光學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)

材料的光機(jī)特性光學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)

材料的光機(jī)特性概述光學(xué)儀器原材料的主要種類：玻璃，塑料，晶體，半導(dǎo)體，陶瓷，金屬，上述各種材料的薄膜，復(fù)合材料，粘接劑，密封材料，專用表面精飾材料。概述光學(xué)儀器原材料的主要種類：3.1折射光學(xué)材料折射光學(xué)材料參數(shù)：透過(guò)率折射率色散機(jī)械性能3.1折射光學(xué)材料折射光學(xué)材料參數(shù)：3.1.1透過(guò)率折射材料，例如玻璃，最顯著的特征，是能夠透過(guò)紫外到紅外波段的電磁波。

一束光在進(jìn)入材料之后，隨著光波在材料內(nèi)部傳輸距離的增加，實(shí)際強(qiáng)度與入射強(qiáng)度相比一定會(huì)有所下降。吸收

散射3.1.1透過(guò)率折射材料，例如玻璃，最顯著3.1.1透過(guò)率

為什么指數(shù)降低，而不是線性？3.1.1透過(guò)率

為什么指數(shù)降低，而不是線性？3.1.1透過(guò)率透明材料對(duì)光能的內(nèi)部吸收與光譜有關(guān)3.1.1透過(guò)率透明材料對(duì)光能的內(nèi)部吸收與光譜有關(guān)3.1.1透過(guò)率透過(guò)率——波長(zhǎng)曲線3.1.1透過(guò)率透過(guò)率——波長(zhǎng)曲線3.1.1透過(guò)率3.1.1透過(guò)率3.1.2折射率n大部分光學(xué)透明體：1.4—4.1光學(xué)玻璃:1.4—2.1光學(xué)玻璃生產(chǎn)廠家會(huì)列出他們的產(chǎn)品，在幾個(gè)特定波長(zhǎng)下的平均相對(duì)折射率。如果購(gòu)買一定量的玻璃材料，對(duì)于某一生產(chǎn)批次或熔爐，也能夠提供幾種波長(zhǎng)的折射率測(cè)量值。若支付額外的費(fèi)用，還可以得到其他波長(zhǎng)的測(cè)量值。3.1.2折射率n大部分光學(xué)透明體：1.4—4.13.1.2折射率nn1、n2：界面兩側(cè)兩種材料在已知波長(zhǎng)下的折射率光束斜入射時(shí)公式更為復(fù)雜，而且要考慮光的偏振態(tài)。反射率與折射率差的關(guān)系？3.1.2折射率nn1、n2：界面兩側(cè)兩種材料在已知波長(zhǎng)影響折射率的因素溫度：光學(xué)材料的折射率隨溫度而變化溫度變化1℃引起的折射率值變化，會(huì)使小數(shù)點(diǎn)第六位有微小改變天然原因或加工過(guò)程的殘留：空間折射率發(fā)生細(xì)微變化應(yīng)力：雙折射影響折射率的因素溫度：思考測(cè)量玻璃透過(guò)率：思考測(cè)量玻璃透過(guò)率：3.1.3色散色散：折射率隨波長(zhǎng)的變化3.1.3色散色散：折射率隨波長(zhǎng)的變化3.1.3色散折射率隨波長(zhǎng)的增加而減小在短波長(zhǎng)的末端，折射率的變化最大在給定波長(zhǎng)處最高折射率材料曲線的斜率比較陡一種材料色散曲線的形狀不能通過(guò)改變比例，由另一種材料的曲線精確地導(dǎo)出3.1.3色散折射率隨波長(zhǎng)的增加而減小3.1.3色散阿貝數(shù)：d：587.5618nm，氦光譜線e：546.0740nm，汞光譜線F：486.1327nm，氫光譜線C：656.2725nm，氫光譜線思考：阿貝數(shù)大，色散大還是?。?.1.3色散阿貝數(shù)：d：587.5618nm，氦光譜線3.1.3色散肖特公司建議優(yōu)先選用的，玻璃分布曲線圖3.1.3色散肖特公司建議優(yōu)先選用的，玻璃分布曲線圖3.1.3色散Zemax中查看材料具體折射率、透過(guò)率sellmeier色散方程：3.1.3色散Zemax中查看材料具體折射率、透過(guò)率se3.1.4機(jī)械性質(zhì)密度，