ニュース - 一般的な光学材料の紹介

光学製造プロセスの最初のステップは、適切な光学材料の選択です。光学材料の光学パラメータ（屈折率、アッベ数、透過率、反射率）、物理的特性（硬度、変形、気泡含有率、ポアソン比）、さらには温度特性（熱膨張係数、屈折率と温度の関係）すべてが影響を及ぼします。光学材料の光学特性。光学コンポーネントおよびシステムのパフォーマンス。この記事では、一般的な光学材料とその特性を簡単に紹介します。
光学材料は主に光学ガラス、光学結晶、特殊光学材料の3つに分類されます。

01 光学ガラス
光学ガラスは、光を透過できるアモルファス（ガラス状）光学媒体材料です。そこを通過する光は、その伝播方向、位相、強度を変化させることができます。光学機器や光学システムのプリズム、レンズ、ミラー、窓、フィルターなどの光学部品を製造するために一般的に使用されます。光学ガラスは、高い透明性、化学的安定性、構造と性能の物理的均一性を備えています。特定かつ正確な光学定数を持っています。光学ガラスは、低温固体状態では高温液体状態のアモルファス構造を保持します。理想的には、ガラスの内部の物理的および化学的性質（屈折率、熱膨張係数、硬度、熱伝導率、電気伝導率、弾性率など）はどの方向でも同じであり、これを等方性といいます。
光学ガラスの主なメーカーとしては、ドイツのショット社、米国のコーニング社、日本のオハラ社、国内の成都光明硝子（CDGM）社などがあります。

屈折率と分散図

光学ガラスの屈折率曲線

透過率曲線

02. 光学結晶

光学結晶とは、光媒体に使用される結晶材料を指します。光学結晶の構造的特徴により、紫外線および赤外線用途のさまざまな窓、レンズ、プリズムの製造に広く使用できます。結晶構造により単結晶と多結晶に分けられます。単結晶材料は結晶の完全性と光透過率が高く、入力損失が低いため、主に光学結晶に使用されます。
具体的には: 一般的な UV および赤外線結晶材料には、石英 (SiO2)、フッ化カルシウム (CaF2)、フッ化リチウム (LiF)、岩塩 (NaCl)、シリコン (Si)、ゲルマニウム (Ge) などが含まれます。
偏光結晶: 一般的に使用される偏光結晶には、方解石 (CaCO3)、石英 (SiO2)、硝酸ナトリウム (硝酸塩) などが含まれます。
色消しクリスタル: クリスタルの特殊な分散特性は、色消し対物レンズの製造に使用されます。たとえば、フッ化カルシウム (CaF2) をガラスと組み合わせて色消しシステムを形成すると、球面収差と二次スペクトルを除去できます。
レーザー結晶：ルビー、フッ化カルシウム、ネオジムドープイットリウムアルミニウムガーネット結晶など、固体レーザーの加工材料として使用されます。

水晶の素材は天然のものと人工的に育てられたものに分けられます。天然の結晶は非常に希少で、人工的に成長させるのが難しく、サイズが限られており、高価です。一般にガラス材料が不足する場合に考慮され、非可視光帯域で動作することができ、半導体およびレーザー産業で使用されます。

03 特殊光学材料

ａ．ガラスセラミック
ガラスセラミックは、ガラスでもクリスタルでもなく、その中間に位置する特殊な光学材料です。ガラスセラミックと通常の光学ガラスの主な違いは、結晶構造の有無です。セラミックよりも微細な結晶構造を持っています。熱膨張係数が低く、強度が高く、硬度が高く、密度が低く、安定性が非常に高いという特徴があります。平板結晶、標準メータースティック、大型ミラー、レーザージャイロスコープなどの加工に広く使用されています。