సాధారణ ఆప్టికల్ పదార్థాల పరిచయం

ఏదైనా ఆప్టికల్ తయారీ ప్రక్రియలో మొదటి దశ తగిన ఆప్టికల్ పదార్థాల ఎంపిక. ఆప్టికల్ పారామితులు (వక్రీభవన సూచిక, అబ్బే సంఖ్య, ప్రసారకం, ప్రతిబింబం), భౌతిక లక్షణాలు (కాఠిన్యం, వైకల్యం, బుడగ కంటెంట్, పాయిజన్ నిష్పత్తి), మరియు ఆప్టికల్ పదార్థాల ఉష్ణోగ్రత లక్షణాలు (ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం, వక్రీభవన సూచిక మరియు ఉష్ణోగ్రత మధ్య సంబంధం) అన్నీ ఆప్టికల్ పదార్థాల ఆప్టికల్ లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తాయి. ఆప్టికల్ భాగాలు మరియు వ్యవస్థల పనితీరు. ఈ వ్యాసం సాధారణ ఆప్టికల్ పదార్థాలు మరియు వాటి లక్షణాలను క్లుప్తంగా పరిచయం చేస్తుంది.
ఆప్టికల్ పదార్థాలను ప్రధానంగా మూడు వర్గాలుగా విభజించారు: ఆప్టికల్ గ్లాస్, ఆప్టికల్ క్రిస్టల్ మరియు స్పెషల్ ఆప్టికల్ పదార్థాలు.

01 ఆప్టికల్ గ్లాస్
ఆప్టికల్ గ్లాస్ అనేది కాంతిని ప్రసారం చేయగల ఒక అస్ఫార (గాజు) ఆప్టికల్ మాధ్యమ పదార్థం. దాని గుండా వెళ్ళే కాంతి దాని ప్రచార దిశ, దశ మరియు తీవ్రతను మార్చగలదు. ఇది సాధారణంగా ఆప్టికల్ పరికరాలు లేదా వ్యవస్థలలో ప్రిజమ్‌లు, లెన్స్‌లు, అద్దాలు, కిటికీలు మరియు ఫిల్టర్‌లు వంటి ఆప్టికల్ భాగాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. 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 గ్లాస్ అధిక-ఉష్ణోగ్రత ద్రవ స్థితి యొక్క నిరాకార నిర్మాణాన్ని నిలుపుకుంటుంది. 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 తయారీదారులలో జర్మనీకి చెందిన స్కాట్, యునైటెడ్ స్టేట్స్‌కు చెందిన కార్నింగ్, జపాన్‌కు చెందిన ఒహారా మరియు దేశీయ చెంగ్డు గువాంగ్మింగ్ గ్లాస్ (CDGM) మొదలైనవి ఉన్నాయి.

