目前光学镜片元件常用的材质种类

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1)聚甲基丙烯酸甲脂(poly methy1 meth acrylate):
  商品名:PMMA又称亚力克。折射率1.49,色散58,比重1.19
  优点:重量轻,是冕牌玻璃的1/2;抗衝击性好,比较安全。
  缺点:其为热塑性材料,溶解度在75C,受热且易变形,导致屈光度改变:表面硬度不够,耐磨性较差


2)碳酸丙烯乙酸(allyl digluy celcat bonate) (又称烯丙基乙二醇酸脂)
  商品名:哥伦比亚树脂(Columgiaresin、CR-39),其为石油提取物。折射率1.4985,色散57.8,比重1.32。
  优点:重量轻;抗衝击性好,比较安全:抗紫外线,对350nm以下的紫外线可全部阻止:易染色;现代铸模工艺,可大批量生产。
  缺点:耐磨性较差;较低的折射率使镜片外观较厚。


3)PC(Polycarbonate)(又称聚碳酸脂)
  它是由可绕曲的碳酸脂环和不易动的双酚A聚合而成。分子量在20000-38000之间,在25C测试条件下折射率为1.586。用此种材料制成的镜片称为"太空片".
  优点:重量轻,比传统玻璃片轻57%;其抗衝击性能是玻璃片的60倍,比较安全;厚度2.5cm时可做防弹玻璃;厚度薄,与折射率1.6的CR-39镜片厚度相等
  缺点:耐磨性差


K9光学玻璃 透射范围:330-2100nm 折射率:1.5164@588nm  可见和近红外光谱范围内适合大多数应用
石英玻璃     透射范围:185-2500nm 折射率:
1.4858@308nm 低热膨胀系数:0.54*10-6/K,从UV紫外到红外有更好穿透性能;有更好的抗热性能;

  K9就是BK7被称为一般光学玻璃,结构上,有个优点,就是没有暗边.可用在显微镜镜,望远镜镜头 ... 的光学玻璃用来做棱镜
  而Bak4成本也比较高,是一种折射率高于BK7的材料,所以被採用在比较高端的保罗棱镜双望中
  当不需要UV熔融石英玻璃的额外优点(到紫外波段具有很好的透过率和较低的热膨胀系数)时,一般都会选择N-BK7。
  光学材料BK7热变形温度在559度, 而塑胶材料PMMA(压克力)在95度


CaF2氟钙化合物的人工结晶的萤石超低色散镜片光线再经过过萤石晶体镜片后,各色可见光只产生微小的曲折角度
  萤石在紫外线或阴极射线照射下常发出蓝绿色萤光,它的名字也就是根据这个特点而来。
  萤石其光性特徵为均质性,它和光学玻璃相比,有低折射率,低色散等优点。恰好是它低折射率和低色散的优点 所带来的优质成像,萤石成为了很好的光学材料。
  各大镜头制造厂商在普及萤石这条路上也是走得相当的艰难,CaF2萤石镜头,目前为止它依然只出现在昂贵的长焦段镜头之中(焦距越长,越容易引起色散)
  氟化钙CaF2晶体在0.125~9μm之间具有良好透光性,因此,可以做棱镜,透镜,透光窗和高品质显微镜的消色差透镜.
  氟化镧电极晶体(LaF3)电极晶体是良好的光学材料,在0.2-10.5μm之间具有较高的透过率,因此可用做透镜和透光窗。
  氟化锂 用途:用作红外和紫外窗口,透镜或棱镜,用于X射线分光。


蓝宝石,主要成分是氧化铝(Al2O3)。蓝宝石在170nm到5300nm光谱范围内具有很好的透光性,且对红外线透过率几乎不随温度而变化,工作的温度可达1900℃, 硬度是玻璃强度的五倍,这种特性使得人们可以利用人造蓝宝石视窗能够在高压腔体中进行分光光谱分析。具有优良的化学、物理、力学、电学、热学、光学性能,硬度高,耐磨损、耐酸碱腐蚀。

CZ 硅通常用于红外反射镜的感光底层材料或者1.5-8微米范围内的视窗镜。由于在9微米处存在强大的吸收带,因此不适合Co2镭射的传输应用,但由于其高热传导率和低密度的特性,所以被频繁的用作镭射镜。作为视窗镜的应用,镜头在1.5-8μm范围内;作为镭射镜则一般用作Co2镭射或者分光计 。
  二氧化硅(化学式:SiO2)是一种酸性氧化物,对应水化物为硅酸(H2SiO3).二氧化硅是硅最重要的化合物。地球上存在的天然二氧化硅约佔地壳质量的12%,其存在形态有结晶形和无定形两大类,统称硅石。


Fused-silica之物理特性:
  YAG适合做增益介质的几项优点:
  1.良好的热性质:
  2 能承担够大的内、外应力,比玻璃更适合承受高功率的激发光源。
  3.良好的光学性质 .....
  Fused-silica二氧化硅(SiO2) 石英玻璃,具有高透透紫外及红外,能耐高温和高压等优点,是其他光学材料所无法替代的,用石英玻璃矿石磨制成的镜片.水晶镜片的主要成分是二氧化硅, 最大的优点是硬度高, 紫外线的透过率最高 ,其实这种充斥中国市场的材质,并不适合做成眼镜镜片!因为这种天然材质,紫外线的透过率最高;〈一般玻璃镜片也不低〉而且天然水晶材料的密度不均匀,含杂质,有条纹及气泡产生,因而形成双重折射现象,严重影响视力。


1.天然材料:
  最常用的是水晶镜片,它是由石英玻璃矿研磨而成的。主要成分为二氧化硅、纯水晶等。主要分类有两种:一种是无色镜片,二氧化硅纯度较高;另一种是茶色镜片(俗称茶晶镜片),因含有其他元素而显示出不同颜色,大大减少了可见光的透过率,使畏光者戴著舒适,故有"养目"之说。
优点:材料硬度大,不易磨损。
缺点:不能完全吸收短波紫外线;不能减少红外线的透过率;材料密度不均匀,若含有杂质则会出现条纹和气泡,引起双折射现象,从而影响视力;稀少难求,价格昂贵。


2.玻璃材料:
  适用于制作镜片的玻璃属于光学玻璃,品质方面要求很严格。如:折射率、色散、透过率等等。主要成分为二氧化硅,其次为三氧化硼和五氧化磷。
优点:硬度好,不比水晶差;掺入各种氧化物后可著色,既能减少强光刺激又能吸收紫外线、红外线等有害射线。
缺点:重量重,比重是树脂材料的一倍。随著折射率的增加,比重明显增加,致使配戴不舒适;抗衝击性差,机械性的损伤容易造成眼睛的伤害,故安全性较差。


3.树脂材料:
  主要成分为有机物,以碳、氢、氮、氧为主。用以制作镜片的树脂材料必须质地均匀、透明且不易变形