సాధారణ ఆప్టికల్ పదార్థాల పరిచయం

ఏదైనా ఆప్టికల్ తయారీ ప్రక్రియలో మొదటి దశ తగిన ఆప్టికల్ పదార్థాల ఎంపిక. ఆప్టికల్ పారామితులు (వక్రీభవన సూచిక, అబ్బే సంఖ్య, ప్రసారం, రిఫ్లెక్టివిటీ), భౌతిక లక్షణాలు (కాఠిన్యం, వైకల్యం, బబుల్ కంటెంట్, పాయిసన్ నిష్పత్తి) మరియు ఉష్ణోగ్రత లక్షణాలు (ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం, వక్రీభవన సూచిక మరియు ఉష్ణోగ్రత మధ్య సంబంధం) కూడా ఆప్టికల్ మెటీరియల్స్ యొక్క ఆప్టికల్ లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తాయి. ఆప్టికల్ భాగాలు మరియు వ్యవస్థల పనితీరు. ఈ వ్యాసం సాధారణ ఆప్టికల్ పదార్థాలను మరియు వాటి లక్షణాలను క్లుప్తంగా పరిచయం చేస్తుంది.
ఆప్టికల్ పదార్థాలు ప్రధానంగా మూడు వర్గాలుగా విభజించబడ్డాయి: ఆప్టికల్ గ్లాస్, ఆప్టికల్ క్రిస్టల్ మరియు ప్రత్యేక ఆప్టికల్ మెటీరియల్స్.

01 ఆప్టికల్ గ్లాస్
ఆప్టికల్ గ్లాస్ అనేది నిరాకార (గ్లాసీ) ఆప్టికల్ మీడియం పదార్థం, ఇది కాంతిని ప్రసారం చేస్తుంది. దాని గుండా కాంతి ప్రయాణించడం దాని ప్రచార దిశ, దశ మరియు తీవ్రతను మార్చగలదు. ప్రిజమ్స్, లెన్సులు, అద్దాలు, కిటికీలు మరియు ఫిల్టర్లు వంటి ఆప్టికల్ పరికరాలు లేదా వ్యవస్థలలో ఆప్టికల్ భాగాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఇది సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఆప్టికల్ గ్లాస్ అధిక పారదర్శకత, రసాయన స్థిరత్వం మరియు నిర్మాణం మరియు పనితీరులో శారీరక ఏకరూపతను కలిగి ఉంటుంది. ఇది నిర్దిష్ట మరియు ఖచ్చితమైన ఆప్టికల్ స్థిరాంకాలు కలిగి ఉంది. తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత ఘన స్థితిలో, ఆప్టికల్ గ్లాస్ అధిక-ఉష్ణోగ్రత ద్రవ స్థితి యొక్క నిరాకార నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంది. ఆదర్శవంతంగా, గ్లాస్ యొక్క అంతర్గత భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలు, వక్రీభవన సూచిక, ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం, కాఠిన్యం, ఉష్ణ వాహకత, విద్యుత్ వాహకత, సాగే మాడ్యులస్ మొదలైనవి అన్ని దిశలలో ఒకే విధంగా ఉంటాయి, వీటిని ఐసోట్రోపి అంటారు.
ఆప్టికల్ గ్లాస్ యొక్క ప్రధాన తయారీదారులలో జర్మనీకి చెందిన షాట్, యునైటెడ్ స్టేట్స్ యొక్క కార్నింగ్, జపాన్ యొక్క ఓహారా మరియు దేశీయ చెంగ్డు గ్వాంగ్మింగ్ గ్లాస్ (సిడిజిఎం), మొదలైనవి ఉన్నాయి.

