Реферат: Оптические характеристики материалов для изготовления оптических деталей - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Оптические характеристики материалов для изготовления оптических деталей

Банк рефератов / Информатика, информационные технологии

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 802 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

УО БГУИР Факультет компьютерного проек тирования Кафедра электронной техники и технологии РЕФЕРАТ на тему: « ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИ КИ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛ ЕЙ» МИНСК, 2008 1 . ОПТИЧЕ СКОЕ СТЕКЛО Основным ма териалом для изготовления оптических деталей служит оптическое стекло , которое отличается от технического высокой степенью однородности, хим ическим составом и физическими свойствами. Стекло устойчиво по отношен ию к действию углекислоты, хорошо сохраняет форму и легко обрабатываетс я. Основную часть большинства марок стекла составля ет кремнезем SiO 2 . Стекло из чистого плавленого кремнезема – кварцево е стекло – хорошо пропускает ультрафиолетовые лучи, обладает жаропроч ностью и высокой твердостью, варится при температуре около 2000 ° С. Добавляя к кремнезему окислы натр ия и кальция, можно снизить температуру варки. Стекло, имеющее в составе 65% SiO 2 , 35% Na 2 O , может быть сварено при температуре ~1400 ° С, но оно не устойчиво и быстро разрушается. Более устойчивое техническое стекло, со стоящее из 75% SiO 2 , 15% Na 2 O и 10% CaO , может быть сварен о при t =1450 ° C . Что бы получить еще более устойчивое прочное стекло, в состав добавляют окис лы калия, магния и алюминия, в результате получают стекло типа крон. Показатель преломления и дисперсию стекла изменяют, добавляя кислородные соединения фосфора – фосфорный ангидрид и соли ф осфорной кислоты, окислы бора и бария, получая баритовые и тяжелые кроны. Сильно увеличивает показатель преломления и дисперсию стекла окись св инца: ее вводят до 15% в кронфлинты и более 40% в тяжелые флинты. Получили распространение новые марки стекла, в со став которых входят окислы редких металлов (лантана, тантала, церия и др.). Лантановые стекла (СТК) имеют большой показатель преломления и небольшу ю дисперсию. Стекла с окислами таллия (СТФ), наоборот, имеют большой показа тель преломления и большую дисперсию. Все стекла делятся на два вида – стекло крон с неб ольшими показателями преломления и дисперсией и стекло флинт с большим и показателями преломления и дисперсией. Резкой границы между ними нет; эти два вида стекол делятся на типы и на марки стекол, в название которых в ходит сокращенное название типа стекол и порядковый номер (табл.1). Марка с текла определяется показателем преломления , и средней дисперсией , или коэффициентом средней дисперсии . Таблица 1 Тип стек ла Марка стекла Легкие кроны ЛК ЛК6 1,4704 66,8 Фосфатные кроны ФК ФК1 1,5176 69,6 Кроны К К8 1,5163 64,1 Баритовые кроны БК БК6 1,5399 59,7 Тяжелые кроны ТК ТК16 1,6126 58,3 ТК21 1,6568 51,1 Сверхтяжелые кроны СТК С ?ТК9 1,7424 50,2 Кронфлинты КФ КФ7 1,5170 51,4 Легкие флинты ЛФ ЛФ6 1,5749 41,3 Флинты Ф Ф1 1,6128 36,9 Баритовые флинты БФ БФ25 1,6079 46,2 Тяжелые флинты ТФ ТФ5 1,7550 27,5 Сверхтяжелые флинты СТФ СТФ1 20,361 18,1 Особые флинты ОФ ОФ1 1,5294 51,8 Таблица 2 Цвет Красный Желтый Зеленый Обозначение линии Фраунг ?