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光学塑料.


菲涅尔透镜: 应用:
菲涅尔透镜应用于多个领域,包括: 投影显示:菲涅尔投影电视,背投菲涅尔屏幕,高射投影仪, 准直器; 聚光聚能:太阳能用菲涅尔透镜,摄影用菲涅尔聚光灯,菲 涅尔放大镜; 航空航海:灯塔用菲涅尔透镜,菲涅尔飞行模拟; 科技研究:激光检测系统等; 红外探测:无源移动探测器; 照明光学:汽车头灯,交通标志,光学着陆系统。
光学塑料
——杨依迪13120978 王盈秋13121377
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指对光能具有传输、吸收、存储、转换等功能的一类高分 子材料。 根据其作用机理,可以简单地分为光物理材料和光化学材 料两大类。
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着眼于材料对光的物理输出和转化特性,包括光的透过、传导、 干涉、衍射、反射、散射、折射等普通光物理特性,在强光作用 下所产生的非线性光学、光折变、电光、磁光、光弹等效应,以 及在材料吸收能量后,以非化学反应的方式将能量转化为其他形 式的能的特性。
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眼镜片用塑料透镜种类:
①PMMA。PMMA广泛用作太阳镜片及镜片与镜框作成一 体的视力矫正镜。 ②PC。PC的折射率比PMMA高,最高工作温度可达 135ºC,耐冲击,耐溶剂性好。 ③CR-39。由于CR-39是网状体型热固性塑料,因而耐热 性好,其硬度是有光学塑料中最高的。 ④其他树脂。比如“贝尔诺”CR-39相比的特点有:由于 折射率、抗张强度及弯曲弹性模量均比CR-39大,故镜片 中心和边缘厚度减小,因而镜片更薄、更轻。而且其外观 像水晶玻璃,晶亮透明。
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菲涅尔透镜工作原理:
假设一个透镜的折射能量仅仅发生在光学表面(如:透镜表面), 拿掉尽可能多的光学材料,而保留表面的弯曲度。
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另外一种理解就是,透镜连续 表面部分“坍陷”到一个平面 上。如图:
从剖面看,其表面由一系列锯齿型凹槽组成,中心部分是椭 圆型弧线。每个凹槽都与相邻凹槽之间角度不同,但都将光 线集中一处,形成中心焦点,也就是透镜的焦点。每个凹槽 都可以看做一个独立的小透镜,把光线调整成平行光或聚光 。这种透镜还能够消除部分球形像差。 简单地说,菲涅尔透镜一面是平坦的,另一面是凸起的。
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1. 三大光学材料及其特点
光学材料包括 三 大类。
光学玻璃、光学晶体、光学塑料
光学塑料是是指用作光学介质材料的塑料,属于有机高分子 化合物,由于光学塑料易加工,耐冲击,不易粉碎,且质量 轻,成本低,故在透镜方面的应用日益扩大。目前,在光学 领域中使用的塑料透镜主要有:光学仪器用塑料透镜、眼镜 用的塑料透镜、接触透镜、太阳集光用透镜、非球面透镜和 菲涅尔透镜等。
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想象一下,取一面塑料放大镜并将其切成一百个同心圆环(就像树的年轮) 薄片。每个圆环都比旁边的圆环稍微小一点,并将光会聚到中心。现在,取 框哦) 出并修改每一个圆环,使其一边平坦并且与其余圆环等厚。为了保持圆环向 中心会聚光线的能力,各个圆环的斜面的角度将有所不同。现在,若将所有 圆环堆叠在一起,就可以得到一面菲涅尔透镜了。
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3.塑料透镜
随着各种加工技术的发展,特别是一次完工注 塑成型技术的开发,现已能生产高精度球面和非球 面光学塑料透镜。这样随着成像质量提高,应用范 围迅猛扩大。能制造透镜的光学塑料品种极少,约 五种左右。尽管如此,人们在不断开发新型光学塑 料的同时,利用仅有的几种光学塑料材料,通过巧 妙设计和组合,研制成功了各种实用的塑料透镜产 品。
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4.光盘基材
1、带你看看光盘是怎么生产出来的 2、光碟的生产
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眼镜片的发展方向:
