Konveks-konik yüzeyli optik cam: imalat, uygulama. Objektif, büyüteç

Optik cam özel bir yolduroptik aletlerin parçaları olarak kullanılan şeffaf cam üretmektedir. Normal temizlikten ve artan şeffaflık, tekdüzelik ve renksizlikten farklıdır. Ayrıca dispersiyon ve refraktif güç de kesinlikle normalize edilmiştir. Bu gerekliliklere uymak, üretimin karmaşıklığını ve maliyetini arttırır.

öykü

Evde kullanılan merceklerin birçok örneğini bulabilirsiniz, örneğin büyüteç - sıradan bir büyüteç - sıradan bir akıllı telefondan küçük bir projektör oluşturmaya yardımcı olacak, ancak optik gözlükler çok uzun zaman önce ortaya çıkmadı.

Eski çağlardan beri mercekler biliniyor ancak ilk ciddiModern aletlerde kullanılana benzer bir cam yaratma girişimi XVII yüzyıla atfedilebilir. Bu nedenle, Alman kimyager Kunkel eserlerinden birinde, cam bileşenini oluşturan fosforik ve borik asitleri belirtti. Kompozisyon hakkında bazı modern malzemelerin yakınında bulunan borosilikat taç hakkında da konuştu. Bu, belirli optik özelliklere ve yeterli derecede fiziksel ve kimyasal tekdüzeliğe sahip olan cam üretiminde ilk başarılı deneyim olarak adlandırılabilir.

Endüstride

Endüstriyel amaçlı optik gözlük imalatıXIX. yüzyılın başlarında ölçek başladı. İsviçre Gian ve Fraunhofer, Bavyera'daki bir bitkide böyle bir cam elde etme nispeten istikrarlı bir yöntem getirdi. Başarının anahtarı, dikey olarak camın içine dalmış bir kil çubuğun dairesel hareketleri yardımıyla eriyik karıştırma resepsiyonu idi. Sonuç olarak, 250 mm'ye kadar bir çapa sahip tatmin edici nitelikte bir optik cam elde etmek mümkün oldu.

Modern üretim

Renkli optik gözlük üretimindekatkı maddeleri bakır, selenyum, altın, gümüş ve diğer metallerin içeriğiyle birlikte kullanılır. Pişirme ücretten gerçekleşir. Ateşe dayanıklı tencere içine yüklenir ve bunlar bir cam fırın içine yerleştirilir. Şarjın bileşimi, atık camın% 40'ına kadarını kapsayabilir, önemli bir nokta, cam maddesinin bileşimi ve bira camının uygunluğudur. Pişirme sırasındaki camsı sürekli seramik veya platin bıçak ile karıştırılır. Böylece, homojen bir durum elde edilir.

Periyodik olarak, eriyik bir örneğe göre,kalite kontrol eder. Pişirmede önemli bir aşama açıklığa kavuşturulmuştur: orijinal olarak yüke eklenen arındırıcı maddenin cam kütlesi içinde önemli miktarda gaz açığa çıkar. Pişirme işlemi sırasında kaçınılmaz olarak oluşan daha küçük kabarcıkları yakalayan hızlı kabarcıklar oluşur.

Sonuç olarak, tencere fırından çıkarıldıktan sonrayavaş yavaş soğumaya devam ediyor. Özel yöntemlerle ertelenen soğutma sekiz gün sürebilir. Düzgün olmalı, aksi takdirde kitlenin içinde çatlaklara neden olan mekanik gerilmeler oluşabilir.

özellikleri

Optik cam üretim materyalidirlensler. Buna karşılık, bunlar toplama ve dağılma biçiminde ayrılmıştır. Kollektörler arasında bikonveks ve düz dışbükey bir lensin yanı sıra "pozitif menisküs" olarak adlandırılan içbükey bir dışbükey mercek bulunur.

Optik camın birçok özelliği vardır:

• Sodyum ikili olarak adlandırılan iki spektral çizgi ile belirlenen kırılma indeksi;
• ortalama dağılım; bunun anlamı, spektrumun kırmızı ve mavi çizgilerinin kırılmasındaki farktır;
• dağılma katsayısı - ortalama dağılım ve kırılma oranı ile verilen sayı.

