సాధారణ ఆప్టికల్ పదార్థాల పరిచయం

ఏదైనా ఆప్టికల్ తయారీ ప్రక్రియలో మొదటి దశ సరైన ఆప్టికల్ పదార్థాల ఎంపిక. ఆప్టికల్ పారామితులు (వక్రీభవన సూచిక, అబ్బే సంఖ్య, ట్రాన్స్‌మిటెన్స్, రిఫ్లెక్టివిటీ), భౌతిక లక్షణాలు (కాఠిన్యం, రూపాంతరం, బబుల్ కంటెంట్, పాయిసన్ నిష్పత్తి), మరియు కూడా ఉష్ణోగ్రత లక్షణాలు (థర్మల్ విస్తరణ గుణకం, రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్ మరియు ఉష్ణోగ్రత మధ్య సంబంధం) ఆప్టికల్ మెటీరియల్స్ అన్నీ ప్రభావితం చేస్తాయి. ఆప్టికల్ పదార్థాల యొక్క ఆప్టికల్ లక్షణాలు. ఆప్టికల్ భాగాలు మరియు వ్యవస్థల పనితీరు. ఈ వ్యాసం సాధారణ ఆప్టికల్ మెటీరియల్స్ మరియు వాటి లక్షణాలను క్లుప్తంగా పరిచయం చేస్తుంది.
ఆప్టికల్ మెటీరియల్స్ ప్రధానంగా మూడు వర్గాలుగా విభజించబడ్డాయి: ఆప్టికల్ గ్లాస్, ఆప్టికల్ క్రిస్టల్ మరియు స్పెషల్ ఆప్టికల్ మెటీరియల్స్.

01 ఆప్టికల్ గ్లాస్
ఆప్టికల్ గ్లాస్ అనేది కాంతిని ప్రసారం చేయగల నిరాకార (గ్లాసీ) ఆప్టికల్ మీడియం పదార్థం. దాని గుండా వెళుతున్న కాంతి దాని ప్రచార దిశ, దశ మరియు తీవ్రతను మార్చగలదు. ఇది సాధారణంగా ఆప్టికల్ సాధనాలు లేదా సిస్టమ్‌లలో ప్రిజమ్‌లు, లెన్స్‌లు, అద్దాలు, విండోలు మరియు ఫిల్టర్‌ల వంటి ఆప్టికల్ భాగాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఆప్టికల్ గ్లాస్ నిర్మాణం మరియు పనితీరులో అధిక పారదర్శకత, రసాయన స్థిరత్వం మరియు భౌతిక ఏకరూపతను కలిగి ఉంటుంది. ఇది నిర్దిష్ట మరియు ఖచ్చితమైన ఆప్టికల్ స్థిరాంకాలను కలిగి ఉంటుంది. తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత ఘన స్థితిలో, ఆప్టికల్ గాజు అధిక-ఉష్ణోగ్రత ద్రవ స్థితి యొక్క నిరాకార నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఆదర్శవంతంగా, గాజు యొక్క అంతర్గత భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలు, వక్రీభవన సూచిక, ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం, కాఠిన్యం, ఉష్ణ వాహకత, విద్యుత్ వాహకత, సాగే మాడ్యులస్ మొదలైనవి అన్ని దిశలలో ఒకే విధంగా ఉంటాయి, దీనిని ఐసోట్రోపి అంటారు.
ఆప్టికల్ గ్లాస్ యొక్క ప్రధాన తయారీదారులు జర్మనీకి చెందిన షాట్, యునైటెడ్ స్టేట్స్ యొక్క కార్నింగ్, జపాన్ యొక్క ఒహరా మరియు దేశీయ చెంగ్డు గ్వాంగ్మింగ్ గ్లాస్ (CDGM) మొదలైనవి.

రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్ మరియు డిస్పర్షన్ రేఖాచిత్రం

ఆప్టికల్ గ్లాస్ రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్ వక్రతలు

ప్రసార వక్రతలు

02. ఆప్టికల్ క్రిస్టల్

ఆప్టికల్ క్రిస్టల్ అనేది ఆప్టికల్ మీడియాలో ఉపయోగించే క్రిస్టల్ మెటీరియల్‌ని సూచిస్తుంది. ఆప్టికల్ స్ఫటికాల నిర్మాణ లక్షణాల కారణంగా, అతినీలలోహిత మరియు పరారుణ అనువర్తనాల కోసం వివిధ కిటికీలు, లెన్స్‌లు మరియు ప్రిజమ్‌లను తయారు చేయడానికి ఇది విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. క్రిస్టల్ నిర్మాణం ప్రకారం, దీనిని సింగిల్ క్రిస్టల్ మరియు పాలీక్రిస్టలైన్‌గా విభజించవచ్చు. ఒకే క్రిస్టల్ పదార్థాలు అధిక క్రిస్టల్ సమగ్రత మరియు కాంతి ప్రసారం, అలాగే తక్కువ ఇన్‌పుట్ నష్టాన్ని కలిగి ఉంటాయి, కాబట్టి ఒకే స్ఫటికాలు ప్రధానంగా ఆప్టికల్ స్ఫటికాలలో ఉపయోగించబడతాయి.
ప్రత్యేకించి: సాధారణ UV మరియు ఇన్‌ఫ్రారెడ్ క్రిస్టల్ పదార్థాలు: క్వార్ట్జ్ (SiO2), కాల్షియం ఫ్లోరైడ్ (CaF2), లిథియం ఫ్లోరైడ్ (LiF), రాక్ సాల్ట్ (NaCl), సిలికాన్ (Si), జెర్మేనియం (Ge) మొదలైనవి.
పోలరైజింగ్ స్ఫటికాలు: సాధారణంగా ఉపయోగించే ధ్రువణ స్ఫటికాలలో కాల్సైట్ (CaCO3), క్వార్ట్జ్ (SiO2), సోడియం నైట్రేట్ (నైట్రేట్) మొదలైనవి ఉన్నాయి.
అక్రోమాటిక్ క్రిస్టల్: వర్ణపట ఆబ్జెక్టివ్ లెన్స్‌లను తయారు చేయడానికి క్రిస్టల్ యొక్క ప్రత్యేక వ్యాప్తి లక్షణాలు ఉపయోగించబడతాయి. ఉదాహరణకు, కాల్షియం ఫ్లోరైడ్ (CaF2) గాజుతో కలిపి ఒక అక్రోమాటిక్ సిస్టమ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది గోళాకార ఉల్లంఘన మరియు ద్వితీయ వర్ణపటాన్ని తొలగించగలదు.
లేజర్ క్రిస్టల్: రూబీ, కాల్షియం ఫ్లోరైడ్, నియోడైమియమ్-డోప్డ్ యట్రియం అల్యూమినియం గార్నెట్ క్రిస్టల్ మొదలైన సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్‌ల కోసం పని చేసే పదార్థాలుగా ఉపయోగించబడుతుంది.

