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聚合物在光学应用中的用途

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图片来源:Susan Schmidt / Shutterstock.com

聚合物是当今世界上使用最广泛的材料类别之一,并且有许多不同类型的聚合物,它们都有其特定的性质和应用。鲜为人知的一类聚合物是光学聚合物(人们倾向于关注聚合物的各种其他性能),在医疗,国防,通信和航空航天行业的各种先进光学组件中已发现了许多用途。在这里,我们’再来看看什么是光学聚合物以及它们在其中的某些特定应用。

像许多聚合物类别一样,光学聚合物的区域具有许多不同的材料,但已知属于该类别的所有材料都具有类似于玻璃的特性。尽管与玻璃相比,它们确实具有一些光学缺陷,但它们具有更强的抗冲击性和更轻的重量,因此它们可用于特定的工业应用,例如军事应用中的光学组件。

光学聚合物通常具有两个不同的类别。第一种是由热固性树脂制成的,第二种是由热塑性树脂制成的。像任何聚合物一样,聚合物的特定和定制属性对于每种应用都是关键,并且这些聚合物的属性可以像大多数其他聚合物一样进行操作。通常针对光学应用进行调整和优化的特性是密度,硬度,刚度,使用温度,除气性,电导率以及耐水和辐射性。这些特性中的许多特性有助于确定聚合物的光谱透射率和折射率,这是其使用的关键选择驱动力。其他一些属性是特定于预期应用程序的环境的。

但是,由于聚合物通常比玻璃含有更多的缺陷,因此在使用前通常需要进行涂覆以确保高光学性能。这可以通过几种不同的涂层来完成,具体取决于预期的应用,包括反射涂层,抗反射涂层,抗磨涂层和抗静电涂层。

不同的应用

在它们的使用方面,有许多可以使用它们的应用程序。例如,它们可用于跨多个行业的许多常见光学组件,例如透镜和微透镜,棱镜和光学窗口。此外,由于聚合物可以容易地模制和压花以获得所需的形状和效果,因此它们可以用于构造专业透镜,例如高孔径非球面透镜。

涂覆光学聚合物的能力的确开辟了更多选择,因为通常会改善机械性能以及光学性能。利用涂覆的光学聚合物的应用的一些示例包括眼镜,阅读眼镜和太阳镜,以及在军事和国防应用中使用的更复杂的镜片。

尽管它不是专门的涂层(尽管您可能会说它是某种形式),但是可以在各种光通信线路上使用光学聚合物作为包层(即,光纤周围的护套,使光沿其预期路径移动) 。光学聚合物已在该领域中用于塑料光纤,多模光纤,短距离光通信光纤以及在不同波导中使用的某些专业光学组件中。

不仅是透镜和基本的光学组件,它们还可以利用光学聚合物带来的特殊性能并从中受益。它们也可以用于一系列高科技应用中。这些领域之一是传感器。尽管它们已用于热传感器,但与玻璃透镜相比,光学聚合物透镜更便宜,更易于制造且更具柔性,因此已在一系列光电器件中更广泛地用于CMOS图像传感器。其他高科技应用包括在光刻方法中使用光学聚合物作为抗光材料,在发光二极管(LED)中使用光学聚合物作为有机密封剂–特别是高亮度LED(HBLED)–以及手机和无人机的相机镜头以及各种光学存储设备(CD,DVD等)中。

光学激光器是高科技领域中找不到它们的地方,这是因为光学聚合物往往容易失去光功率,因此它们不是需要高光强度的理想选择。但是,它们的有机结构使它们易于与染料结合,这意味着它们可用作吸收特定波长的滤光片–这些类型的滤波器用于从激光到分析表征仪器的许多技术中,以及介于两者之间的许多其他应用中。

资料来源和进一步阅读

  • RP光子学: //www.rp-photonics.com/plastic_optics.html
  • “光学聚合物的先进应用” – Sultanova N. et al, 宝格J.物理, 2016
  • “第34章高分子光学” – Lytle J. D., 光学手册 Vol 2, 1995

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利亚姆·克里奇利(Liam Critchley)

撰写者

利亚姆·克里奇利(Liam Critchley)

利亚姆·克里奇利(Liam Critchley)是一名作家和新闻记者,专门研究化学和纳米技术,并拥有化学和纳米技术的MChem和理学硕士。化学工程研究。

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    克里奇利,利亚姆。(2020, January 28). 聚合物在光学应用中的用途. AZoOptics. Retrieved on January 01, 2021 from //www.selec-iat.com/Article.aspx?ArticleID=1736.

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