กระจกออปติคอลเป็นกระจกใสที่ทำขึ้นเป็นพิเศษซึ่งใช้เป็นชิ้นส่วนสำหรับอุปกรณ์เกี่ยวกับสายตา มันแตกต่างจากความบริสุทธิ์ตามปกติและความโปร่งใส ความสม่ำเสมอ และความไม่มีสีที่เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ยังทำให้การกระจายตัวและการหักเหของแสงเป็นปกติอย่างเคร่งครัด การปฏิบัติตามข้อกำหนดดังกล่าวจะเพิ่มความซับซ้อนและต้นทุนการผลิต
ประวัติศาสตร์
คุณสามารถหาตัวอย่างการใช้เลนส์ในชีวิตประจำวันได้มากมาย เช่น แว่นขยายคือแว่นขยายทั่วไป - จะช่วยคุณสร้างโปรเจ็กเตอร์ขนาดเล็กจากสมาร์ทโฟนทั่วไป แต่แว่นสายตาได้ปรากฏขึ้นเมื่อไม่นานมานี้
เลนส์เป็นที่รู้จักมาตั้งแต่สมัยโบราณ แต่ความพยายามอย่างจริงจังครั้งแรกในการสร้างแก้วที่คล้ายกับที่ใช้ในอุปกรณ์สมัยใหม่สามารถสืบย้อนไปถึงศตวรรษที่ 17 ดังนั้น Kunkel นักเคมีชาวเยอรมันในงานชิ้นหนึ่งของเขาจึงกล่าวถึงกรดฟอสฟอริกและบอริกซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของส่วนประกอบแก้ว เขายังพูดถึงมงกุฎบอโรซิลิเกตซึ่งใกล้เคียงกับวัสดุสมัยใหม่ในแง่ของการจัดองค์ประกอบ นี่เรียกได้ว่าเป็นประสบการณ์ที่ประสบความสำเร็จครั้งแรกในการผลิตแก้วที่มีคุณสมบัติทางแสงบางอย่างและระดับ.ที่เพียงพอความเป็นเนื้อเดียวกันทางกายภาพและทางเคมี
ในวงการ
การผลิตแว่นสายตาในระดับอุตสาหกรรมเริ่มขึ้นเมื่อต้นศตวรรษที่ 19 Swiss Gian ร่วมกับ Fraunhofer ได้แนะนำวิธีที่ค่อนข้างคงที่ในการผลิตแก้วดังกล่าวที่โรงงานแห่งหนึ่งในบาวาเรีย กุญแจสู่ความสำเร็จคือเทคนิคการผสมสารที่หลอมเหลวโดยใช้การเคลื่อนที่เป็นวงกลมของแท่งดินเหนียวที่แช่ในแนวตั้งในแก้ว ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นไปได้ที่จะได้กระจกออปติคอลที่มีคุณภาพน่าพอใจ โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 250 มม.