офера А С D d e Длина волны в мкм 768 656,3 589,3 587,6 546,1 Химический элемент, в спе ктре которого имеется эта лин ия Калий К Водород H Натрий Na Гелий He Ртуть Hg Цвет Голубой Синий Фиол етовый Ультрафиолетовый Обозначение линии Фраунгофера F g G h - Длина волны в мкм 486,1 435,8 434,1 404,7 365,0 Химический элемент, в спе ктре которого имеется эта лин ия Водород H Ртуть Hg Водород H Ртуть Hg Ртуть Hg Показатели преломления измеряются для определенных цветов (длин волн), указанных в ГОСТах и нормалях (табл.2). Характеристики стек ла представлены на диаграмме . Стекловаренные заводы поставляют оптическое стекло в соответствии с т ребованиями чертежей и ГОСТа 3514 “Стекло оптическое бесцветное”. В зависи мости от веса заготовок гарантируемые категории и классы по пузыристос ти и светопоглощению указаны в табл.11 ГОСТа 3514. Флинты более прозрачны, чем кроны. Только стекла К8, БК10, Ф1 и Ф4 по светопогло щению поставляются 00 категории. Более простые по составу стекла ЛК3, ЛК4, КФ 4, КФ6, К3, К8, БК6, БК10, ЛФ5, ЛК5 начинают пропускать близкую ультрафиолетовую часть с длиной волны 320-330 нм. Тяжелые кроны начинают проп ускать лучи с длиной волны более 360 нм, а тяжелые флинты – более 370 нм. В инфр акрасной области спектра все стекла пропускают хорошо до длины волны 2700 н м при толщине 10 нм и до 4500 нм – при толщине 1 нм. При облучении стекла гамма-лу чами темнеет заметно в фиолетовой и менее заметно в инфракрасной област и спектра. Стекла со специальными добавками – сотые и двухсотые (К108, БК110, К 208, БК210 и др.) темнеют значительно меньше. Стоимость оптического стекла высокая и сильно во зрастет при строгих требованиях к пузыристости и светопоглощению, поэт ому они должны предъявляться только при необходимости. Заготовки из опт ического стекла поставляются лишь в том случае, если толщина ее менее 1 / 15 диаметра. При изменении температуры показатель преломления и размеры оптических деталей для каждой марки стекла изменяются различно, вследствие чего по нижается качество изображения и изменяются характеристики оптической системы. Коэффициент линейного расширения большинства марок стекла б=75 90*10 -7 , Ф8 имеет б=100*10 -7 , ЛК5 – 33*10 -7 и ЛК7 – 40*20 -7 . Для изготовления защитных стекол и призм применя ются беспузырные, химически устойчивые, прозрачные и простые по составу марки стекол К8, БК10 и только при заметных колебаниях температуры – ЛК5 и Л К3, уменьшающие расстройства системы. Для зеркал употребляются только К8, а для более точных зеркал – Лк5, ЛК7 и ситалл. Для сеток, изготовляемых фотографическим способ ом, применяется стекло К8, а для сеток, изготовляемых травлением – БК10 или Ф8, имеющие почти такой же коэффициент линейного расширения, как и сталь. Для крупных объективов коллиматоров и астрономи ческих приборов используются простые стекла К8, Ф1, Ф2, ТК16, а для сложных оку ляров и фотообъективов – различные марки стекла с весьма разнообразны ми свойствами. 2. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ОПТИЧЕСКОГО СТЕКЛА 2.1. Нормируемые показатели качес тва Нестабильн ость оптических характеристик стекла существенно влияет на качество п ередачи изображения оптической системой прибора. Допуски на показатели качества материалов рассчитывают в соответствии с техническими требованиями к оптической системе. Завышение требовани й к показателям качества сверх необходимых не дает заметного улучшения выходных характеристик прибора, в то же время резко увеличивает стоимос ть оптического материала. Например, при изменении требований к оптическ ой однородности стекла с третьей категории на первую стоимость стекла в озрастает в 4-5 раз. Оптические бесцветные стекла нормируют в заготовках по следующим пока зателям качества: показателю преломления n e , средней дисперсии n F - n C , однородности партии заготовок по показателю преломления и средней дисперсии, оптической однородности, двойному лучепреломлению, бессвильности, показателю ослабления, пузырности. В зависимости от предельных отклонений указанных показателей ГОСТ 3514 предусматривает различные категории и классы качес тва стекла. Показатель преломления n C и средняя дисперсия нормируются пятью ка тегориями качества со следующими допустимыми отклонениями и : Таблица 3: Категория 104 105 1 ±2 ±2 2 ±3 ±3 3 ±5 ±5 4 ±10 ±10 5 ±20 ±20 Стекло обычного качества, используемое