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      ?光學鏡片加工技術

      發表時間:2023-10-24 瀏覽次數:950

      一、光學鏡片由來

      光學鏡片開端用于制作鏡頭的玻璃,便是普通窗戶玻璃或酒瓶上的疙瘩,形狀類似“冠”,皇冠玻璃或冕牌玻璃的名稱由此而來。那時候的玻璃極不均勻,多泡沫。除了冕牌玻璃外還有另一種含鉛量較多的燧石玻璃。1790年左右法國人皮而·路易·均納德發現攪拌玻璃醬能夠制作質地均勻的玻璃。1884年蔡司公司的恩斯特·阿貝和奧托·肖特在德國耶拿市創建肖特玻璃廠(Schott Glaswerke AG ),在幾年內研發了幾十種光學玻璃,其間以高折射率的鋇質冕牌玻璃的發明為肖特玻璃廠的重要成就之一。


      二,光學鏡片加工工序

      第1道:銑磨,是去除鏡片外表凹凸不平的氣泡和雜質,(約0.05-0.08)起到成型作用。

      第2道便是精磨工序,銑磨出來的鏡片將其的損壞層給消除去,固定R值。

      第3道便是拋光工序,是將精磨鏡片再一次拋光,這道工序首要是為了把外觀做的更好。

      第4道便是清洗,拋光過后的鏡片將其外表的拋光粉清洗潔凈.防止壓克。

      第5道便是磨邊,是將原有鏡片外徑將其磨削到指定外徑。

      第6道便是鍍膜,是將有需求鍍膜鏡片外表鍍上一層或多層的有色膜或其他膜。

      第7道便是涂墨,是將有需求鏡片防止反光在其邊際涂上一層黑墨。

      第8道便是膠合,是將有2個R值相反大小和外徑原料相同的鏡片用膠將其聯合。


      三.光學鏡片原資料闡明

      鏡片資料選用通明的介質,首要分為無機和有機二大類。在咱們的日常日子還會碰到一種天然介質水晶鏡片,這是用石英礦磨制成的鏡片。古代有水晶能養顏明目的說法,但事實上水晶的首要成分是二氧化硅(sio2),最大優點是硬度高且不易受潮,但紫外線及紅外線的透過率較高,并且水晶中密度不均勻,含雜質,有條紋及氣泡比及產生,會形成雙折射現象,從而影響視力。

      1、 無機資料--玻璃

      玻璃是十分特別的不定型資料,在常溫下呈現固體,堅硬但易碎,在高溫下具有粘性。玻璃沒有固定的化學結構,因而沒有確切的熔點。隨著溫度的上升,玻璃資料會變軟、粘性增加,并逐步由固體變為液體,這種逐步改變的特性咱們稱之為"玻璃狀況"。這一特性意味著玻璃在高溫時能夠被加工和鑄型。玻璃資料制成的光學鏡片具有十分好的透光性、外表拋光后愈加通明,切因為硬度高,更易加工成型,精度更高。

      (1)普通玻璃資料(1.5和1.6):折射率為1.523的冕牌玻璃是傳統光學鏡片的制作資料,其間60%~70%為二氧化硅,其他則由氧化鈣、鈉和硼等多種物質混合。

      (2)高折射率玻璃資料:經過多年的研究,鏡片制作商現已找到了在提高資料折射率的一起又堅持低色散的辦法,即在玻璃中參加新的化學元素。 早在1975年就出產出了含鈦元素的鏡片,折射率為1.7,阿貝數為41;15年之后又出產出了含鑭元素的鏡片,折射率為1.8,阿貝數為34;1995年呈現折射率為1.9的資料,參加了元素鈮,阿貝數為30,這是目前折射率最高的鏡片資料。廣泛運用于各學實驗室,各大型企業研發組織用于有關于光學范疇的研發,出產。

      (3)染色玻璃資料:在玻璃資猜中混合入一些具有特別吸收性質的金屬鹽后會體現出上色的作用,例如:加鎳和鈷(紫色),鈷和銅(藍色),鉻(綠色),鐵,鎘(黃色),金,銅和硒(赤色)等等。這些染色鏡片資料首要運用于大規模地出產平光太陽鏡片或防護鏡片。一些具有特別過濾性質的淺色資料(棕色、灰色、綠色或粉赤色)也被用于出產屈光矯正鏡片。

      (4)光致變色玻璃資料:光致變色現象是經過改動資料的光線吸收特點,使資料對太陽光強度作出反應的一種性質。它的基本原則是使普通的玻璃(包含塑料光致變色資料)在紫外線輻射的影響下色彩變深,以及在周圍高溫的影響下色彩變淡,這兩個過程是可逆的,并且可能一直存在。這一現象是經過激活在資猜中混合的光致變色物質的分子而完成的。1962年呈現了第一代光致變色玻璃資料,此后功能不斷得到改善。其首要是在玻璃資猜中參加了鹵化銀晶體。這些晶體在紫外線幅射下起化學反應,使鏡片的色彩變深。第一代光致變色玻璃資料的變色原理是銀原子和氯原子之間的一種電子交換,經過氯化銀和周圍的環境來體現。在沒有光線的條件下,氯化銀呈離子態,因銀離子是通明的,所以鏡片也是通明的;而在紫外線輻射下,不穩定電子脫離了氯離子,與銀離子結合為金屬銀并吸收光,鏡片則變深。當紫外線輻射減弱,移動電子脫離銀原子返回氯原子,鏡片逐步康復了原先的明澈狀況。對一般的光致變色玻璃,變色一起也受到溫度的操控,在光照度不變時,溫度越低則色彩越深。光致變色資料大多是灰色和棕色的,俗稱灰變和茶變,其它的色彩也能夠經過專門的工藝達到。所有的眼鏡片,包含熔化雙焦點鏡片、漸進鏡片都能夠運用光致變色資料制作。近年來,光致變色樹脂鏡片的開展較快,資料在不斷改善,其折射率已不再局限于1.50。

