Curs 9 Materiale optice Sticla optica Materialul cel

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 Si. O 2 • Structura moleculara tetraedrica

Adaosuri Utilizarea adaosurilor duc la modificarea structurii sticlei • Oxidul boric B 2 O 3 –sticla borosilicica-cu bune proprietati termice • Oxidul de plumb Pb. O duce la obtinerea sticlei de flint-care proprietati dispersive mari-daca se foloseste in proportie de mai mult de 10% • Oxidul fosfatic P 2 O 5 –se obtine sticla fosfatica • Oxidul de bariu Ba. O –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 • n 2=1+3 C/(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 trecesus • 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: ØTurnarea precisa ØSe poate obtine o dispersie relativ ridicata ØAu proprietati mecanice superioare sticlei

Dezavantaje • Sunt mai putin rezistente la zgarieturi, deformari • Variatiile de temperatura au o influienta mult mai mare(dilatatia 10 -4/0 C, n 1. 5*10 -4/0 C) • 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