การผลิตสมัยใหม่
ในการผลิตแว่นสายตาสี ใช้สารเติมแต่งที่มีทองแดง ซีลีเนียม ทอง เงิน และโลหะอื่นๆ การทำอาหารมาจากค่าใช้จ่าย มันถูกบรรจุลงในหม้อทนไฟซึ่งจะถูกวางไว้ในเตาหลอมแก้ว องค์ประกอบของประจุสามารถรวมเศษแก้วได้มากถึง 40% จุดสำคัญคือการปฏิบัติตามองค์ประกอบของหลอดแก้วและแก้วหลอมเหลว มวลแก้วระหว่างการปรุงอาหารจะถูกผสมอย่างต่อเนื่องด้วยไม้พายที่ทำจากเซรามิกหรือแพลตตินั่ม ด้วยวิธีนี้จะได้สถานะที่สม่ำเสมอ
ในบางครั้ง ของเหลวจะถูกนำไปสุ่มตัวอย่าง ซึ่งควบคุมคุณภาพ ขั้นตอนสำคัญของการหลอมเหลวคือการทำให้กระจ่าง: ในมวลแก้ว การปล่อยก๊าซจำนวนมากเริ่มต้นจากสารที่ทำให้กระจ่างซึ่งถูกเติมลงในส่วนผสมในขั้นต้น ฟองอากาศขนาดใหญ่ก่อตัวและลอยขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยดักจับฟองอากาศขนาดเล็กที่ก่อตัวขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในระหว่างกระบวนการผลิตเบียร์
สุดท้ายก็เอาหม้อออกจากเตา หลังจากนั้นเย็นลงอย่างช้าๆ การทำความเย็นช้าลงด้วยเทคนิคพิเศษสามารถอยู่ได้นานถึงแปดวัน ต้องสม่ำเสมอ ไม่เช่นนั้นจะเกิดแรงกดทางกลในมวล ซึ่งทำให้เกิดการแตกร้าว
คุณสมบัติ
แก้วออพติคอลเป็นวัสดุในการผลิตเลนส์ ในทางกลับกันพวกเขาจะถูกแบ่งตามประเภทเป็นการรวบรวมและการกระเจิง เลนส์ที่สะสมได้แก่ เลนส์นูนสองด้านและผิวนูน รวมทั้งเลนส์นูนเว้าที่เรียกว่า "วงเดือนเชิงบวก"
กระจกออพติคอลมีคุณสมบัติหลายประการ:
- ดัชนีการหักเหของแสงกำหนดโดยเส้นสเปกตรัมสองเส้นที่เรียกว่าโซเดียมดับเบิ้ล
- การกระจายเฉลี่ย ซึ่งเข้าใจว่าเป็นความแตกต่างระหว่างการหักเหของเส้นสีแดงและสีน้ำเงินของสเปกตรัม
- ค่าสัมประสิทธิ์การกระจาย - ตัวเลขที่กำหนดโดยอัตราส่วนของการกระจายเฉลี่ยและการหักเหของแสง
แก้วแสงสีใช้ในการผลิตฟิลเตอร์ดูดซับ แว่นสายตามีสามประเภทหลักขึ้นอยู่กับวัสดุ:
- อนินทรีย์;
- ลูกแก้ว (อินทรีย์);
- แร่อินทรีย์
แก้วอนินทรีย์ประกอบด้วยออกไซด์และฟลูออไรด์ แก้วแสงควอตซ์ยังเป็นของอนินทรีย์ (สูตรเคมี SiO2) ควอตซ์มีการหักเหต่ำและมีการส่งผ่านแสงสูง มีลักษณะทนความร้อน ความโปร่งใสที่หลากหลายทำให้สามารถใช้งานได้อย่างทันสมัยโทรคมนาคม (สายไฟเบอร์ออปติก ฯลฯ) กระจกซิลิเกตเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการผลิตเลนส์สายตา ตัวอย่างเช่น แว่นขยายทำมาจากควอทซ์
จากซิลิโคน
แก้วซิลิเกตใสเป็นได้ทั้งออปติคัลและเทคนิค ออปติคอลเกิดจากการหลอมหินคริสตัล ด้วยวิธีนี้ จึงได้โครงสร้างที่เป็นเนื้อเดียวกันอย่างสมบูรณ์ ในแก้วทึบแสง ฟองแก๊สขนาดเล็กภายในวัสดุจะทำให้เกิดสี
นอกจากแก้วควอทซ์ที่ทำจากซิลิกอนแล้ว ยังมีการผลิตแก้วซิลิกอนที่เรียกว่า ซึ่งถึงแม้จะเป็นฐานที่คล้ายกัน แต่ก็มีคุณสมบัติทางแสงที่แตกต่างกัน เซลล์ซิลิกอนสามารถหักเหรังสีเอกซ์และส่งรังสีอินฟราเรดได้
