Optik cam, optik aletlerin parçası olarak kullanılan özel olarak yapılmış şeffaf bir camdır. Her zamanki saflıktan ve artan şeffaflıktan, homojenlikten ve renksizlikten farklıdır. Ayrıca dağılım ve kırılma gücünü kesinlikle normalleştirir. Bu tür gereksinimlere uygunluk, üretimin karmaşıklığını ve maliyetini artırır.
Tarih
Lenslerin günlük kullanımına ilişkin birçok örnek bulabilirsiniz, örneğin büyüteç sıradan bir büyüteçtir - sıradan bir akıllı telefondan küçük bir projektör oluşturmanıza yardımcı olur, ama optik gözlükler çok uzun zaman önce ortaya çıkmadı.
Lensler antik çağlardan beri bilinmektedir, ancak modern cihazlarda kullanılana benzer cam yaratmaya yönelik ilk ciddi girişim 17. yüzyıla kadar uzanabilir. Böylece, Alman kimyager Kunkel, eserlerinden birinde, cam bileşenin bir parçası olan fosforik ve borik asitlerden bahsetti. Kompozisyon açısından bazı modern malzemelere yakın olan borosilikat tacından da bahsetti. Bu, belirli optik özelliklere sahip ve yeterli derecede cam üretiminde ilk başarılı deneyim olarak adlandırılabilir.fiziksel ve kimyasal homojenlik.
Sektörde
Endüstriyel ölçekte optik camların üretimi 19. yüzyılın başında başladı. İsviçreli Gian, Fraunhofer ile birlikte, Bavyera'daki fabrikalardan birinde bu tür camların üretilmesi için nispeten istikrarlı bir yöntem sundu. Başarının anahtarı, cama dikey olarak batırılmış bir kil çubuğunun dairesel hareketlerinin yardımıyla eriyiği karıştırma tekniğiydi. Sonuç olarak, 250 mm çapa kadar tatmin edici kalitede optik cam elde etmek mümkün oldu.
Modern üretim
Renkli optik camların üretiminde bakır, selenyum, altın, gümüş ve diğer metalleri içeren maddelerin katkı maddeleri kullanılmaktadır. Yemek yapmak ücretten gelir. Bir cam fırına yerleştirilen ateşe dayanıklı kaplara yüklenir. Yükün bileşimi,% 40'a kadar cam atığı içerebilir, önemli bir nokta, cam kırığı ve eriyen cam bileşiminin uyumudur. Pişirme sırasında cam kütlesi, seramik veya platinden yapılmış bir spatula ile sürekli olarak karıştırılır. Bu şekilde tek tip bir durum elde edilir.
Periyodik olarak, kaliteyi kontrol eden bir numune için eriyik alınır. Erimenin önemli bir aşaması arıtmadır: cam kütlesinde, başlangıçta karışıma eklenen berraklaştırıcı maddelerden önemli miktarda gaz salınımı başlar. Büyük baloncuklar oluşur ve hızla yükselir, demleme işlemi sırasında kaçınılmaz olarak oluşan daha küçük baloncukları yakalar.
Son olarak tencereler fırından çıkarılır, ardındanyavaş yavaş soğutun. Özel tekniklerle yavaşlatılan soğutma, sekiz güne kadar sürebilir. Düzgün olmalıdır, aksi takdirde kütlede çatlaklara neden olan mekanik gerilimler oluşabilir.
Özellikler
Optik cam, lens üretimi için bir malzemedir. Sırayla, toplama ve saçılma türüne göre ayrılırlar. Toplama lensleri, bikonveks ve plano-dışbükey lenslerin yanı sıra "pozitif menisküs" olarak adlandırılan içbükey-dışbükey lensleri içerir.
Optik camın bir takım özellikleri vardır:
- sodyum ikilisi olarak adlandırılan iki spektral çizgi tarafından belirlenen kırılma indisi;
- tayfın kırmızı ve mavi çizgilerinin kırılması arasındaki fark olarak anlaşılan ortalama dağılım;
- dağılım katsayısı - ortalama dağılım ve kırılma oranıyla verilen bir sayı.
Soğurma filtrelerinin üretiminde renkli optik cam kullanılmaktadır. Malzemeye bağlı olarak üç ana optik gözlük türü vardır:
- inorganik;
- pleksiglas (organik);
- mineral-organik.