      2、有機資料

      有機資料能夠分為兩大類:熱固性資料,具有加熱后硬化的性質,受熱不會變形,眼鏡片大部分以這種資料為主,如CR-39。熱塑性資料,具有加熱后軟化的性質,尤其是合適熱塑和注塑,聚碳酸酯PC便是這種資料。

      (1)熱固性資料 1)普通樹脂資料:(CR-39) 學名碳本酸丙烯乙酸,或稱烯丙基二甘醇酸脂(Dially Glycol Carbonates),是運用最廣泛的出產普通樹脂鏡片的資料。它于四十年代被美國哥倫比亞公司的化學家發現,是美國空軍所研發的一系列聚合物中的第39號資料,因而,被稱為CR-39(哥倫比亞樹脂第39號)。CR-39被用于出產眼用矯正鏡片是在1955~1960年,是第一代的超輕、抗沖擊的樹脂鏡片。CR-39作為一種熱固性資料,單體呈液態,在加熱和參加催化劑的條件下聚合固化。聚合是一個化學反應,即由幾個相同分子結構的單體組成的一個新的聚合體分子,具有不同的長度和性質。作為光學鏡片,CR-39資料性質的參數十分適合:折射率為1.5(接近普通玻璃鏡片)、密度1.32(幾乎是玻璃的一半)、阿貝數為58~59(只要很少的色射)、抗沖擊、高透光率,能夠進行染色和鍍膜處理。它首要的缺陷是耐磨性不及玻璃,需求鍍抗磨損膜處理。樹脂鏡片可選用形式壓法加工鏡片外表的曲率,因而很適用于非球面鏡片的出產。

      (2)中高折射率樹脂資料:大部分的中折射率和高折射率資料都是熱固性樹脂,其開展十分敏捷。它們的折射率能夠運用以下任意一種技能來增加:改動原分子中電子的結構,例如:引入苯環結構;在原分子中參加重原子,諸如鹵素(氯、溴等)或硫。與傳統CR-39相比,用中高折射率樹脂資料制作的鏡片更輕、更薄。它們的比重與CR-39大體一致(在1.20到1.40之間),但色散較大(阿貝數45),抗熱功能較差,可是抗紫外線較佳,一起也能夠染色和進行各種體系的外表鍍膜處理。運用這些資料的鏡片制作工藝與CR-39的制作原理大體一致?,F在1.67的樹脂資料已廣泛盛行,并且象1.7的樹脂資料也已在商場上有銷售。視光業的專業人員正不斷研發開發新資料,改善原有資料,以期樹脂資料在將來取得更好的功能。

      (3)染色樹脂資料:現在的一項技能便是運用浸泡在溶有有機色素的熱水中,常用的染料有赤色、綠色、黃色、藍色、灰色、和棕色,根據需求可任意調染,色彩的深淺也能夠操控,能夠將整片鏡片染色成一種色彩,也能夠染成逐步改變的色彩,例如鏡片上部深色,往下逐步減淺,即俗稱的雙色或漸進色。

      (4)光致變色樹脂資料:第一代光致變色樹脂鏡片大約呈現在1986年,可是直到1990年第一代Transi-tion鏡片面市后,它才真正開端普及。光致變色作用是在資猜中參加了感光的混合物而取得的,在特別波段的紫外線輻射作用下,這些感光物質的結構發生改變,改動了資料的吸收能力。這些混合物與的結合首要有兩種辦法:在聚合前與液態單體混合,或在聚合后進入資猜中(Transition鏡片就選用后一種辦法)。光致變色樹脂鏡片選用幾種光致變色物質,在最后的制作中使這些不同的 變色作用結合起來,這使得鏡片變色不但敏捷,并且不完全受溫度的操控。

      (5)一種新式的光致變色樹脂鏡片已于1993年投放商場,熱塑性資料(聚碳酸酯,POLYCARBONATE,簡稱PC) 熱塑性資料如PMMA早在五十年代就被初次用于制作鏡片,可是因為受熱易變形及耐磨性較差的缺陷,很快就被CR-39所替代??墒墙裉?,聚碳酸酯的開展將熱塑性資料帶回了鏡片范疇。實際上,聚碳酸酯也不是一種新資料,它大約在1995年就被發現了,但真正在視光范疇的運用僅僅是近幾年,它在歷經了數年的研發和屢次的改善之后尤其是運用于CD工業,其光學質量已可與其它鏡片資料相媲美。聚碳酸酯是直線形無定型結構的熱塑聚合體,具有許多光學方面的優點:出色的抗沖擊性(是CR-39的10倍以上),高折射率(ne=1.591,nd=1.586),十分輕(比重=1.20g/立方厘米),100%抗紫外線(385nm),耐高溫(軟化點為140 °C/280 °F)。聚碳酸酯資料也可進行體系的鍍膜處理。它的阿貝數較低(Ve=31,Vd=30)。在染色方面,因為聚碳酸酯資料本身不易上色,所以大多經過可染色的抗磨損膜吸收色彩。

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