для изгот овления оптических деталей кинофотооптики, относится к 4-й категории по и . Допуски на и могут быть расширены по сравнению с расчетными при условии ограничения отклонений по этим по казателям для заготовок внутри одной партии. В этом случае фактические значения и учитываются при комп лектовании оптических деталей системы, а необходимое качество выходны х параметров сохраняется путем коррекции геометрических размеров линз : толщины, радиусов или воздушных промежутков между линзами. По однородности показателя преломления в партии заготовок установлено четыре класса, а по средней дисперсии два класса качества. Таблица 4: Класс Наибольшая разнос ть 104 в парти и заготовок Наибольшая разно ?сть 105 в партии заготовок А 0,2 - Б 0,5 - В 1 1 Г В пределах заданной к атегории В пределах з ?аданной категории Оптическая неоднородность стекла и других оптических материалов рассматривается как неоднородн ость показателя преломления по объему материала. В зависимости от причины образования неоднородности могут быть химиче ского или физического происхождения. Химические неоднородности – сви ли возникают в процессе варки и выработки стекла и обусловлены непостоя нством химического состава ввиду непровара или улетучивания отдельных компонентов, разъедания стенок стекловаренных сосудов и плохой гомоге низации расплава. Различают слоистые нитевидные свили и узловые в виде н ебольших вытянутых сфер с отходящими от них нитями Метод контроля бессвильности заключается в оценке теневой картины сви ли, получаемой на экране проекционной установки и сравнением ее с тенево й картиной эталонных свилей 1-й или 2-й категории бессвильности. Физические неоднородности связаны с образованием в заготовках стекла остаточных напряжений при отжиге вследствие быстрого охлаждения или т емпературных градиентов в печи. Напряжения в прозрачных материалах выз ывают появление двойного лучепреломление и изменение значения показат еля преломления. При прохождении через напряженное стекло поляризованного луча, получе нного с помощью какого-либо поляризатора, происходит его раздвоение на л учи, распространяющиеся в плоскости главных напряжений с разной скорос тью и имеющие на выходе разность хода . Разность хо да лучей, измеряемая в нанометрах на сантиметр пути, характеризуют двойн ое лучепреломление. Физические неоднородности могут быть устранены повторным тонким отжигом. По двойному лучепреломлению установле но пять категорий качества с предельными отклонениями 1,5-65 нм/см. Бессвильность и двойное лучепреломление позволяют быстро оценить опти ческую однородность заготовки и при небольших размерах заготовки явля ются достаточными критериями ее качества. Однако оба эти показателя не д ают количественной оценки неоднородности на различных участках загото вки больших размеров и не характеризуют плавные изменения показателя п реломления, хотя последние ухудшают качество изображения больше, чем од иночные грубые свили. Измерить непосредственно значения показателя пр еломления по полю заготовки весьма сложно. Поэтому предусмотрено неско лько косвенных методов оценки оптической однородности. Первый – опред еление числового отношения угла разрешения ц коллиматорной установки, в которую введена загото вка, к углу разрешения ц 0 той же установки без образца стекла. Метод использ уется для контроля заготовок размерами 60- 250 мм, для него установлено четыре категории качества стекла с отн ошением ц/ц 0 , равным 1,0-1,2. При контроле заготовок, относящихся к первой кате гории качества, дополнительно контролируется качество изображения дифракционной точки на коллиматоре. Точка долж на проецироваться в виде центрального пятна окруженного двумя концент рическими кольцами без разрывов, хвостов и искажения формы. Оптическую однородность заготовок размер ами более 250 мм оценивают по коэффи