İnorganik cam oksitler ve florürler içerir. Kuvars optik cam da inorganik (kimyasal formül SiO2) aittir. Kuvars, düşük kırılma ve yüksek ışık geçirgenliğine sahiptir, ısı direnci ile karakterizedir. Geniş bir şeffaflık yelpazesi, modern ortamlarda kullanılmasına izin verir.telekomünikasyon (optik fiber kablolar vb.), ayrıca optik lenslerin üretiminde silikat cam vazgeçilmezdir, örneğin kuvarsdan bir büyüteç yapılır.
Silikon bazlı
Şeffaf silikat cam hem optik hem de teknik olabilir. Optik kaya kristali eritilerek yapılır, ancak bu şekilde tamamen homojen bir yapı elde edilir. Opak camlarda renkten malzemenin içindeki küçük gaz kabarcıkları sorumludur.
Silikon bazlı kuvars camına ek olarak, benzer bir tabana rağmen farklı optik özelliklere sahip olan sözde silikon camı da üretilir. Silikon hücreler, X ışınlarını kırabilir ve kızılötesi radyasyonu iletebilir.
Organik cam
Sözde pleksiglas, sentetik bir polimer malzeme temelinde yapılır. Bu şeffaf ve sert malzeme termoplastiklere aittir ve genellikle kuvars camın yerine kullanılır. Pleksiglas, yüksek nem ve düşük sıcaklıklar gibi birçok çevresel faktöre karşı dayanıklıdır, ancak çok daha yumuşaktır ve bu nedenle mekanik strese karşı daha hassastır. Yumuşaklığı nedeniyle organik optik camın işlenmesi kolaydır - en basit metal kesme aleti bile onu "alabilir".
Bu malzeme lazer işleme için harikadır ve desenlenmesi veya oyulması kolaydır. Bir lens olarak kızılötesi ışınları mükemmel bir şekilde yansıtır, ancakultraviyole ve x-ışınları iletir.
Uygulama
Optik gözlükler, birçok optik sistemde kullanılan lenslerin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Büyüteç olarak tek bir yakınsak mercek kullanılır. Teknolojide lensler, dürbün, optik nişangah, mikroskop, teodolit, teleskop, kamera ve video ekipmanı gibi sistemlerin önemli veya ana bir parçasıdır.
Optik gözlükler, oftalmolojinin ihtiyaçları için daha az önemli değildir, çünkü onlar olmadan görme bozukluklarını (uzağı görememe, astigmatizma, ileri görüşlülük, uyum bozukluğu ve diğer hastalıklar) düzeltmek zor veya imkansızdır. Diyoptrili gözlük camları hem kuvars camdan hem de yüksek kaliteli plastikten yapılabilir.
Astronomi
Optik gözlükler, herhangi bir teleskopun önemli ve en pahalı bileşenidir. Birçok hobici kendi refraktörlerini monte eder, çok az şey gerektirir, ancak en önemli şey bir plano-dışbükey cam mercektir.
Geçmişten önceki yüzyılın başında, güçlü bir astronomik merceğin üretilmesi veya daha doğrusu cilalanması birkaç yıl aldı. Örneğin, 1982'de Chicago Üniversitesi başkanı William Harper, gözlemevini finanse etme talebiyle milyoner Charles Yerkes'e yaklaştı. Yerkes buna yaklaşık üç yüz bin dolar yatırım yaptı ve o zamanlar gezegendeki en güçlü teleskop için bir mercek satın almak için kırk bin dolar harcadı. Gözlemevi, finansör Yerkes'in adını aldı ve şimdiye kadar lens çapı 102 olan bu refraktörcm dünyanın en büyüğü olarak kabul edilir.
Büyük çaplı teleskoplar, aynanın ışık toplama elemanı olduğu reflektörlerdir.
Hem astronomi hem de oftalmolojide kullanılan başka bir mercek türü daha vardır - menisküs adı verilen dışbükey-içbükey yüzeylere sahip cam. İki tip olabilir: saçılma ve toplama. Saçılma menisküsünde uç kısım merkeze göre daha kalın, toplayıcı menisküste ise orta kısım daha incedir.
