Optinis stiklas su išgaubtomis įgaubti paviršiais: gamyba, pritaikymas. Objektyvas, didinamasis stiklas

Optinis stiklas yra specialiai pagamintas skaidrus stiklas, kuris naudojamas kaip optinių prietaisų dalys . Tai skiriasi nuo įprastos švaros ir padidėjusio skaidrumo, vienodumo ir bespalvumo. Be to, dispersija ir lūžio galia yra griežtai standartizuoti. Atitikimas tokiems reikalavimams didina gamybos sudėtingumą ir sąnaudas.

Istorija

Galite rasti daug kasdienio lęšio naudojimo pavyzdžių, pavyzdžiui, padidinamąjį stiklą - įprastą didinamąjį stiklą - padės sukurti mažą projektorių iš įprasto išmaniojo telefono, tačiau optiniai akiniai pasirodė ne taip seniai.

Lęšiai jau seniai žinomi, tačiau pirmasis rimtas bandymas sukurti stiklą, panašus į tai, kas naudojamas šiuolaikiniuose instrumentuose, gali būti priskiriamas XVII a. Taigi vienas iš jo darbų Vokietijos chemikas Kunkel paminėjo fosforo ir boro rūgštis, sudarančias stiklo sudedamąją dalį. Jis taip pat kalbėjo apie borosilikato karūną, kuris yra artimas kai kurioms šiuolaikinėms kompozicijos medžiagoms. Tai yra pirmoji sėkminga stiklo gamybos patirtis, turinti tam tikrų optinių savybių ir pakankamo fizinio ir cheminio vienodumo laipsnio.

Pramonėje

Optinių stiklų gamyba pramoniniu mastu prasidėjo XIX a. Pradžioje. Šveicarijos Gianas, kartu su Fraunhofer, pristatė palyginti stabilų tokio stiklo gavimo būdą Bavarijos gamykloje. Sėkmės raktas - tai riebalų maišymo, kuris buvo vertikaliai panardintas į stiklą, sukamaisiais judesiais priėmimas. Dėl to buvo įmanoma gauti tinkamo kokybės optinį stiklą, kurio skersmuo iki 250 mm.

Šiuolaikinė gamyba

Spalvotų optinių stiklų gamyboje naudojami priedai, kurių sudėtyje yra vario, seleno, aukso, sidabro ir kitų metalų. Valgymas vyksta nuo mokesčio. Jis pakraunamas į ugniai atsparias vazos, kurios, savo ruožtu, dedamos į stiklo krosnį. Įkrovos sudėtis gali sudaryti iki 40% stiklo atliekų, svarbus dalykas yra skilimo kompozicijos ir alaus stiklo nuoseklumas. Valgant stiklinę maistą nuolat sumaišoma su keramikos ar platinos geležte. Taigi pasiekiama homogeninė būklė.

Periodiškai tirpalas imamas pavyzdžiu, kuris kontroliuoja kokybę. Svarbus maisto ruošimo etapas yra paaiškinimas: iš pradžių į mišinį įmaišytuose aiškinamuosiuose medšiagos stikluose išleidžiamas didelis dujų kiekis. Gausūs burbuliukai, kurie greitai pakyla, užfiksuojant mažesnius burbuliukus, kurie neišvengiamai susidaro virimo metu.

Galiausiai puodus išimama iš orkaitės, po to jie lėtai atšaldomi. Aušinimas, atidėtas specialiais metodais, gali trukti iki aštuonių dienų. Ji turi būti vienoda, kitaip masėje gali susidaryti mechaniniai įtempiai, dėl kurių atsiranda įtrūkimų.

Savybės

Optinis stiklas yra lęšių gamybos medžiaga. Jie, savo ruožtu, išdėstyti į rinkimą ir išsklaidymą. Kolekcinėse yra abipus išgaubtas ir plokščias išgaubtas lęšis, taip pat įgaubtas išgaubtas lęšis, vadinamas "teigiamu menisku".

Optinis stiklas turi keletą savybių:

• Lūžio rodiklis, nustatomas pagal dvi spektro linijas, vadinamas natrio dovana;
• Vidutinė dispersija, kuria suprantamas spektro raudonos ir mėlynos linijos refrakcijos skirtumas;
• Sklaidos koeficientas - tai skaičius, kurį nustato vidutinio dispersijos ir lūžio santykis.

Spalvotas optinis stiklas naudojamas absorbcijos filtrams gaminti. Priklausomai nuo medžiagos, išskiriami trys pagrindiniai optinių stiklų tipai:

• Neorganinė;
• Organinis stiklas (organinis);
• Mineralinis organinis.