వక్రీభవన సూచిక మరియు వ్యాప్తి రేఖాచిత్రం

ఆప్టికల్ గ్లాస్ వక్రీభవన సూచిక వక్రతలు

ప్రసార వక్రతలు

02. ఆప్టికల్ క్రిస్టల్

ఆప్టికల్ క్రిస్టల్ అనేది ఆప్టికల్ మీడియాలో ఉపయోగించే క్రిస్టల్ పదార్థాన్ని సూచిస్తుంది. ఆప్టికల్ క్రిస్టల్‌ల నిర్మాణ లక్షణాల కారణంగా, అతినీలలోహిత మరియు పరారుణ అనువర్తనాల కోసం వివిధ విండోలు, లెన్స్‌లు మరియు ప్రిజమ్‌లను తయారు చేయడానికి దీనిని విస్తృతంగా ఉపయోగించవచ్చు. క్రిస్టల్ నిర్మాణం ప్రకారం, దీనిని సింగిల్ క్రిస్టల్ మరియు పాలీక్రిస్టలైన్‌గా విభజించవచ్చు. సింగిల్ క్రిస్టల్ పదార్థాలు అధిక క్రిస్టల్ సమగ్రత మరియు కాంతి ప్రసారాన్ని కలిగి ఉంటాయి, అలాగే తక్కువ ఇన్‌పుట్ నష్టాన్ని కలిగి ఉంటాయి, కాబట్టి సింగిల్ క్రిస్టల్‌లను ప్రధానంగా ఆప్టికల్ క్రిస్టల్‌లలో ఉపయోగిస్తారు.
ప్రత్యేకంగా: సాధారణ UV మరియు ఇన్‌ఫ్రారెడ్ క్రిస్టల్ పదార్థాలలో ఇవి ఉన్నాయి: క్వార్ట్జ్ (SiO2), కాల్షియం ఫ్లోరైడ్ (CaF2), లిథియం ఫ్లోరైడ్ (LiF), రాతి ఉప్పు (NaCl), సిలికాన్ (Si), జెర్మేనియం (Ge), మొదలైనవి.
ధ్రువణ స్ఫటికాలు: సాధారణంగా ఉపయోగించే ధ్రువణ స్ఫటికాలలో కాల్సైట్ (CaCO3), క్వార్ట్జ్ (SiO2), సోడియం నైట్రేట్ (నైట్రేట్) మొదలైనవి ఉన్నాయి.
అక్రోమాటిక్ క్రిస్టల్: క్రిస్టల్ యొక్క ప్రత్యేక వ్యాప్తి లక్షణాలను అక్రోమాటిక్ ఆబ్జెక్టివ్ లెన్స్‌లను తయారు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఉదాహరణకు, కాల్షియం ఫ్లోరైడ్ (CaF2) గాజుతో కలిపి ఒక అక్రోమాటిక్ వ్యవస్థను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది గోళాకార ఉల్లంఘన మరియు ద్వితీయ వర్ణపటాన్ని తొలగించగలదు.
లేజర్ క్రిస్టల్: రూబీ, కాల్షియం ఫ్లోరైడ్, నియోడైమియం-డోప్డ్ యట్రియం అల్యూమినియం గార్నెట్ క్రిస్టల్ మొదలైన ఘన-స్థితి లేజర్‌లకు పని చేసే పదార్థాలుగా ఉపయోగిస్తారు.

క్రిస్టల్ పదార్థాలను సహజ మరియు కృత్రిమంగా పెంచినవిగా విభజించారు. సహజ స్ఫటికాలు చాలా అరుదు, కృత్రిమంగా పెంచడం కష్టం, పరిమాణంలో పరిమితం మరియు ఖరీదైనవి. సాధారణంగా గాజు పదార్థం సరిపోనప్పుడు పరిగణించబడుతుంది, ఇది కనిపించని కాంతి బ్యాండ్‌లో పనిచేయగలదు మరియు సెమీకండక్టర్ మరియు లేజర్ పరిశ్రమలలో ఉపయోగించబడుతుంది.

03 ప్రత్యేక ఆప్టికల్ పదార్థాలు

ఎ. గ్లాస్-సిరామిక్
గ్లాస్-సిరామిక్ అనేది ఒక ప్రత్యేక ఆప్టికల్ పదార్థం, ఇది గాజు లేదా క్రిస్టల్ కాదు, కానీ మధ్యలో ఎక్కడో ఉంది. గ్లాస్-సిరామిక్ మరియు సాధారణ ఆప్టికల్ గ్లాస్ మధ్య ప్రధాన వ్యత్యాసం క్రిస్టల్ నిర్మాణం ఉండటం. ఇది సిరామిక్ కంటే మెరుగైన 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 స్ఫటికాలు, ప్రామాణిక మీటర్ స్టిక్స్, పెద్ద అద్దాలు, లేజర్ గైరోస్కోప్‌లు మొదలైన వాటి ప్రాసెసింగ్‌లో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

మైక్రోక్రిస్టలైన్ ఆప్టికల్ పదార్థాల ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం 0.0±0.2×10-7/℃ (0~50℃)కి చేరుకుంటుంది.

బి. సిలికాన్ కార్బైడ్

సిలికాన్ కార్బైడ్ అనేది ఒక ప్రత్యేకమైన సిరామిక్ పదార్థం, దీనిని ఆప్టికల్ పదార్థంగా కూడా ఉపయోగిస్తారు. సిలికాన్ కార్బైడ్ మంచి దృఢత్వం, తక్కువ ఉష్ణ వైకల్య గుణకం, అద్భుతమైన ఉష్ణ స్థిరత్వం మరియు గణనీయమైన బరువు తగ్గింపు ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇది పెద్ద-పరిమాణ తేలికైన అద్దాలకు ప్రధాన పదార్థంగా పరిగణించబడుతుంది మరియు ఏరోస్పేస్, అధిక-శక్తి లేజర్‌లు, సెమీకండక్టర్లు మరియు ఇతర రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

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