Rannsóknir á mikilli ljósleiðni kvars keramik í sjónglerjum

Að sjá skýrt: Hvernig kvars keramik er að breyta sjónfræði

(Rannsóknir á mikilli ljósgegndræpi kvars-keramik í sjónglerjum)

Ljós er ótrúlegt. Það gerir okkur kleift að sjá heiminn. En til að fá ljósið nákvæmlega þangað sem við þurfum það, sérstaklega í krefjandi aðstæðum, þarf sérstök efni. Gleymdu venjulegu gleri. Það er ný stjarna í sjónheiminum: kvars-keramik. Leynivopn þess? Ótrúleg ljósgegndræpi. Þetta þýðir að það leyfir næstum öllu ljósi að fara í gegnum sig og tapar varla neinum birtu. Þetta er mikið mál fyrir linsur og önnur sjóntæki. Þessi bloggfærsla kafa djúpt í það hvers vegna kvars-keramik vekur svona mikla spennu.

1. Hvað nákvæmlega eru kvars keramik?

Hugsaðu um sand. Mikill sandur er úr kvarsi. Kvars-keramik byrjar með afar hreinum kísil-sandi eða tilbúnum kísildíoxíði. Þetta efni er unnið á sérstakan hátt. Það felur í sér mikinn hita og þrýsting. Niðurstaðan er fast efni. Það lítur út eins og gler en er miklu sterkara. Það er ekki það sama og brætt kvarsgler. Það er brætt og kælt. Kvars-keramik er búið til með því að sintra smáagnir saman. Þetta gefur þeim einstaka uppbyggingu. Þau halda frábærum ljósfræðilegum eiginleikum kvars. Þau öðlast einnig styrk og hitaþol keramiksins. Ímyndaðu þér efni eins tært og hágæða gler en næstum eins sterkt og sumir málmar. Það er loforð kvars-keramiksins. Helsta einkenni þeirra er mikil ljósgegndræpi. Þetta þýðir að ljós fer auðveldlega í gegnum þau með litlu tapi. Þetta gerir þau fullkomin fyrir linsur þar sem hver einasta ljóseind skiptir máli.

2. Hvers vegna skiptir mikil ljósgegndræpi svona miklu máli?

Ljósgegndræpi er einfalt. Það snýst um hversu mikið ljós kemst í gegnum efni án þess að frásogast eða dreifast. Mikil ljósgegndræpi er lykilatriði. Hugsaðu um myndavélarlinsu. Lítil ljósgegndræpi þýðir daufari myndir. Þú þarft meira ljós eða lengri lýsingartíma. Þetta er slæmt. Í vísindatækjum eins og sjónaukum eða smásjám þýðir ljósmissir að smáatriði tapast. Þú gætir misst af daufum stjörnum eða örsmáum frumubyggingum. Í leysigeislakerfum sóar lítil ljósgegndræpi orku. Það getur jafnvel valdið hættulegri upphitun. Mikil ljósgegndræpi leysir þessi vandamál. Það þýðir bjartari myndir. Það þýðir skilvirkari ljósnýtingu. Það þýðir skarpari smáatriði og nákvæmari gögn. Fyrir öll tæki sem nota ljós, jafngildir betri ljósgegndræpi betri afköstum. Kvars keramik býður upp á einhverja hæstu ljósgegndræpi sem völ er á, sérstaklega í erfiðu umhverfi þar sem gler bilar.

3. Hvernig ná þeir svona ótrúlegri skýrleika?

Að fá kvars-keramik svona tært er ekki galdur. Það er nákvæm vísindi. Ferðalagið hefst með afar hreinu hráefni. Sérhver örsmá óhreinindi loka fyrir ljós. Hugsaðu um það eins og óhreint vatn sem skyggir á útsýnið. Næst er sintrunarferlið mikilvægt. Sintrun bindur duftkornin saman með hita. Þetta verður að gera fullkomlega. Markmiðið er að útrýma næstum öllum örsmáum svitaholum og bilum milli agna. Þessi svitaholur dreifa ljósi. Það er eins og að reyna að sjá í gegnum þoku. Framleiðendur nota hátt hitastig og stundum þrýsting. Þeir gætu bætt við sérstökum aukefnum tímabundið. Þetta hjálpar ögnunum að pakka þétt. Eftir sintrun hverfa þessi aukefni. Það sem eftir er er þétt, næstum svitaholalaus uppbygging. Kristalbygging kvarsins sjálfs er einnig lykilatriði. Hún leyfir ljósi að fara auðveldlega í gegn. Með því að sameina mikla hreinleika, fullkomna vinnslu og rétta kristalbyggingu fæst einstakt ljósgagn. Það snýst um að stjórna hverju smáatriði.

