ऑप्टिकल ग्लास एक विशेष रूप से बनाया गया पारदर्शी ग्लास है जिसका उपयोग ऑप्टिकल उपकरणों के लिए भागों के रूप में किया जाता है। यह सामान्य शुद्धता और बढ़ी हुई पारदर्शिता, एकरूपता और रंगहीनता से अलग है। यह फैलाव और अपवर्तक शक्ति को भी सख्ती से सामान्य करता है। ऐसी आवश्यकताओं के अनुपालन से उत्पादन की जटिलता और लागत बढ़ जाती है।
इतिहास
आप लेंस के रोजमर्रा के उपयोग के कई उदाहरण पा सकते हैं, उदाहरण के लिए, एक आवर्धक कांच एक साधारण आवर्धक कांच है - एक साधारण स्मार्टफोन से एक छोटा प्रोजेक्टर बनाने में आपकी मदद करेगा, लेकिन ऑप्टिकल चश्मा बहुत पहले नहीं दिखाई दिया है।
लेंस को प्राचीन काल से जाना जाता है, लेकिन आधुनिक उपकरणों में इस्तेमाल होने वाले कांच के समान बनाने का पहला गंभीर प्रयास 17 वीं शताब्दी में किया जा सकता है। तो, जर्मन रसायनज्ञ कुंकेल ने अपने एक काम में फॉस्फोरिक और बोरिक एसिड का उल्लेख किया, जो कांच के घटक का हिस्सा हैं। उन्होंने बोरोसिलिकेट क्राउन के बारे में भी बात की, जो संरचना के मामले में कुछ आधुनिक सामग्रियों के करीब है। इसे कुछ ऑप्टिकल गुणों और पर्याप्त मात्रा में ग्लास के उत्पादन में पहला सफल अनुभव कहा जा सकता हैभौतिक और रासायनिक एकरूपता।
उद्योग में
औद्योगिक पैमाने पर ऑप्टिकल ग्लास का उत्पादन 19वीं सदी की शुरुआत में शुरू हुआ। स्विस जियान, फ्रौनहोफर के साथ, बवेरिया में एक संयंत्र में इस तरह के कांच के उत्पादन के लिए एक अपेक्षाकृत स्थिर विधि की शुरुआत की। सफलता की कुंजी कांच में लंबवत डूबी हुई मिट्टी की छड़ के गोलाकार आंदोलनों की मदद से पिघल को मिलाने की तकनीक थी। नतीजतन, 250 मिमी व्यास तक संतोषजनक गुणवत्ता का ऑप्टिकल ग्लास प्राप्त करना संभव था।
आधुनिक उत्पादन
रंगीन ऑप्टिकल ग्लास के उत्पादन में कॉपर, सेलेनियम, सोना, चांदी और अन्य धातुओं वाले पदार्थों के एडिटिव्स का उपयोग किया जाता है। खाना बनाना चार्ज से आता है। इसे आग रोक वाले बर्तनों में लोड किया जाता है, जिसे बदले में कांच की भट्टी में रखा जाता है। चार्ज की संरचना में 40% तक कांच का कचरा शामिल हो सकता है, एक महत्वपूर्ण बिंदु पुलिया और पिघलने वाले कांच की संरचना का अनुपालन है। खाना पकाने के दौरान कांच के द्रव्यमान को सिरेमिक या प्लेटिनम से बने स्पैटुला के साथ लगातार मिलाया जाता है। इस तरह एक समान अवस्था प्राप्त होती है।
समय-समय पर मेल्ट को सैंपल के लिए लिया जाता है, जो गुणवत्ता को नियंत्रित करता है। पिघलने का एक महत्वपूर्ण चरण स्पष्टीकरण है: कांच के द्रव्यमान में, गैसों की एक महत्वपूर्ण मात्रा की रिहाई उन स्पष्ट पदार्थों से शुरू होती है जिन्हें शुरू में मिश्रण में जोड़ा गया था। बड़े बुलबुले बनते हैं और जल्दी उठते हैं, छोटे बुलबुले फँसते हैं जो अनिवार्य रूप से शराब बनाने की प्रक्रिया के दौरान बनते हैं।