క్రిస్టల్ పదార్థాలు సహజ మరియు కృత్రిమంగా పెరిగిన విభజించబడ్డాయి. సహజ స్ఫటికాలు చాలా అరుదు, కృత్రిమంగా పెరగడం కష్టం, పరిమాణంలో పరిమితం మరియు ఖరీదైనవి. గాజు పదార్థం సరిపోనప్పుడు సాధారణంగా పరిగణించబడుతుంది, ఇది కనిపించని లైట్ బ్యాండ్‌లో పని చేస్తుంది మరియు సెమీకండక్టర్ మరియు లేజర్ పరిశ్రమలలో ఉపయోగించబడుతుంది.

03 ప్రత్యేక ఆప్టికల్ పదార్థాలు

a. గ్లాస్-సిరామిక్
గ్లాస్-సిరామిక్ అనేది ఒక ప్రత్యేక ఆప్టికల్ పదార్థం, ఇది గాజు లేదా క్రిస్టల్ కాదు, కానీ మధ్యలో ఎక్కడో ఉంటుంది. గ్లాస్-సిరామిక్ మరియు సాధారణ ఆప్టికల్ గ్లాస్ మధ్య ప్రధాన వ్యత్యాసం క్రిస్టల్ నిర్మాణం యొక్క ఉనికి. ఇది సిరామిక్ కంటే సున్నితమైన క్రిస్టల్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇది తక్కువ ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం, అధిక బలం, అధిక కాఠిన్యం, తక్కువ సాంద్రత మరియు చాలా ఎక్కువ స్థిరత్వం యొక్క లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. ఇది ఫ్లాట్ క్రిస్టల్స్, స్టాండర్డ్ మీటర్ స్టిక్స్, పెద్ద అద్దాలు, లేజర్ గైరోస్కోప్‌లు మొదలైన వాటి ప్రాసెసింగ్‌లో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

మైక్రోక్రిస్టలైన్ ఆప్టికల్ మెటీరియల్స్ యొక్క థర్మల్ ఎక్స్‌పాన్షన్ కోఎఫీషియంట్ 0.0±0.2×10-7/℃ (0~50℃)కి చేరుకుంటుంది.

బి. సిలికాన్ కార్బైడ్

సిలికాన్ కార్బైడ్ అనేది ఒక ప్రత్యేక సిరామిక్ పదార్థం, దీనిని ఆప్టికల్ మెటీరియల్‌గా కూడా ఉపయోగిస్తారు. సిలికాన్ కార్బైడ్ మంచి దృఢత్వం, తక్కువ థర్మల్ డిఫార్మేషన్ కోఎఫీషియంట్, అద్భుతమైన థర్మల్ స్టెబిలిటీ మరియు గణనీయమైన బరువు తగ్గింపు ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇది పెద్ద-పరిమాణ తేలికపాటి అద్దాలకు ప్రధాన పదార్థంగా పరిగణించబడుతుంది మరియు ఏరోస్పేస్, హై-పవర్ లేజర్‌లు, సెమీకండక్టర్స్ మరియు ఇతర రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

ఆప్టికల్ మెటీరియల్స్ యొక్క ఈ వర్గాలను ఆప్టికల్ మీడియా మెటీరియల్స్ అని కూడా పిలుస్తారు. ఆప్టికల్ మీడియా మెటీరియల్స్ యొక్క ప్రధాన వర్గాలతో పాటు, ఆప్టికల్ ఫైబర్ మెటీరియల్స్, ఆప్టికల్ ఫిల్మ్ మెటీరియల్స్, లిక్విడ్ క్రిస్టల్ మెటీరియల్స్, ల్యుమినిసెంట్ మెటీరియల్స్ మొదలైనవన్నీ ఆప్టికల్ మెటీరియల్‌లకు చెందినవి. ఆప్టికల్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధి ఆప్టికల్ మెటీరియల్ టెక్నాలజీ నుండి విడదీయరానిది. నా దేశం యొక్క ఆప్టికల్ మెటీరియల్ టెక్నాలజీ పురోగతి కోసం మేము ఎదురుచూస్తున్నాము.