4. Hvar eru þessar ofurgagnsæju keramikleifar notaðar?

Notkunarsviðin eru ört vaxandi. Háafkastamiklir ljósleiðarar eru aðalsviðið. Hugsið um linsur fyrir öfgar aðstæður. Framleiðsla hálfleiðara notar öfluga leysigeisla. Linsur úr kvars-keramik ráða við mikinn hita og ljós án þess að afmynda. Geimurinn er annað landamæri. Linsur og skynjarar úr sjónauka standa frammi fyrir miklum hitasveiflum og geislun. Kvars-keramik er stöðugt og skýrt við þetta álagi. Læknisfræðilegir leysigeislar krefjast nákvæmni. Linsur úr þessu efni tryggja að hámarksorka nái til skotmarksins. Þetta bætir meðferðir. Iðnaðarleysiskurður og -suðu notar öfluga geisla. Ljósleiðarar úr kvars-keramik endast lengur en gler við stöðuga notkun. Jafnvel sérhæfð lýsing, eins og hástyrktar skjávarpar eða útfjólubláa lampar, njóta góðs af þessu. Linsurnar haldast skýrar og kaldar. Hvar sem ljós þarfnast hámarksgegndræpi við hita, þrýsting eða tærandi umhverfi, er kvars-keramik að stíga inn í. Þeir eru að koma í stað gler og annarra efna sem geta ekki haldið í við.

5. Algengar spurningar um kvars keramik í ljósfræði

Q1: Eru þau ekki alveg eins og venjulegt gler?
Nei. Þau eru miklu sterkari. Þau standast rispur betur. Þau þola skyndilegar hitabreytingar (hitaáfall) miklu betur en gler. Gler getur auðveldlega sprungið. Kvars-keramik gerir það ekki.

Spurning 2: Er ljósgegndræpið virkilega betra en sambrædd kísil?
Í mörgum tilfellum, já, sérstaklega yfir breitt svið ljósbylgjulengda (útfjólublátt til innrautt). Mikilvægast er að þau viðhalda þessari miklu gegndræpi við mun hærra hitastig. Brædd kísil mýkist og missir virkni þegar hlutirnir hitna. Kvars keramik helst sterk og tær.

Spurning 3: Eru þau dýr?
Já, yfirleitt meira en hefðbundið ljósgler. Hráefnin þurfa mikla hreinleika. Framleiðsluferlið er flókið og orkufrekt. Hins vegar, fyrir mikilvæg verkefni þar sem afköst og endingu eru mikilvæg, er kostnaðurinn oft réttlætanlegur. Þau endast lengur og virka betur á erfiðum stöðum.

Spurning 4: Er hægt að móta þær í flóknar linsuhönnun?
Þetta er að batna. Það er krefjandi að vinna mjög hart keramik af nákvæmni. Það krefst sérhæfðra demantverkfæra og tækni. Slípun og fæging er hægari en með gleri. Hins vegar eru framleiðendur að verða betri í þessu. Flóknari linsuform eru að verða möguleg eftir því sem tæknin þróast.

Q5: Hver er helsti gallinn?

(Rannsóknir á mikilli ljósgegndræpi kvars-keramik í sjónglerjum)

Kostnaður og framleiðslugeta eru stærstu hindranirnar núna. Það er erfitt og dýrt að framleiða stórar og flóknar linsur fullkomlega. Rannsóknir eru í gangi til að gera framleiðslu auðveldari og ódýrari. Búist er við að sjá þær á fleiri stöðum eftir því sem aðferðirnar batna.