циентам, характеризующим влияние различных факторов: двойного лучепре ломления, бессвильности, асимметричности физических неоднородностей п о полю. Заготовки, предназначенн ые для изготовления оптических деталей высокоточных объективов коллим аторов, интерференционных и астрономических приборов, у которых остато чные волновые абберации системы имеют значения, соизмеримые с дополнит ельными искажениями, вызываемыми неоднородность ю стекла, проверяют интерференционными методами по искажению волновог о фронта. Точность измерения Д n должна быть в пределах (1 5)*10 -6 . Требования к однородности подобных деталей оговариваются особо в технической документации на заготовку. Светопоглощение стекла нормируется по показателю ослабления м А , представл яющему собой величину. Обратную расстоянию, на котором поток излучения и сточника света типа А ослабляется в результате поглощения и рассеивани я в стекле в 10 раз. Уменьшение ослабления света в стекле имеет больш ое значение при производстве многолинзовых оптических систем объектив ов для передачи цветного изображения, волоконно – оптических элементо в. Установлено восемь категорий качества стекла, нормируемых по показате лю ослабления, с допустимыми значениями м А =0,0002 0,0130см -1 . 2.2. Пороки стекла . Получить стекло , полностью свободное от пороков, практически невозможно. Пузыри и приравниваемые к ним камни в стекле являютс я включениями, образующимися при варке вследствие плохого осветления с ветомассы, попадания в нее непроваренных частиц шихты и шамота со стенок варочного сосуда и образование кристаллов (рис. 1,в ). Одиночные пузыри не влияют на разрешающую способ ность прибора. Увеличение числа пузырей приводит к экранированию света, увеличению его рассеивания. В деталях типа сеток, лимбов, расположенных в фокальной плоскости измерительных приборов, прижимных пластинах про екционных приборов, пузыри четко просматриваются и мешают наблюдению, ч исло их должно ограничиваться. Вскрытые пузыри на рабочих поверхностях оптических деталей при обработке приводят к появлению располированных зон, затрудняют чистку оптических деталей. Камни являются источником во зникновения трещин и напряжений в стекле при термических нагрузках. Присутствие пузырей и камней в заготовках регламентируется; ГОСТ 13240 уста новлено 11 категорий качества. В заготовках первой категории не допускаются пузыри диаметром более 0,002 мм, по десятой категории разрешается присутс твие пузырей до 5 мм. Кроме того, ката логом оптического стекла предусмотрена оценка пузыристости сырьевого блочного стекла по числу пузырей, видимых на площади проекции куба стекл а объемом 100 см 3 . Эта оценка я вляется справочной и используется при разделке блока стекла на заготов ки. Камни, кристаллы и головки узловых свилей оценива ют как пузыри такого же диаметра. Камни, сопровождаемые трещинами в заго товках оптических деталей, не допускаются (рис.1,г). 3. ЦВЕТНОЕ СТЕКЛО Цветное стекло – оптическ ое (ГОСТ 9411), предназначено для изготовления различных светофильтров, при меняемых в фотографии, наблюдательных и спектральных приборах, для защи ты глаз от вредного светового действия источников света в ультрафиолетовой видимой или инфракрасной области и т.п. Изготовляется свыше ста марок цветного стекла. В зависимости от спе ктральных свойств стекла делятся на типы: ультрафиолетовые (УФС), фиолет овые (ФС), синие (СС), сине-зеленые ( CPC ), желто-зеленые (ЖЗС), желтые (ЖС), оранжевые (ОС), красные (КС), и нфракрасные (ИКС), пурпурные (ПС), нейтральные (НС), темные (ТС) и бесцветные (Б С). В зависимости от типа красителя стекла делятся на: 1) окрашенные селеном и сернистым кадмием с резким делением пропускаемой части спектра от непропускаемой – это желтые, оранжевые и красные стек ла; 2) окрашенные молекулярные красителями с более сложной кривой спектр ального пропускания – это желто-зеленые, зеленые, синие, красные КС10, 11, пу рпурные, темные, нейтральные (рис.2, 3,4). Спектральная характеристика первых стекол опред еляется: а) показателем поглощения К для оговариваемой в ГОСТе длины волны ; б) длиной волны , характеризующей гра ницу спектральной области пропускания, при которой оптическая плотнос ть стекла в слое заданно й толщины превышает на 0,3 значение наименьшей оптической плотности в той же толщине, т.