แก้วออแกนิค
ลูกแก้วที่เรียกว่าทำขึ้นจากวัสดุโพลีเมอร์สังเคราะห์ วัสดุที่โปร่งใสและแข็งนี้เป็นของเทอร์โมพลาสติก และมักใช้แทนแก้วควอทซ์ ลูกแก้วทนทานต่อปัจจัยแวดล้อมหลายอย่าง เช่น ความชื้นสูงและอุณหภูมิต่ำ แต่จะนิ่มกว่ามาก ดังนั้นจึงมีความไวต่อความเครียดทางกลมากกว่า เนื่องจากความนุ่มนวลของแก้วออปติคัลออร์แกนิกจึงง่ายต่อการประมวลผล แม้แต่เครื่องมือตัดโลหะที่ง่ายที่สุดก็ "รับ" ได้
วัสดุนี้เหมาะสำหรับการประมวลผลด้วยเลเซอร์และง่ายต่อการลวดลายหรือแกะสลัก เป็นเลนส์สะท้อนแสงอินฟราเรดได้อย่างสมบูรณ์แบบ แต่ส่งรังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีเอกซ์
แอปพลิเคชัน
แว่นสายตาถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการผลิตเลนส์ ซึ่งในทางกลับกัน ถูกใช้ในระบบออปติคัลจำนวนมาก เลนส์บรรจบเดียวใช้เป็นแว่นขยาย ในเทคโนโลยี เลนส์เป็นส่วนสำคัญหรือส่วนหลักของระบบเช่น กล้องส่องทางไกล กล้องส่องทางไกล กล้องจุลทรรศน์ กล้องสำรวจ กล้องโทรทรรศน์ ตลอดจนกล้องและอุปกรณ์วิดีโอ
แว่นสายตามีความสำคัญไม่น้อยสำหรับความต้องการของจักษุวิทยา เพราะหากไม่มีแว่นสายตาแล้ว การแก้ไขความบกพร่องทางสายตาเป็นเรื่องยากหรือเป็นไปไม่ได้ (สายตาสั้น สายตาเอียง สายตายาว รบกวนที่พักและโรคอื่น ๆ) เลนส์แว่นสายตาพร้อมไดออปเตอร์ทำจากแก้วควอทซ์และพลาสติกคุณภาพสูง
ดาราศาสตร์
แว่นสายตาเป็นส่วนประกอบที่สำคัญและมีราคาแพงที่สุดของกล้องโทรทรรศน์ใดๆ นักเล่นอดิเรกหลายคนประกอบตัวหักเหแสงของตัวเอง มันต้องการเพียงเล็กน้อย แต่สิ่งที่สำคัญที่สุดคือเลนส์แก้วพลาโนนูน
เมื่อต้นศตวรรษก่อนที่ผ่านมา ต้องใช้เวลาหลายปีในการผลิตเลนส์ดาราศาสตร์อันทรงพลังหนึ่งชิ้น หรือจะขัดเกลามัน ตัวอย่างเช่น ในปี 1982 วิลเลียม ฮาร์เปอร์ หัวหน้ามหาวิทยาลัยชิคาโกได้ติดต่อมหาเศรษฐี Charles Yerkes เพื่อขอเงินทุนสำหรับหอดูดาว Yerkes ลงทุนประมาณสามแสนดอลลาร์ในนั้น โดยสี่หมื่นใช้จ่ายในการซื้อเลนส์สำหรับกล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังที่สุดในโลกในขณะนั้น หอดูดาวได้รับการตั้งชื่อตามนักการเงิน Yerkes และจนถึงขณะนี้ตัวหักเหแสงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์ 102ซม.ถือว่าใหญ่ที่สุดในโลก
กล้องโทรทรรศน์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่เป็นรีเฟล็กเตอร์ โดยที่กระจกเป็นองค์ประกอบในการเก็บแสง
มีเลนส์อีกประเภทหนึ่งที่ใช้ทั้งในด้านดาราศาสตร์และจักษุวิทยา - แก้วที่มีพื้นผิวนูนเว้าซึ่งเรียกว่าวงเดือน สามารถเป็นได้สองประเภท: การกระเจิงและการรวบรวม ในวงเดือนกระเจิง ส่วนที่หนากว่าส่วนกลาง และในวงเดือนสะสม ส่วนกลางจะบางกว่า
