| ch_aoman |
2021-11-16 10:38 |
塑料光學材料發(fā)展分享
本文譯自the design of plastic optical system 4-veO3&.h
1936年， the Rohm and Haas Company 推出PMMA，并命名為 Plexiglas，即現(xiàn)在的 acrylic，同年， DuPont也推出了 acrylic material，命名為 Lucite。 f{eMh47 NC
在英國，the Imperial Chemical Industries PLC 推出了該公司的acrylic，命名為 Perspex。不久，美國的 Dow Chemical 推出了 polystyrene，并命名為 STYRON。 G[M{TS3&Ds
1934,Peter Maurice Koch de Gooreynd and Arthur Kingston在倫敦成立了the KGK Syndicate Ltd.該公司推出的塑料光學鏡片被認為是最早一批的塑料鏡片， 1938年，兩人分道揚鑣。 86 < [!ZM
從第二次世界大戰(zhàn)開始，塑料光學鏡片快速發(fā)展，并大量用于軍用飛機，反坦克瞄準鏡，以及航空相機。 b rt1Kvu8(
1950年后， GE Plastics推出了LEXAN， Bayer 推出了Makrolon，這是最早的PC材料，很遺憾，這些早期的PC并不適合大多數(shù)光學應用，因為這些材料外觀呈現(xiàn)金色。同一時期，Kodak開始推出使用acrylic材料的取景器和物鏡的相機。 g|rbkK%SoE
1960年后，塑料鏡頭相機在市面上大量推出，十年間，Kodak INSTAMATIC cameras 賣出了超過5000萬臺。在這些相機中，Acrylic和PS經常被一起使用用來消除色差，PC則常被用于非成像應用中，例如汽車尾燈和交通信號燈。 -Ay=*c.4
1965年， ICI 推出了 polymethylpentene，通常被叫做TPX.今天，一些特殊的塑料光學領域還在使用它。 '\I!RAZ
1970年，PC材料經過不斷優(yōu)化，它的金色調已經不甚明顯，但仍不適用于成像光學鏡片，這個階段，PC被用于汽車前照燈。 ?kKr/f4N
1980年，光學級PC問世，這種材料在當時廣泛用于眼鏡，護目鏡，甚至是F14戰(zhàn)斗機的透明艙蓋。 ym.:I@b?6
1982年，光學級PC被用于CD的讀寫鏡頭。直到此時，PC才被人們考慮用作PS的替代品。 b'$fr6"O1
1990年，兩種新的光學材料問世，一種是COC，作為產品銷售時更多叫做 Zeonex，另一種時COP，或者叫做 Apel，再或者 Topas。這兩種材料可能是最早的專門針對光學應用的材料。這些材料和acrylic有相似的光學性能，但同時具有更高的熱容量和更低的吸水特性。 ~Ddlr9Ej
除了這些新的材料，光學級polyetherimide（銷售名稱 ULTEM），光學級 polyethersulfone （銷售名稱 RADEL）也逐漸問世，這兩種材料具有更高的熱容量，和較高的折射率， 但由于材料呈褐色，因此，在成像系統(tǒng)中受限。 C)xM>M_CB
近幾年問世了一種光學材料optical polyester，如日本的Osaka Gas Chemicals Co., Ltd推出的OKP4，折射率達到1.6，較低的阿貝數(shù)，雙折射特性和acrylic類似。 WXX)_L$2
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塑料光學系統(tǒng)的主要優(yōu)點在于大批量條件下的生產效率和成本，同時重量輕，但缺點是其存儲溫度受限，有熱差問題。 o+I'nFtnI
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塑料光學系統(tǒng)的優(yōu)勢場合：1、大批量加工場景2、復雜光學零件加工，如復眼透鏡，陣列透鏡。3、要求重量輕的場合4、塑料零件比玻璃有更好的抗沖擊性，但塑料的耐磨性很差，通常在零件表面鍍耐磨涂層，或者合理設計外殼，使鏡片凹陷在鏡筒中。還有就是第一片零件用玻璃材料，或者增加平板保護玻璃5、塑料光學系統(tǒng)可以將法蘭和墊圈模壓成一個部件，即保證了精度又簡化了裝調。當然還可以模壓出結構特征，如卡扣等。 .P5OUK
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針對塑料光學系統(tǒng)的熱差缺點，通常采用被動或主動消熱差技術，被動消熱差技術思路可以是采用玻璃和塑料結合的系統(tǒng)，主要光焦度分配至玻璃透鏡，塑料零件主要用于校正像差，這樣熱焦移最小化，或者正負透鏡選用不同的塑料材料，通過熱差相互抵消完成設計。主動消熱差，則是通過手動調焦模塊尋找最佳像點。 J2d 3&6
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雙折射問題也是有些塑料光學系統(tǒng)需要考慮的問題，特別是應用于高偏振度的系統(tǒng)時。雙折射問題是指入射光束進入材料時分離為兩束，雖然雙折射特性不是塑料材料本身的基本特性，但注塑成型的加工方法可能會帶來雙折射問題，特別是澆筑口附近更容易產生。而使用金剛石車削的塑料零件則沒有雙折射問題。
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