Curs 9 Materiale optice

Sticla optica Materialul cel mai folosit Proprietatile optice si mecanice ale sticlei optice corespund intr-un grad inalt scopurilor pentru care se construiesc piesele optice Proprietatile sunt stabile in conditii de lucru obisnuite

Aspecte generale Substanta anorganica Obtinerea: prin incalzire si apoi racire fara sa cristalizeze Formula chimica SiO2 Structura moleculara tetraedrica

Adaosuri Utilizarea adaosurilor duc la modificarea structurii sticlei Oxidul boric B2O3 –sticla borosilicica-cu bune proprietati termice Oxidul de plumb PbO duce la obtinerea sticlei de flint-care are proprietati dispersive mari-daca se foloseste in proportie de mai mult de 10% Oxidul fosfatic P2O5 –se obtine sticla fosfatica Oxidul de bariu BaO –sticla de crown de bariu cu indicele de refractie relativ ridicat sau sticla de flint de bariu daca se foloseste si oxid de plumb

Clasificare Se clasifica in functie de fenomenele de refractie si dispersie Refractia sticlei optice este specificata de indicele de refractie corespunzator liniei d a sodiului=587.6 nm n2=1+3C/(1-C) dependenta de polarizabilitate a indicelui de refractie Dependenta indicelui de refractie de lung de unda

Tipuri de sticla optica

Influenta temperaturii asupra proprietatilor optice n – variaza cu temperatura: datorita dilatarii materialului - fapt ce duce la scaderea lui n datorita deplasarii limitei de absorbtie din domeniul UV catre V ceea ce duce la cresterea lui n Primul efect este important la temperaturi mai joase si in special la sticla de crown in care limita de absorbtie se afla in UV indepartat Cel deal doilea efect este important la temperaturi ridicate si in special pentru sticla de flint la care limita de absorbtie este in apropierea regiunii vizibile a spectrului

Temperaturi semnificative Punctul de lucru – temperatura la care se prelucreaza sticla Punctul de curgere – temperatura la care sticla curge ca un fluid vascos Punctul de formare – la care se elimina tensiunile interne din sticla, in aproximativ 15 min Punctul de tragere – la care sticla poate fi trasa sub forma dorita

Cristale optice Sunt mai greu de produs la dimensiuni mari Folosirea lor este dictata de necesitatea acoperirii unor domenii pentru care sticla optica devine neputincioasa

Caracteristicile care deosebesc cristalele de sticla optica Caracteristicile de transmitanta spectrala include un domeniu mai mare decat cel specific sticlei optice Forma speciala a curbei de dispersie Caracteristicile de birefringenta, electrooptice si magnetooprice Tensiunea mecanica si termica

Filtre optice Filtru este o piesa optica care poate influienta intensitatea radiatiei in domeniul spectral cuprins intre 150 – 50 000 nm Pot fi impartite in raport cu lungimea de unda in: selective(colorate in domeniul V) si neselective (reductoare neutre) Comportarea optica poate fi descrisa dandu-se curba sa spectrofotometrica-transmitanta in functie de lungimea de unda

Pentru filtre de absorbtie transmitanta este o functie exponentiala de grosimea filtrului t=toe-αd Pentru n=1.5 valoarea to = 0.92 Filtrele cu variatie rapida a transmitantei ilustreaza cel mai bine capcana in care putem cadea daca formula de mai sus nu e utilizata corect

Clasificarea filtrelor Cu variatie brusca a transmitantei –daca transmite numai lungimile de unda mai scurte si absoarbe lungimile de unda mai lungi se numeste filtru trece-jos si in situatie inversa se numeste filtru trece-sus Transmit sau absorb numai intr-o banda ingusta a lungimilor de unda- “trece-banda” Filtre compensatoare-trcerea de la domeniul spectral absorbit la cel transmis se face gradat Filtre neutre

Materiale plastice Avantaje: Turnarea precisa Se poate obtine o dispersie relativ ridicata Au proprietati mecanice superioare sticlei

Dezavantaje Sunt mai putin rezistente la zgarieturi, deformari Variatiile de temperatura au o influienta mult mai mare(dilatatia 10-4/0C, n 1.5*10-4/0C) Materialele plastice cu n>1.6 nu prea sunt utilizate in optica O precizie mai mica in procesul de prelucrare Uniformitatea indicelui de refractie nu este mai buna de 1/1000 sau 1/10000