Kaca optik adalah kaca transparan yang dibuat khusus yang digunakan sebagai bagian untuk instrumen optik. Ini berbeda dari kemurnian biasa dan peningkatan transparansi, keseragaman dan tidak berwarna. Ini juga secara ketat menormalkan dispersi dan daya bias. Kepatuhan terhadap persyaratan tersebut meningkatkan kompleksitas dan biaya produksi.
Sejarah
Anda dapat menemukan banyak contoh penggunaan lensa sehari-hari, misalnya, kaca pembesar adalah kaca pembesar biasa - akan membantu Anda membuat proyektor kecil dari smartphone biasa, tetapi kacamata optik telah muncul belum lama ini.
Lensa telah dikenal sejak zaman kuno, tetapi upaya serius pertama untuk membuat kaca serupa dengan yang digunakan pada perangkat modern dapat ditelusuri kembali ke abad ke-17. Jadi, kimiawan Jerman Kunkel dalam salah satu karyanya menyebutkan asam fosfat dan asam borat, yang merupakan bagian dari komponen kaca. Dia juga berbicara tentang mahkota borosilikat, yang dekat dengan beberapa bahan modern dalam hal komposisi. Ini bisa disebut pengalaman sukses pertama dalam produksi kaca dengan sifat optik tertentu dan tingkat yang cukuphomogenitas fisik dan kimia.
Dalam industri
Produksi kacamata optik dalam skala industri dimulai pada awal abad ke-19. Swiss Gian, bersama dengan Fraunhofer, memperkenalkan metode yang relatif stabil untuk memproduksi kaca semacam itu di salah satu pabrik di Bavaria. Kunci keberhasilannya adalah teknik pencampuran lelehan dengan bantuan gerakan melingkar dari batang tanah liat yang dibenamkan secara vertikal ke dalam kaca. Hasilnya, kaca optik dengan kualitas yang memuaskan dapat diperoleh dengan diameter hingga 250 mm.
Produksi modern
Dalam produksi kacamata optik berwarna, zat aditif yang mengandung tembaga, selenium, emas, perak dan logam lainnya digunakan. Memasak berasal dari biaya. Itu dimuat ke dalam pot tahan api, yang pada gilirannya ditempatkan di tungku kaca. Komposisi muatan dapat mencakup hingga 40% limbah kaca, poin penting adalah kesesuaian komposisi cullet dan kaca leleh. Massa gelas selama memasak terus menerus dicampur dengan spatula yang terbuat dari keramik atau platinum. Dengan cara ini keadaan seragam tercapai.
Secara berkala, lelehan diambil untuk sampel, yang mengontrol kualitas. Tahap penting peleburan adalah klarifikasi: dalam massa gelas, pelepasan sejumlah besar gas dimulai dari zat klarifikasi yang awalnya ditambahkan ke campuran. Gelembung besar terbentuk dan naik dengan cepat, menjebak gelembung kecil yang tak terhindarkan terbentuk selama proses pembuatan bir.
Akhirnya, pot dikeluarkan dari oven, setelah itudinginkan perlahan. Pendinginan, diperlambat dengan teknik khusus, dapat bertahan hingga delapan hari. Itu harus seragam, jika tidak tekanan mekanis dapat terbentuk dalam massa, yang menyebabkan keretakan.
Properti
Kaca optik adalah bahan untuk produksi lensa. Mereka, pada gilirannya, dibagi berdasarkan jenis menjadi pengumpulan dan penghamburan. Lensa pengumpul termasuk lensa bikonveks dan plano-cembung, serta lensa cekung-cembung, yang disebut "meniskus positif".
Kaca optik memiliki sejumlah karakteristik:
- indeks bias ditentukan oleh dua garis spektral yang disebut doublet natrium;
- dispersi rata-rata, yang dipahami sebagai perbedaan antara pembiasan garis spektrum merah dan biru;
- koefisien dispersi - angka yang diberikan oleh rasio rata-rata dispersi dan refraksi.
Kaca optik berwarna digunakan untuk produksi filter absorpsi. Tergantung pada bahannya, ada tiga jenis utama kacamata optik:
- anorganik;
- plexiglass (organik);
- mineral-organik.
