالی است. این ساختار کریستالی دقیق تر از سرامیک است. این ویژگی از ضریب انبساط حرارتی کم ، استحکام بالا ، سختی زیاد ، چگالی کم و پایداری بسیار بالا برخوردار است. این ماده به طور گسترده ای در پردازش کریستال های مسطح ، چوب های متر استاندارد ، آینه های بزرگ ، ژیروسکوپ های لیزر و غیره استفاده می شود.

ضریب انبساط حرارتی مواد نوری میکروکریستالی می تواند به 10-7 ± 0.2 0.0 0.0/℃ (50 ~ 0) برسد.

ب. کاربید سیلیکون

کاربید سیلیکون یک ماده سرامیکی مخصوص است که به عنوان یک ماده نوری نیز مورد استفاده قرار می گیرد. کاربید سیلیکون از سفتی خوبی ، ضریب تغییر شکل حرارتی کم ، ثبات حرارتی عالی و اثر کاهش وزن قابل توجهی برخوردار است. این ماده اصلی برای آینه های سبک وزن در نظر گرفته می شود و به طور گسترده در هوافضا ، لیزرهای پر قدرت ، نیمه هادی ها و زمینه های دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.

این دسته از مواد نوری را می توان مواد رسانه ای نوری نیز نامید. علاوه بر دسته های اصلی مواد رسانه ای نوری ، مواد فیبر نوری ، مواد فیلم نوری ، مواد کریستالی مایع ، مواد درخشان و غیره همه متعلق به مواد نوری هستند. توسعه فناوری نوری از فناوری مواد نوری جدا نیست. ما مشتاقانه منتظر پیشرفت فناوری مواد نوری کشور من هستیم.