е. п ропускание в 2 раза меньше. Допуски на по 1, 2, 3-й категории: ±5; ±10 и ±15 нм соответственно; в) крутизной К p оптической плотности в слое заданной толщины, опреде ляемой разностью плотностей при длине волны л пр – 20 нм и л пр , т.е. . Показатель поглощения и оптическая плотность св язаны соотношением: , где - толщина стекла в мм; ; 0,038, Здесь - оптическая плотнос ть стекла с добавлением потерь на отражение. Спектральная характеристика вторых стекол определяется значением пок азателя поглощения для определенных дли н волн, наименьшим и , разностями показателей поглоще ния для определенных длин волн, при этом по 1, 2, 3-й категории : ±5; ±10 и ±20% соответственно. По однородности и двойному лучепреломлению обес печивается 3-я категория, по свильности – 2В и пузыристости 3-8, класса Г и Д в зависимости от марки и веса стекла. В наблюдательных приборах рекомендуется применять светофильтр из стек ла ОС17 толщиной не более 2 мм для уси ления контрастности за счет ослабления воздушной дымки и уменьшения хр оматизма глаза и нейтральные фильтры (НС 6, 7, 8, 9, 10, 11) – для ослабления излишне й яркости. В контрольно- измерительных приборах следует применять светофильтры и з стекла марок Ж3С9, ЖЗС1 и ЗС3 толщиной 1 мм при диаметре до 10 мм; 1,5 мм при диаметре 10-18; 2 мм при диаметре 18-50 мм и 3 мм при диаметре 50-80. Для аэрофотосъемки рекомендуется применять светофильтры из стекла ЖЗ18, ОС14 и КС14. Светофильтры для фотографии изготавливаются из стекла марок БС 8, ЖС12, ЖС17, ЖС18, ОС12, КС11, ЖЗС9. Заготовка из цветного оптического стекла нормируют по следующим показ ателям качества: показателю поглощения , бессвильности, неод нородности окраски, пузырности и двойному лучепреломлению. Для стекол, о крашенных сульфоселенидами или селенидами металлов (стекла ЖС, ОС и КС), н ормируют также минимальную оптическую плотность при толщине стекла 10 мм; длину волны , при которой оптичес кая плотность стекла превышает на 0,3 оптическую плотность стекла той же т олщины при длине волны ; крутизну кривой оптической пл отности, равной разности оптических плотностей стекла при длинах волны -20нм и . Кварцевое оптическое стекло имеет марки: КУ – без заметной полосы поглощения при л=240 нм, идущее для различных деталей спектрофотометров и других приборов, работающих в ультрафиолетовой области спектра (от л=160 нм). КВ – не свободное от полос поглощения при л=240 нм и л=2700 н м – для деталей, работающих в видимой области и в интервале длин волн 250-2500 н м, требующих высокой термостойкости и жаропрочности. КИ – без заметной полосы поглощения при л=2700 нм – для приборов, работающих в инфракрасной области спектра. В ысокие требования по спек тральному пропусканию, однородности, двойному лучепреломлен ию, пузыристости, бессвильности позво ляю т использовать кварцево е стекло в самых ответственных приборах. Диаметр или сторона заготовок 50- 200 мм, наименьшая толщина – 8 мм и отношение диаметра к толщине 15 :1; n D =1.4586±4
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Минздрав хочет навсегда запретить продажу сигарет всем родившимся после 2015 года.
2062 год.
- Синий винстон, пожалуйста.
- А 48 есть?
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по информатике и информационным технологиям "Оптические характеристики материалов для изготовления оптических деталей", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru