Физические свойства материалов, Используемые оптические материалы - Оптико-электронные (квантовые) системы и устройства

При выборе оптического материала следует учитывать их механические, теплофизические, электрические и химические свойства. В первом случае - это прежде всего твердость. Твердость обычно определяется как отношение нагрузки P к площади S и имеет размерность давления.

Определение твердости важно, когда выбирается материал для обтекателей и входных окон, а также для других деталей, которые должны подвергаться оптической полировке и сохранять свое состояние в процессе эксплуатации. Из практики следует, что твердость материалов указанных элементов должна быть не менее 15. Это качество должно сохраняться при воздействии химических реактивов, влажности, температуры. Теплофизические свойства важны для материалов, работающих при значительных перепадах температур. Здесь следует оценить теплопроводность, тепловое расширение, удельную теплоемкость.

Используемые оптические материалы

Материалы, используемые в оптике, включают стекла, керамики, природные и синтетические кристаллы, а также пластмассы и металлы.

Стекла и керамика

Большинство стекол прозрачно лишь в области 2,7 мкм из-за сильного поглощения ионами ОН. Плавленный кварц имеет длинноволновую границу ~5 мкм (далее поглощение /Si -0/. Используются специальные стекла из алюмината кальция, а также полученная горячим прессованием керамика на основе фтористого магния, InS, флюорита (CaF2), MgO, теллурида кадмия (CdTe) и др.

Кристаллы

Наиболее употребимы монокристаллы NaCl, CaF2, сильвин (КСl), AgCl, бромисто-йодистый калий КRS (КRS-5) и таллий (КRS-6).

Поликристаллические структуры

Кремний, германий, арсенид галлия.

Пластические материалы

Полиметилметакрилат - плексиглас, полиэтилен.

Металлы - алюминий, медь, золото, серебро. На их поверхность обычно наносится защитное покрытие - SiO (окись кремния).

Примеры характеристик оптических материалов.

    1. Баросиликатный крон (SiO2, B2O3, K2O, Na2O) (0,2 -2,7, твердость~300,нерастворим в воде. 2. Тяжелый флинт (SiO2, K2O, Na2O, РbO) (0,25 -3,0, нерастворим ) 3. Плавленный кварц (SiO2) (0,2 - 4,2, 460,0, нерастворим). 4. Керамика ZnS (0,35 - 13,5, 354, нерастворимая). 5. Керамика CaF2 (0,2 -12,0, 200, слабая растворимость) 6. Керамика ZnSе (0,4 -20,0, 100-250, нерастворимая). 7. NaCl (0,21 -26,0, 18, сильная растворимость) 8. NaF (0,2 -15, 60, умеренная растворимость) 9. КСl (0,2 -30,0, 8, сильная растворимость) 10. KBr (0,23-40, 6 -7, сильная растворимость) 11. LiF (0,12 -9, 110, нерастворим). 12. Хлористое серебро (0,45 -28,0, 0,5, нерастворимо, чернеет под действием УФ). 13. Германий (1,8 -23,0, 700, нерастворим) 14. Al2O3 0,17 -6,5, 1700, нерастворим). 15. Кварц - природный аристал (0,2 - 4,5, 741, нерастворим) 16. Полиэтилен (0,2 - 3,2; 35 - 7; 7,5-13, 14-30)

Похожие статьи




Физические свойства материалов, Используемые оптические материалы - Оптико-электронные (квантовые) системы и устройства

Предыдущая | Следующая