①高折射率光学塑料的研制与开发。眼镜片日趋要求超薄 型轻量化。因此光学塑料就必须满足高折射率、低密度、 高阿贝数的要求。 ②特种防护镜片光学塑料的开发。光学塑料加入适当的添 加剂,或经过染色可吸收有害的短波光线(如紫外线,但 红外则吸收甚少,因成型时红外吸收剂遇热而分解),至 于激光和X射线的防护镜则需要用特殊光学塑料制成。 ③变色光学塑料的开发。光致变色塑料镜片能随环境光强 的变化改变镜片颜色,其透光率亦随之改变,因而视觉倍 感舒适。
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1、消色差透镜Achromatic Lenses
2、非球面透镜Aspheric Lenses 3、非球面消色差透镜 Aspherized Achromatic Lenses
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菲涅尔透镜: 定义:
菲涅尔透镜 (Fresnel lens) 多是由聚烯烃材料注压而成的薄片, 也有玻璃制作的,镜片表面一面为光面,另一面刻录了由小到大 的同心圆,它的纹理是利用光的干涉及扰射和根据相对灵敏度和 接收角度要求来设计的,透镜的要求很高,一片优质的透镜必须 是表面光洁,纹理清晰,其厚度随用途而变,多在1mm左右, 特性为面积较大,厚度薄及侦测距离远。菲涅尔透镜的在很多时 候相当于红外线及可见光的凸透镜,效果较好,但成本比普通的 凸透镜低很多。多用于对精度要求不是很高的场合,如幻灯机、 薄膜放大镜、红外探测器等。
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塑料透镜的材料和设计方法:
满足以上要求的树脂用于制造光学透镜是十分 理想的。但目前满足以上基本要求的树脂并不多, 广泛应用的塑料有:CR-39热固性塑料和PMMA、 PC、PS、TPX、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)和 苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(NAS)等热塑性塑料。 这些塑料的透明性与玻璃相近,密度约为玻璃 的1/2,具有优良的抗冲击性,但线胀系数大,表 面硬度低。
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菲涅尔透镜: 作用:
菲涅尔透镜作用有两个: 一是聚焦作用,即将热释红外ห้องสมุดไป่ตู้号折射(反射)在PIR上
二是将探测区域内分为若干个明区和暗区,使进入探测区域的移 动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。
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塑料透镜的设计方法和玻璃透镜没什么不同, 但设计前必须针对塑料本身固有的缺点考虑以 下光学性能指标:
(1)折射率。塑料透镜的折射率随透镜形状和成型方法不同而改变 。 (2)温度补偿措施。周围环境温度变化会引起塑料透镜焦点位移, 从而导致性能下降。 (3)双折射。双折射对透镜性能影响很大,一般而言,材料的色散 越高双折射就越大。 (4)色散。 (5)阿贝数。当镜片对紫光折射率及红光折射率越接近时(色散偏 差小),阿贝数越大。 (6)吸收光谱。 (7)色度。作用是描述影像色彩及饱和度,用于指定像素的颜色。
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2.光学材料的基本要求
用于透镜的光学塑料随不同用途的透镜而不同 ,但一般而言,应满足以下基本要求:
(1)在使用光的波长范围内透光率高 (2)双折射小,折射率稳定 (3)耐化学药品性及耐热性优良 (4)吸湿膨胀小,温度变化引起的膨胀收缩小,而且由于吸 湿和温度变化引起的光学特性变化小 (5)适合于机械加工和研磨抛光
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侧重于材料在光的作用下所发生的光化学变化,如光交联、光分 解、光聚合及光异构等反应。由于发生了光化学反应,材料的其 他特性如颜色、溶解性能等也发生了相应的变化。
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目录
1.三大光学材料及其特点 2.光学材料的基本要求 3.塑料透镜 4.光盘基材
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