本文譯自the design of plastic optical system '{UKO7
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。 cu($mjC@T
在英國(guó),the Imperial Chemical Industries PLC 推出了該公司的acrylic,命名為 Perspex。不久,美國(guó)的 Dow Chemical 推出了 polystyrene,并命名為 STYRON。 }1e4u{
1934,Peter Maurice Koch de Gooreynd and Arthur Kingston在倫敦成立了the KGK Syndicate Ltd.該公司推出的塑料光學(xué)鏡片被認(rèn)為是最早一批的塑料鏡片, 1938年,兩人分道揚(yáng)鑣。 7n6g;8xE
從第二次世界大戰(zhàn)開(kāi)始,塑料光學(xué)鏡片快速發(fā)展,并大量用于軍用飛機(jī),反坦克瞄準(zhǔn)鏡,以及航空相機(jī)。 .a]#AFX
1950年后, GE Plastics推出了LEXAN, Bayer 推出了Makrolon,這是最早的PC材料,很遺憾,這些早期的PC并不適合大多數(shù)光學(xué)應(yīng)用,因?yàn)檫@些材料外觀呈現(xiàn)金色。同一時(shí)期,Kodak開(kāi)始推出使用acrylic材料的取景器和物鏡的相機(jī)。 .Zczya
1960年后,塑料鏡頭相機(jī)在市面上大量推出,十年間,Kodak INSTAMATIC cameras 賣(mài)出了超過(guò)5000萬(wàn)臺(tái)。在這些相機(jī)中,Acrylic和PS經(jīng)常被一起使用用來(lái)消除色差,PC則常被用于非成像應(yīng)用中,例如汽車(chē)尾燈和交通信號(hào)燈。 I7oA7@zv
1965年, ICI 推出了 polymethylpentene,通常被叫做TPX.今天,一些特殊的塑料光學(xué)領(lǐng)域還在使用它。 >4jE[$p]"
1970年,PC材料經(jīng)過(guò)不斷優(yōu)化,它的金色調(diào)已經(jīng)不甚明顯,但仍不適用于成像光學(xué)鏡片,這個(gè)階段,PC被用于汽車(chē)前照燈。 #G77q$
1980年,光學(xué)級(jí)PC問(wèn)世,這種材料在當(dāng)時(shí)廣泛用于眼鏡,護(hù)目鏡,甚至是F14戰(zhàn)斗機(jī)的透明艙蓋。 X)[tb]U/Wx
1982年,光學(xué)級(jí)PC被用于CD的讀寫(xiě)鏡頭。直到此時(shí),PC才被人們考慮用作PS的替代品。 HKXC=^}x'
1990年,兩種新的光學(xué)材料問(wèn)世,一種是COC,作為產(chǎn)品銷(xiāo)售時(shí)更多叫做 Zeonex,另一種時(shí)COP,或者叫做 Apel,再或者 Topas。這兩種材料可能是最早的專(zhuān)門(mén)針對(duì)光學(xué)應(yīng)用的材料。這些材料和acrylic有相似的光學(xué)性能,但同時(shí)具有更高的熱容量和更低的吸水特性。 /@k#tdj
除了這些新的材料,光學(xué)級(jí)polyetherimide(銷(xiāo)售名稱 ULTEM),光學(xué)級(jí) polyethersulfone (銷(xiāo)售名稱 RADEL)也逐漸問(wèn)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。 A}SGw.3
近幾年問(wèn)世了一種光學(xué)材料optical polyester,如日本的Osaka Gas Chemicals Co., Ltd推出的OKP4,折射率達(dá)到1.6,較低的阿貝數(shù),雙折射特性和acrylic類(lèi)似。 Si>38vCJ*
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塑料光學(xué)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)在于大批量條件下的生產(chǎn)效率和成本,同時(shí)重量輕,但缺點(diǎn)是其存儲(chǔ)溫度受限,有熱差問(wèn)題。 0SQr%:zG
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塑料光學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)場(chǎng)合:1、大批量加工場(chǎng)景2、復(fù)雜光學(xué)零件加工,如復(fù)眼透鏡,陣列透鏡。3、要求重量輕的場(chǎng)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(shè)計(jì)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(hù)玻璃5、塑料光學(xué)系統(tǒng)可以將法蘭和墊圈模壓成一個(gè)部件,即保證了精度又簡(jiǎn)化了裝調(diào)。當(dāng)然還可以模壓出結(jié)構(gòu)特征,如卡扣等。 T:$^1"\
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針對(duì)塑料光學(xué)系統(tǒng)的熱差缺點(diǎn),通常采用被動(dòng)或主動(dòng)消熱差技術(shù),被動(dòng)消熱差技術(shù)思路可以是采用玻璃和塑料結(jié)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(fù)透鏡選用不同的塑料材料,通過(guò)熱差相互抵消完成設(shè)計(jì)。主動(dòng)消熱差,則是通過(guò)手動(dòng)調(diào)焦模塊尋找最佳像點(diǎn)。 %`yfi+e
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雙折射問(wèn)題也是有些塑料光學(xué)系統(tǒng)需要考慮的問(wèn)題,特別是應(yīng)用于高偏振度的系統(tǒng)時(shí)。雙折射問(wèn)題是指入射光束進(jìn)入材料時(shí)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(huì)帶來(lái)雙折射問(wèn)題,特別是澆筑口附近更容易產(chǎn)生。而使用金剛石車(chē)削的塑料零件則沒(méi)有雙折射問(wèn)題。 X`KSj
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一般的塑料材料,在450nm-900nm具有高透過(guò)率,在中遠(yuǎn)紅外透過(guò)率很差。 HCs^?s8Pp
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甲苯或者丙酮等溶劑,會(huì)降解光學(xué)塑料。