Kaca anorganik mengandung oksida dan fluorida. Kaca optik kuarsa juga termasuk anorganik (rumus kimia SiO2). Kuarsa memiliki refraksi rendah dan transmisi cahaya tinggi, ditandai dengan tahan panas. Berbagai transparansi memungkinkan untuk digunakan di moderntelekomunikasi (kabel serat optik, dll), juga kaca silikat sangat diperlukan dalam pembuatan lensa optik, misalnya kaca pembesar terbuat dari kuarsa.
Berdasarkan silikon
Kaca silikat transparan dapat berupa optik dan teknis. Optik dibuat dengan melelehkan kristal batu, hanya dengan cara ini diperoleh struktur yang benar-benar homogen. Dalam gelas buram, gelembung gas kecil di dalam bahan bertanggung jawab atas warnanya.
Selain kaca kuarsa berbasis silikon, apa yang disebut kaca silikon juga diproduksi, yang, meskipun memiliki basis yang sama, memiliki sifat optik yang berbeda. Sel silikon mampu membiaskan sinar-X dan memancarkan radiasi infra merah.
gelas organik
Yang disebut plexiglass dibuat berdasarkan bahan polimer sintetis. Bahan transparan dan keras ini termasuk termoplastik dan sering digunakan sebagai pengganti kaca kuarsa. Plexiglas tahan terhadap banyak faktor lingkungan, seperti kelembaban tinggi dan suhu rendah, tetapi jauh lebih lembut dan, karenanya, lebih sensitif terhadap tekanan mekanis. Karena kelembutannya, kaca optik organik mudah diproses - bahkan alat pemotong logam yang paling sederhana pun dapat "mengambilnya".
Bahan ini sangat bagus untuk pemrosesan laser dan mudah dipola atau diukir. Sebagai lensa, lensa ini memantulkan sinar inframerah dengan sempurna, tetapimentransmisikan ultraviolet dan sinar-x.
Aplikasi
Kacamata optik banyak digunakan untuk pembuatan lensa, yang, pada gilirannya, digunakan di banyak sistem optik. Lensa konvergen tunggal digunakan sebagai kaca pembesar. Dalam teknologi, lensa merupakan bagian penting atau utama dari sistem seperti teropong, penglihatan optik, mikroskop, theodolit, teleskop, serta kamera dan peralatan video.
Kacamata optik tidak kalah pentingnya untuk kebutuhan oftalmologi, karena tanpanya sulit atau tidak mungkin untuk mengoreksi gangguan penglihatan (rabun jauh, astigmatisme, rabun dekat, gangguan akomodasi dan penyakit lainnya). Lensa kacamata dengan dioptri dapat dibuat dari kaca kuarsa dan plastik berkualitas tinggi.
Astronomi
Kacamata optik adalah komponen penting dan paling mahal dari teleskop mana pun. Banyak penghobi merakit refraktor sendiri, hanya membutuhkan sedikit, tetapi yang paling penting adalah lensa kaca plano-cembung.
Pada awal abad sebelumnya, butuh beberapa tahun untuk memproduksi satu lensa astronomi yang kuat, atau lebih tepatnya untuk memolesnya. Misalnya, pada tahun 1982, kepala Universitas Chicago, William Harper, mendekati jutawan Charles Yerkes dengan permintaan untuk membiayai observatorium. Yerkes menginvestasikan sekitar tiga ratus ribu dolar di dalamnya, dengan empat puluh ribu dihabiskan untuk membeli lensa untuk teleskop paling kuat di planet ini pada waktu itu. Observatorium ini dinamai menurut nama pemodal Yerkes, dan sampai sekarang refraktor ini dengan diameter lensa 102cm dianggap yang terbesar di dunia.
Teleskop dengan diameter besar adalah reflektor, di mana cermin adalah elemen pengumpul cahaya.
Ada jenis lensa lain yang digunakan dalam astronomi dan oftalmologi - kaca dengan permukaan cekung-cembung, yang disebut meniskus. Ini dapat terdiri dari dua jenis: hamburan dan pengumpulan. Pada meniskus pengumpul, bagian tengah lebih tebal dari pada meniskus tengah, dan pada meniskus pengumpul, bagian tengah lebih tipis.
