材料的光机特性课件

光学机械设计

材料的光机特性光学机械设计

材料的光机特性概述光学仪器原材料的主要种类：玻璃，塑料，晶体，半导体，陶瓷，金属，上述各种材料的薄膜，复合材料，粘接剂，密封材料，专用表面精饰材料。概述光学仪器原材料的主要种类：3.1折射光学材料折射光学材料参数：透过率折射率色散机械性能3.1折射光学材料折射光学材料参数：3.1.1透过率折射材料，例如玻璃，最显著的特征，是能够透过紫外到红外波段的电磁波。

一束光在进入材料之后，随着光波在材料内部传输距离的增加，实际强度与入射强度相比一定会有所下降。吸收

散射3.1.1透过率折射材料，例如玻璃，最显著3.1.1透过率

为什么指数降低，而不是线性？3.1.1透过率

为什么指数降低，而不是线性？3.1.1透过率透明材料对光能的内部吸收与光谱有关3.1.1透过率透明材料对光能的内部吸收与光谱有关3.1.1透过率透过率——波长曲线3.1.1透过率透过率——波长曲线3.1.1透过率3.1.1透过率3.1.2折射率n大部分光学透明体：1.4—4.1光学玻璃:1.4—2.1光学玻璃生产厂家会列出他们的产品，在几个特定波长下的平均相对折射率。如果购买一定量的玻璃材料，对于某一生产批次或熔炉，也能够提供几种波长的折射率测量值。若支付额外的费用，还可以得到其他波长的测量值。3.1.2折射率n大部分光学透明体：1.4—4.13.1.2折射率nn1、n2：界面两侧两种材料在已知波长下的折射率光束斜入射时公式更为复杂，而且要考虑光的偏振态。反射率与折射率差的关系？3.1.2折射率nn1、n2：界面两侧两种材料在已知波长影响折射率的因素温度：光学材料的折射率随温度而变化温度变化1℃引起的折射率值变化，会使小数点第六位有微小改变天然原因或加工过程的残留：空间折射率发生细微变化应力：双折射影响折射率的因素温度：思考测量玻璃透过率：思考测量玻璃透过率：3.1.3色散色散：折射率随波长的变化3.1.3色散色散：折射率随波长的变化3.1.3色散折射率随波长的增加而减小在短波长的末端，折射率的变化最大在给定波长处最高折射率材料曲线的斜率比较陡一种材料色散曲线的形状不能通过改变比例，由另一种材料的曲线精确地导出3.1.3色散折射率随波长的增加而减小3.1.3色散阿贝数：d：587.5618nm，氦光谱线e：546.0740nm，汞光谱线F：486.1327nm，氢光谱线C：656.2725nm，氢光谱线思考：阿贝数大，色散大还是小？3.1.3色散阿贝数：d：587.5618nm，氦光谱线3.1.3色散肖特公司建议优先选用的，玻璃分布曲线图3.1.3色散肖特公司建议优先选用的，玻璃分布曲线图3.1.3色散Zemax中查看材料具体折射率、透过率sellmeier色散方程：3.1.3色散Zemax中查看材料具体折射率、透过率se3.1.4机械性质密度，杨氏模量，泊松比线性热膨胀系数，比热容热传导性，硬度，转化温度3.1.4机械性质密度，杨氏模量，泊松比3.1.4种类玻璃、光学晶体、半导体、光学塑料/watch/6783495169403310197.html光学塑料注塑3.1.4种类玻璃、光学晶体、半导体、光学塑料http:/注塑注塑光学塑料优点：价格低、易加工、重量轻、耐冲击、容易整体装配缺点：镀膜困难、易吸湿，不耐磨多应用于低精度系统，例如廉价的照相机，望远镜，双目望远镜，一些简单的军用设备，目镜，接目透镜，隐形眼镜光学塑料优点：3.2反射光学元件材料反射系统特点：孔径大，无色散，光路方便折转，方便引入非球面牛顿望远镜3.2反射光学元件材料反射系统特点：牛顿望远镜3.2反射光学元件材料反射镜组成1、反射面：单层薄膜、多层介质膜、金属薄膜2、刚性基板机械上保证反射表面的正确位置以及正确的面型。对于第二表面反射的反射镜来说，辐射要透过基板，例如化妆镜。3.2反射光学元件材料反射镜组成3.2反射光学元件材料反射镜基板材料重要性质：平滑度稳定性硬度3.2反射光学元件材料反射镜基板材料重要性质：平滑度光学仪器中使用的所有反射镜都应该通过抛光，达到较高的光洁度。反射镜表面存在的三类表面不规则：低频误差：面形误差，导致光学像差中频误差：介于低频与高频之间高频误差：表面微粗糙度思考：光学像差种类？平滑度光学仪器中使用的所有反射镜都应该通过抛材料的光机特性课件稳定性：反射镜面形不随所处的环境、温度变化或内应力的释放而发生变化。硬度：刚性大、密度低的材料会减轻抛光，安装，重力，以及工作过程中振动所造成的形变。希望使用的材料具有大的比刚度值，如碳化硅。稳定性：3.3机械零件材料用于制作光学仪器壳体，镜筒，静坐，压圈，结构件，盖板，弹簧，计量杆等零部件。3.3机械零件材料用于制作光学仪器壳体，镜材料的主要机械性能材料的主要机械性能钢铁钢铁钢铁钢铁钢钢材料的光机特性课件有色金属有色金属铝合金铝合金铝合金铝合金铜合金铜合金3.4粘合剂思考：zemax设计中，如何得到双胶合镜片？3.4粘合剂思考：zemax设计中，如何得到双胶合镜片？3.4.1光学胶3.4.1光学胶光学胶种类光学胶种类光学胶种类光学胶种类材料的光机特性课件材料的光机特性课件光学表面的胶合思考：胶合可能产生哪一种误差？光学表面的胶合思考：胶合可能产生哪一种误差？材料的光机特性课件材料的光机特性课件3.4.2结构粘合剂3.4.2结构粘合剂材料的光机特性课件材料的光机特性课件3.5密封胶3.5密封胶光学仪器中常用的两类密封胶光学仪器中常用的两类密封胶光学仪器中常用的两类密封胶光学仪器中常用的两类密封胶3.6光机材料专用膜层3.6光机材料专用膜层3.6.1保护膜3.6.1保护膜保护膜种类保护膜种类材料的光机特性课件3.6.2表面发黑3.6.2表