楊氏模量，泊松比線性熱膨脹系數(shù)，比熱容熱傳導(dǎo)性，硬度，轉(zhuǎn)化溫度3.1.4機(jī)械性質(zhì)密度，楊氏模量，泊松比3.1.4種類玻璃、光學(xué)晶體、半導(dǎo)體、光學(xué)塑料/watch/6783495169403310197.html光學(xué)塑料注塑3.1.4種類玻璃、光學(xué)晶體、半導(dǎo)體、光學(xué)塑料http:/注塑注塑光學(xué)塑料優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格低、易加工、重量輕、耐沖擊、容易整體裝配缺點(diǎn)：鍍膜困難、易吸濕，不耐磨多應(yīng)用于低精度系統(tǒng)，例如廉價(jià)的照相機(jī)，望遠(yuǎn)鏡，雙目望遠(yuǎn)鏡，一些簡(jiǎn)單的軍用設(shè)備，目鏡，接目透鏡，隱形眼鏡光學(xué)塑料優(yōu)點(diǎn)：3.2反射光學(xué)元件材料反射系統(tǒng)特點(diǎn)：孔徑大，無(wú)色散，光路方便折轉(zhuǎn)，方便引入非球面牛頓望遠(yuǎn)鏡3.2反射光學(xué)元件材料反射系統(tǒng)特點(diǎn)：牛頓望遠(yuǎn)鏡3.2反射光學(xué)元件材料反射鏡組成1、反射面：?jiǎn)螌颖∧?、多層介質(zhì)膜、金屬薄膜2、剛性基板機(jī)械上保證反射表面的正確位置以及正確的面型。對(duì)于第二表面反射的反射鏡來(lái)說(shuō)，輻射要透過(guò)基板，例如化妝鏡。3.2反射光學(xué)元件材料反射鏡組成3.2反射光學(xué)元件材料反射鏡基板材料重要性質(zhì)：平滑度穩(wěn)定性硬度3.2反射光學(xué)元件材料反射鏡基板材料重要性質(zhì)：平滑度光學(xué)儀器中使用的所有反射鏡都應(yīng)該通過(guò)拋光，達(dá)到較高的光潔度。反射鏡表面存在的三類表面不規(guī)則：低頻誤差：面形誤差，導(dǎo)致光學(xué)像差中頻誤差：介于低頻與高頻之間高頻誤差：表面微粗糙度思考：光學(xué)像差種類？平滑度光學(xué)儀器中使用的所有反射鏡都應(yīng)該通過(guò)拋材料的光機(jī)特性課件穩(wěn)定性：反射鏡面形不隨所處的環(huán)境、溫度變化或內(nèi)應(yīng)力的釋放而發(fā)生變化。硬度：剛性大、密度低的材料會(huì)減輕拋光，安裝，重力，以及工作過(guò)程中振動(dòng)所造成的形變。希望使用的材料具有大的比剛度值，如碳化硅。穩(wěn)定性：3.3機(jī)械零件材料用于制作光學(xué)儀器殼體，鏡筒，靜坐，壓圈，結(jié)構(gòu)件，蓋板，彈簧，計(jì)量桿等零部件。3.3機(jī)械零件材料用于制作光學(xué)儀器殼體，鏡材料的主要機(jī)械性能材料的主要機(jī)械性能鋼鐵鋼鐵鋼鐵鋼鐵鋼鋼材料的光機(jī)特性課件有色金屬有色金屬鋁合金鋁合金鋁合金鋁合金銅合金銅合金3.4粘合劑思考：zemax設(shè)計(jì)中，如何得到雙膠合鏡片？3.4粘合劑思考：zemax設(shè)計(jì)中，如何得到雙膠合鏡片？3.4.1光學(xué)膠3.4.1光學(xué)膠光學(xué)膠種類光學(xué)膠種類光學(xué)膠種類光學(xué)膠種類材料的光機(jī)特性課件材料的光機(jī)特性課件光學(xué)表面的膠合思考：膠合可能產(chǎn)生哪一種誤差？光學(xué)表面的膠合思考：膠合可能產(chǎn)生哪一種誤差？材料的光機(jī)特性課件材料的光機(jī)特性課件3.4.2結(jié)構(gòu)粘合劑3.4.2結(jié)構(gòu)粘合劑材料的光機(jī)特性課件材料的光機(jī)特性課件3.5密封膠3.5密封膠光學(xué)儀器中常用的兩類密封膠光學(xué)儀器中常用的兩類密封膠光學(xué)儀器中常用的兩類密封膠光學(xué)儀器中常用的兩類密封膠3.6光機(jī)材料專用膜層3.6光機(jī)材料專用膜層3.6.1保護(hù)膜3.6.1保護(hù)膜保護(hù)膜種類保護(hù)膜種類材料的光機(jī)特性課件3.6.2表面發(fā)黑3.6.2表