Le verre optique est une manière spécialeverre transparent fabriqué qui est utilisé comme pièces d'instruments optiques. Il diffère de l'habituel par sa pureté et une transparence accrue, l'uniformité et l'incolore. En outre, la dispersion et la puissance de réfraction y sont strictement normalisées. Le respect de ces exigences augmente la complexité et le coût de production.
Vous pouvez trouver de nombreux exemples d'objectifs utilisés dans la vie quotidienne, par exemple, une loupe est une loupe ordinaire. - aidera à créer un petit projecteur à partir d'un smartphone ordinaire, mais les lunettes optiques sont apparues il n'y a pas si longtemps.
Les verres sont connus depuis l'Antiquité, mais les premiersune tentative de créer du verre similaire à celui utilisé dans les appareils modernes remonte au 17ème siècle. Ainsi, le chimiste allemand Kunkel dans l'un de ses travaux a mentionné les acides phosphorique et borique qui font partie du composant du verre. Il a également parlé de la couronne en borosilicate, qui est proche de certains matériaux modernes en composition. Cela peut être appelé la première expérience réussie dans la production de verre avec certaines propriétés optiques et un degré suffisant d'homogénéité physique et chimique.
Production de verres optiques dans l'industriel'échelle a commencé au début du 19e siècle. Le suisse Gian, avec Fraunhofer, a introduit une méthode relativement stable pour produire ce verre dans l'une des usines de Bavière. La clé du succès était la méthode d'agitation de la masse fondue à l'aide de mouvements circulaires d'une tige d'argile immergée verticalement dans du verre. En conséquence, il a été possible d'obtenir un verre optique de qualité satisfaisante, jusqu'à 250 mm de diamètre.
Pour obtenir des verres optiques colorésdes additifs de substances contenant du cuivre, du sélénium, de l'or, de l'argent et d'autres métaux sont utilisés. La cuisson provient d'un lot. Il est chargé dans des pots réfractaires, qui à leur tour sont placés dans un four à verre. La composition de la charge peut inclure jusqu'à 40% de déchets de verre, un point important est la correspondance de la composition du calcin et du verre bouilli. Le verre fondu est agité en continu pendant la fusion à l'aide d'une palette en céramique ou en platine. Ainsi, un état homogène est atteint.
Périodiquement, la masse fondue est prise pour un échantillon, selondont la qualité est contrôlée. Une étape importante de la cuisson est la clarification: dans le verre fondu, une quantité significative de gaz commence à se dégager des substances clarifiantes initialement ajoutées à la composition du lot. De grosses bulles se forment, qui montent rapidement, capturant les plus petites bulles inévitablement formées pendant le processus de cuisson.
Enfin, les pots sont sortis du four, aprèsqui refroidissent lentement. Le refroidissement, ralenti par des astuces spéciales, peut durer jusqu'à huit jours. Il doit être uniforme, faute de quoi des contraintes mécaniques peuvent se former dans la masse, qui provoquent des fissures.
Le verre optique est un matériau de fabricationlentilles. Ils, à leur tour, sont répartis selon le type de collecte et de diffusion. Une lentille biconvexe et plano-convexe, ainsi qu'une lentille concave-convexe, appelée «ménisque positif», sont appelées collecteurs.
Le verre optique présente un certain nombre de caractéristiques:
Le verre optique coloré est utilisé pour la production de filtres d'absorption. Il existe trois principaux types de verres optiques, selon le matériau:
Le verre inorganique contient des oxydes et des fluorures. Le verre optique à quartz appartient également à l'inorganique (formule chimique SiO2). Le quartz a une faible réfraction et une transmittance lumineuse élevée, il se caractérise par une résistance à la chaleur. Une large gamme de transparence lui permet d'être utilisé dans les télécommunications modernes (câbles à fibres optiques, etc.); le verre de silicate est également indispensable dans la fabrication de lentilles optiques, par exemple, une loupe est en quartz.
Le verre de silicate transparent peut être commeoptique et technique. L'optique est réalisée par fusion de cristal de roche, c'est la seule façon d'obtenir une structure totalement homogène. Dans les verres opaques, de petites bulles de gaz à l'intérieur du matériau sont responsables de la couleur.
En plus du verre de quartz à base de siliciumon produit également du verre dit de silicium qui, malgré une base similaire, présente des propriétés optiques différentes. Les cellules en silicium sont capables de réfracter les rayons X et de transmettre un rayonnement infrarouge.
Le soi-disant plexiglas est fabriqué sur la base dematériau polymère synthétique. Ce matériau transparent et solide appartient aux thermoplastiques et est souvent utilisé comme substitut du verre de quartz. Le plexiglas résiste à de nombreux facteurs environnementaux, tels qu'une humidité élevée et des températures basses, mais il est beaucoup plus doux et donc plus sensible aux contraintes mécaniques. En raison de sa douceur, le verre optique organique est facile à traiter - même l'outil le plus simple pour couper le métal peut le «prendre».
Ce matériau est idéal pour le traitement au laser et peut être facilement modelé ou gravé. En tant que lentille, il réfléchit parfaitement les rayons infrarouges, mais transmet les ultraviolets et les rayons X.
Les lunettes optiques sont largement utilisées pourfabrication de lentilles, qui à leur tour sont utilisées dans de nombreux systèmes optiques. La lentille collectrice unique sert de loupe. En technologie, les objectifs sont une partie importante ou essentielle de systèmes tels que les jumelles, les viseurs optiques, les microscopes, les théodolites, les télescopes, ainsi que les caméras et les équipements vidéo.
Les lunettes optiques sont tout aussi importantes pour les besoinsophtalmologie, car sans eux, il est difficile ou impossible de corriger les déficiences visuelles (myopie, astigmatisme, hypermétropie, troubles de l'accommodation et autres maladies). Les verres pour lunettes avec dioptries peuvent être fabriqués à la fois en verre de quartz et en plastique de haute qualité.
Les lunettes optiques sont importantes et les plus chèrescomposant de tout télescope. De nombreux amateurs assemblent eux-mêmes les réfracteurs; cela nécessite peu, mais surtout, une lentille en verre plat et convexe.
Au début du siècle avant-dernier, pour la fabrication d'unune lentille astronomique puissante, ou plutôt pour la polir, a pris plusieurs années. Par exemple, en 1982, le directeur de l'Université de Chicago, William Harper, a approché le millionnaire Charles Yerkes avec une demande de financement de l'observatoire. Yerkes y a investi environ trois cent mille dollars, et quarante mille ont été dépensés pour acheter une lentille pour le télescope le plus puissant de la planète à cette époque. L'observatoire porte le nom du financier Yerkes et est toujours considéré comme le plus grand réfracteur au monde avec un objectif de 102 cm.
Les télescopes de grand diamètre sont des réflecteurs dans lesquels un miroir est un élément collecteur de lumière.
Il existe un autre type d'objectif utilisé commeen astronomie et en ophtalmologie - verre à surfaces convexes-concaves, appelé ménisque. Il peut être de deux types: diffusion et collecte. Dans le ménisque diffusant, la partie extrême est plus épaisse que la partie centrale, et dans le ménisque collecteur, la partie centrale est plus mince.