Emici filtreler üretmek için renkli optik cam kullanılır. Malzemeye bağlı olarak üç ana optik göz tipi ayırt edilir:

• inorganik;
• pleksiglas (organik);
• Mineral ve organik.

İnorganik camın bileşimi oksitler ve florürleri içerir. Kuvars optik cam aynı zamanda inorganik (kimyasal formülün SiO₂). Kuvars hafif bir kırılma ve yüksek bir ışık geçirgenliği vardır, ısı direnci ile karakterizedir. Geniş bir şeffaflık modeli, modern telekomünikasyonda (fiber optik kablolar ve benzeri) kullanılmasını mümkün kılar, ayrıca silikat cam optik merceklerin üretiminde vazgeçilmezdir, örneğin kuvartz büyüteç camından yapılır.

Silikon bazlı

Şeffaf silikat cam yaoptik ve teknik. Optik kaya kristali eritilerek yapılır, bu tamamen homojen bir yapı elde etmenin tek yoludur. Opak bardaklarda, malzemenin içindeki küçük gaz balonları rengi etkiler.

Silikona dayanan kuvartz camın yanı sırabenzer bir tabana rağmen diğer optik özelliklere sahip olan ve üretilen ve sözde silikon camdır. Silikon elemanlar, X ışınlarını kırma ve kızılötesi ışınımı geçirme yeteneğine sahiptir.

Organik cam

Sözde pleksiglas,sentetik polimer malzeme. Bu şeffaf ve sert malzeme termoplastiklere atıfta bulunur ve genellikle kuvars camının yerine geçer. Pleksiglas, yüksek nem ve düşük sıcaklık gibi birçok çevresel faktöre dirençli ancak daha yumuşaktır ve bu nedenle mekanik etkilere karşı daha hassastır. Onun yumuşaklığı nedeniyle, organik optik camın işlenmesi kolaydır - metali kesmek için en basit aletle bile "alınabilir".

Bu malzeme lazer işleme için mükemmeldir, bir desen veya gravür uygulaması kolaydır. Objektif olarak, kızılötesi ışınları mükemmel şekilde yansıtır, ancak morötesi ışınları ve X ışınlarını özler.

uygulama

Optik gözlükler,Birçok optik sistemde kullanılan merceklerin üretimi. Büyüteç olarak tek bir toplama merceği kullanılır. Teknolojide, lensler dürbünler, optik yerler, mikroskoplar, teodolitler, teleskoplar, kameralar ve video ekipmanları gibi sistemlerin önemli ya da önemli bir parçasıdır.

Daha az önemlisi, ihtiyaçları için optik gözlüklerçünkü onsuz görme kusurlarını düzeltmek (yakınlar, astigmat, hiperopi, barınma ve diğer hastalıkların bozulması) zor veya imkansızdır. Diopterli camlar hem kuvartz camdan hem de yüksek kaliteli plastikten üretilebilir.

astronomi

Optik gözlükler en önemlileridir ve en pahalı gözlüklerdir.Herhangi bir teleskop bileşeni. Birçok fanlar kendileri refraktör toplamaktadır, bu biraz ama en önemlisi - düz ampul cam mercek gerektirir.

Geçen yüzyılın başında biri yapmakGüçlü astronomik objektif ya da daha doğrusu cilalanması birkaç yıl aldı. Örneğin, 1982'de Chicago Üniversitesi William Harper başkanı milyoner Charles Yerkes'e gözlemevinin finansmanı için bir istek göndererek hitap etti. Yerkes yaklaşık üç yüz bin dolar yatırım yaptı ve kırk bin kişi gezegende o zamanlardaki en güçlü teleskop için bir objektif satın almaya gitti. Gözlemevi, finansçı Yerkes'in şerefine isimlendirildi ve bugüne kadar 102 cm'lik bir lens çapına sahip olan bu refraktör dünyanın en büyük gözlemcisi.

Büyük çaplı teleskoplar reflektörler, aynada bir ışık toplama elemanıdır.

Kullanılan başka bir lens türü de var.astronomide ve oftalmolojide - menisküs olarak adlandırılan konveks-içbükey yüzeylere sahip bir cam. İki tür olabilir: saçılma ve toplanma. Diseksiyon menisküsünde, aşırı kısım merkezden daha kalın ve toplama esnasında orta kısım orta daha incedir.