Welche Werkstoffe werden üblicherweise für die Bearbeitung optischer Elemente verwendet? Zu den üblicherweise für die Bearbeitung optischer Elemente verwendeten Werkstoffen gehören hauptsächlich gewöhnliches optisches Glas, optische Kunststoffe und optische Kristalle.
Optisches Glas
Aufgrund seiner guten Zugänglichkeit und gleichmäßigen Lichtdurchlässigkeit zählt es zu den am weitesten verbreiteten Werkstoffen im Bereich der optischen Materialien. Die Schleif- und Schneidetechnologie ist ausgereift, die Rohstoffe sind leicht zu beschaffen und die Verarbeitungskosten sind niedrig, was die Herstellung vereinfacht. Es kann zudem mit anderen Substanzen dotiert werden, um seine Struktur zu verändern, und es lassen sich Spezialgläser mit niedrigem Schmelzpunkt herstellen, deren spektraler Transmissionsbereich hauptsächlich im sichtbaren Licht und im nahen Infrarotbereich liegt.
Optische Kunststoffe
Es handelt sich um einen wichtigen Zusatzstoff für optisches Glas mit guter Lichtdurchlässigkeit im nahen Ultraviolett-, sichtbaren und nahen Infrarotbereich. Es zeichnet sich durch niedrige Kosten, geringes Gewicht, einfache Formbarkeit und hohe Schlagfestigkeit aus, jedoch ist sein Einsatz in komplexen Umgebungen aufgrund seines hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten und seiner geringen thermischen Stabilität eingeschränkt.
Optischer Kristall
Der Transmissionsbereich optischer Kristalle ist relativ breit, und sie weisen eine gute Transmission im sichtbaren, nahen Infrarot- und sogar im langwelligen Infrarotbereich auf.
Die Auswahl optischer Materialien spielt eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von Breitband-Bildgebungssystemen. Im eigentlichen Entwicklungsprozess werden die Materialien üblicherweise nach folgenden Aspekten ausgewählt.
Optische Eigenschaften
1. Das ausgewählte Material muss eine hohe Lichtdurchlässigkeit im betreffenden Frequenzband aufweisen;
2. Bei Breitband-Bildgebungssystemen werden üblicherweise Materialien mit unterschiedlichen Dispersionseigenschaften ausgewählt, um die chromatische Aberration angemessen zu korrigieren.
Physikalisch-chemische Eigenschaften
1. Die Dichte des Materials, die Löslichkeit und die Härte bestimmen allesamt die Komplexität des Herstellungsprozesses der Linse und die Verwendung ihrer Eigenschaften.
2. Der Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials ist ein wichtiger Kennwert, und das Problem der Wärmeableitung sollte in einem späteren Stadium der Systemauslegung berücksichtigt werden.
Veröffentlichungsdatum: 10. Juni 2023