Neorganinio stiklo sudėtis apima oksidus ir fluoridus. Kvarcinis optinis stiklas taip pat reiškia neorganinę (cheminę formulę SiO ₂ ). Kvarcas turi nedidelį lūžio mastą ir didelį šviesos pralaidumą, jam būdingas karščio atsparumas. Plati skaidrumo sistema leidžia ją naudoti šiuolaikiniuose telekomunikacijose (šviesolaidžio kabeliai ir kt.), Taip pat silikato stiklas yra būtinas optinių lęšių gamybai, pavyzdžiui, kvarcas pagamintas iš didinamojo stiklo.

Remiantis siliciu

Skaidrus silikatinis stiklas gali būti optinis ir techninis. Optinis mišinys yra lydantis kalnų krištolas, tai vienintelis būdas gauti visiškai vienarūšę struktūrą. Nepermatomuose stikliniuose mažos dujų viduje esančios medžiagos burbuliukai atitinka spalvą.

Be silicio pagrindo pagaminto kvarco stiklo, pagamintas vadinamasis silicio stiklas, kuris, nepaisant panašios bazės, turi kitas optines savybes. Silicio elementai gali perdegti rentgeno spindulius ir perduoti infraraudonąją spinduliuotę.

Organinis stiklas

Vadinamasis organinis stiklas yra pagamintas iš sintetinės polimero medžiagos. Ši skaidri ir kieta medžiaga reiškia termoplastikus ir dažnai naudojama kaip kvarcinio stiklo pakaitalas. Plexiglas atsparus daugeliui aplinkos veiksnių, pvz., Didelio drėgnumo ir žemos temperatūros, tačiau jis yra daug minkštesnis ir todėl labiau jautrus mechaniniams poveikiams. Dėl savo minkštumo organinis optinis stiklas yra lengvai apdorojamas - jį galima "paimti" net ir paprasčiausiu metalo pjovimo įrankiu.

Ši medžiaga puikiai tinka lazerio apdirbimui, lengvai pritaikyti piešinį ar graviūrą. Kaip objektyvas, jis puikiai atspindi infraraudonųjų spindulių, bet praleidžia ultravioletinius ir rentgeno spindulius.

Paraiška

Optiniai stiklai yra plačiai naudojami lęšių gamybai, kurie, savo ruožtu, yra naudojami daugelyje optinių sistemų. Kaip didinamąjį stiklą naudojamas vienas rinkimo lęšis. Technologijoje lęšiai yra svarbi ar didelė dalis sistemų, tokių kaip žiūronai, optiniai matavimai, mikroskopai, teodolitai, teleskopai, taip pat fotoaparatai ir vaizdo įranga.

Ne mažiau svarbūs yra optiniai akiniai, reikalingi oftalmologijai, nes be jų sunku arba neįmanoma ištaisyti regėjimo defektus (trumparegystė, astigmatizmas, hiperopija, apgyvendinimo sutrikimas ir kitos ligos). Lęšiai akiniams su dioptriu gali būti pagaminti iš kvarcinio stiklo ir iš aukštos kokybės plastiko.

Astronomija

Optiniai stiklai yra svarbus ir brangiausias bet kurio teleskopo komponentas. Daugelis gerbėjų patys renka refraktorius, tai reikalauja šiek tiek, bet svarbiausia - plokščio stiklo lęšio.

Praėjusio amžiaus pradžioje, praėjus keleriems metams, vienam galingam astronominiam lęšiukui gaminti arba, tiksliau sakant, poliruoti. Pvz., 1982 m. Čikagos universiteto vadovas Williamas Harperas paprašė finansuoti observatoriją milijonieriui Charlesui Yerkečiui. "Yerkes" investuos apie tris šimtus tūkstančių dolerių, o keturiasdešimt tūkstančių nuėjo nusipirkti objektyvą tuo metu galingiausiu teleskopu planetoje. Observatorija buvo pavadinta finansuotoja "Yerkes" garbei, ir iki šiol šis reprezentatorius su 102 cm skersmens kampu laikomas didžiausia pasaulyje.

Didelio skersmens teleskopai yra atšvaitai, juose veidrodis yra šviesos surinkimo elementas.

Yra dar vienas astronomijos ir oftalmologijos objektyvas - stiklas su išgaubtomis įgaubti paviršiais, vadinamas meniskomis. Jis gali būti dviejų tipų: išskaidymas ir surinkimas. Išskleistame meniske kraštinė yra storesnė nei centrinė, o surenkant ploną yra centrinė dalis.