వక్రీభవన రేఖాచిత్రం

ఆప్టికల్ గ్లాస్ వక్రీభవన సూచిక వక్రతలు

ప్రసార వక్రతలు

02. ఆప్టికల్ క్రిస్టల్

ఆప్టికల్ క్రిస్టల్ ఆప్టికల్ మీడియాలో ఉపయోగించే క్రిస్టల్ పదార్థాన్ని సూచిస్తుంది. ఆప్టికల్ స్ఫటికాల యొక్క నిర్మాణ లక్షణాల కారణంగా, అతినీలలోహిత మరియు పరారుణ అనువర్తనాల కోసం వివిధ కిటికీలు, లెన్సులు మరియు ప్రిజమ్‌లను తయారు చేయడానికి దీనిని విస్తృతంగా ఉపయోగించవచ్చు. క్రిస్టల్ నిర్మాణం ప్రకారం, దీనిని సింగిల్ క్రిస్టల్ మరియు పాలిక్రిస్టలైన్‌గా విభజించవచ్చు. సింగిల్ క్రిస్టల్ పదార్థాలు అధిక క్రిస్టల్ సమగ్రత మరియు కాంతి ప్రసారం, అలాగే తక్కువ ఇన్పుట్ నష్టాన్ని కలిగి ఉంటాయి, కాబట్టి ఒకే స్ఫటికాలు ప్రధానంగా ఆప్టికల్ స్ఫటికాలలో ఉపయోగించబడతాయి.
ప్రత్యేకంగా: సాధారణ UV మరియు పరారుణ క్రిస్టల్ పదార్థాలు: క్వార్ట్జ్ (SIO2), కాల్షియం ఫ్లోరైడ్ (CAF2), లిథియం ఫ్లోరైడ్ (LIF), రాక్ ఉప్పు (NaCl), సిలికాన్ (SI), జెర్మేనియం (GE),.
ధ్రువణ స్ఫటికాలు: సాధారణంగా ఉపయోగించే ధ్రువణ స్ఫటికాలలో కాల్సైట్ (కాకో 3), క్వార్ట్జ్ (SIO2), సోడియం నైట్రేట్ (నైట్రేట్), మొదలైనవి.
అచ్రోమాటిక్ క్రిస్టల్: క్రిస్టల్ యొక్క ప్రత్యేక చెదరగొట్టే లక్షణాలు అచ్రోమాటిక్ ఆబ్జెక్టివ్ లెన్స్‌లను తయారు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఉదాహరణకు, కాల్షియం ఫ్లోరైడ్ (CAF2) గాజుతో కలిపి అచ్రోమాటిక్ వ్యవస్థను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది గోళాకార ఉల్లంఘన మరియు ద్వితీయ స్పెక్ట్రంను తొలగించగలదు.
లేజర్ క్రిస్టల్: రూబీ, కాల్షియం ఫ్లోరైడ్, నియోడైమియం-డోప్డ్ వైట్రియం అల్యూమినియం గార్నెట్ క్రిస్టల్ వంటి ఘన-స్థితి లేజర్‌ల కోసం వర్కింగ్ మెటీరియల్‌గా ఉపయోగిస్తారు.

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

03 ప్రత్యేక ఆప్టికల్ పదార్థాలు

ఎ. గ్లాస్-సిరామిక్
గ్లాస్-సిరామిక్ అనేది ఒక ప్రత్యేకమైన ఆప్టికల్ పదార్థం, ఇది గాజు లేదా క్రిస్టల్ కాదు, కానీ మధ్యలో ఎక్కడో. గ్లాస్-సిరామిక్ మరియు సాధారణ ఆప్టికల్ గ్లాస్ మధ్య ప్రధాన వ్యత్యాసం క్రిస్టల్ నిర్మాణం యొక్క ఉనికి. ఇది సిరామిక్ కంటే చక్కని క్రిస్టల్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంది. ఇది తక్కువ ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం, అధిక బలం, అధిక కాఠిన్యం, తక్కువ సాంద్రత మరియు చాలా ఎక్కువ స్థిరత్వం యొక్క లక్షణాలను కలిగి ఉంది. ఫ్లాట్ స్ఫటికాలు, ప్రామాణిక మీటర్ కర్రలు, పెద్ద అద్దాలు, లేజర్ గైరోస్కోప్‌లు మొదలైన వాటి ప్రాసెసింగ్‌లో ఇది విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

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

బి. సిలికాన్ కార్బైడ్

సిలికాన్ కార్బైడ్ ఒక ప్రత్యేకమైన సిరామిక్ పదార్థం, దీనిని ఆప్టికల్ పదార్థంగా కూడా ఉపయోగిస్తారు. సిలికాన్ కార్బైడ్ మంచి దృ ff త్వం, తక్కువ ఉష్ణ వైకల్య గుణకం, అద్భుతమైన ఉష్ణ స్థిరత్వం మరియు గణనీయమైన బరువు తగ్గింపు ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంది. ఇది పెద్ద-పరిమాణ తేలికపాటి అద్దాలకు ప్రధాన పదార్థంగా పరిగణించబడుతుంది మరియు ఇది ఏరోస్పేస్, అధిక-శక్తి లేజర్‌లు, సెమీకండక్టర్స్ మరియు ఇతర రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

ఆప్టికల్ మెటీరియల్స్ యొక్క ఈ వర్గాలను కూడా ఆప్టికల్ మీడియా మెటీరియల్స్ అని పిలుస్తారు. ఆప్టికల్ మీడియా మెటీరియల్స్, ఆప్టికల్ ఫైబర్ మెటీరియల్స్, ఆప్టికల్ ఫిల్మ్ మెటీరియల్స్, లిక్విడ్ క్రిస్టల్ మెటీరియల్స్, ప్రకాశించే పదార్థాలు మొదలైన ప్రధాన వర్గాలతో పాటు అన్నీ ఆప్టికల్ పదార్థాలకు చెందినవి. ఆప్టికల్ మెటీరియల్ టెక్నాలజీ నుండి ఆప్టికల్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధి విడదీయరానిది. నా దేశం యొక్క ఆప్టికల్ మెటీరియల్ టెక్నాలజీ యొక్క పురోగతి కోసం మేము ఎదురుచూస్తున్నాము.