आखिरकार, बर्तनों को ओवन से निकाल दिया जाता है, जिसके बादधीरे-धीरे ठंडा करें। शीतलन, विशेष तकनीकों द्वारा धीमा, आठ दिनों तक चल सकता है। यह एक समान होना चाहिए, अन्यथा द्रव्यमान में यांत्रिक तनाव हो सकता है, जिससे दरारें पड़ सकती हैं।
गुण
ऑप्टिकल ग्लास लेंस के उत्पादन के लिए एक सामग्री है। बदले में, वे संग्रह और बिखरने में प्रकार से विभाजित होते हैं। एकत्रित लेंस में उभयलिंगी और प्लेनो-उत्तल लेंस, साथ ही अवतल-उत्तल लेंस शामिल हैं, जिन्हें "पॉजिटिव मेनिस्कस" कहा जाता है।
ऑप्टिकल ग्लास में कई विशेषताएं हैं:
- सोडियम डबलट नामक दो वर्णक्रमीय रेखाओं द्वारा निर्धारित अपवर्तनांक;
- औसत फैलाव, जिसे स्पेक्ट्रम की लाल और नीली रेखाओं के अपवर्तन के बीच के अंतर के रूप में समझा जाता है;
- फैलाव गुणांक - औसत फैलाव और अपवर्तन के अनुपात द्वारा दी गई संख्या।
रंगीन ऑप्टिकल ग्लास का उपयोग अवशोषण फिल्टर के उत्पादन के लिए किया जाता है। सामग्री के आधार पर, तीन मुख्य प्रकार के ऑप्टिकल ग्लास हैं:
- अकार्बनिक;
- प्लेक्सीग्लास (जैविक);
- खनिज-जैविक।
अकार्बनिक ग्लास में ऑक्साइड और फ्लोराइड होते हैं। क्वार्ट्ज ऑप्टिकल ग्लास भी अकार्बनिक (रासायनिक सूत्र SiO2) से संबंधित है। क्वार्ट्ज में कम अपवर्तन और उच्च प्रकाश संचरण होता है, यह गर्मी प्रतिरोध की विशेषता है। पारदर्शिता की एक विस्तृत श्रृंखला इसे आधुनिक में उपयोग करने की अनुमति देती हैदूरसंचार (ऑप्टिकल फाइबर केबल, आदि), ऑप्टिकल लेंस के निर्माण में भी सिलिकेट ग्लास अपरिहार्य है, उदाहरण के लिए, क्वार्ट्ज से एक आवर्धक कांच बनाया जाता है।
सिलिकॉन पर आधारित
पारदर्शी सिलिकेट ग्लास ऑप्टिकल और तकनीकी दोनों हो सकते हैं। ऑप्टिकल रॉक क्रिस्टल को पिघलाकर बनाया जाता है, केवल इस तरह से पूरी तरह से सजातीय संरचना प्राप्त होती है। अपारदर्शी चश्मे में, सामग्री के अंदर गैस के छोटे बुलबुले रंग के लिए जिम्मेदार होते हैं।
सिलिकॉन-आधारित क्वार्ट्ज ग्लास के अलावा, तथाकथित सिलिकॉन ग्लास का भी उत्पादन किया जाता है, जिसमें समान आधार के बावजूद, विभिन्न ऑप्टिकल गुण होते हैं। सिलिकॉन कोशिकाएं एक्स-रे को अपवर्तित करने और अवरक्त विकिरण संचारित करने में सक्षम हैं।
ऑर्गेनिक ग्लास
तथाकथित plexiglass एक सिंथेटिक बहुलक सामग्री के आधार पर बनाया गया है। यह पारदर्शी और कठोर सामग्री थर्मोप्लास्टिक्स से संबंधित है और इसे अक्सर क्वार्ट्ज ग्लास के प्रतिस्थापन के रूप में उपयोग किया जाता है। Plexiglas कई पर्यावरणीय कारकों के लिए प्रतिरोधी है, जैसे उच्च आर्द्रता और कम तापमान, लेकिन यह बहुत नरम है और इसलिए, यांत्रिक तनाव के प्रति अधिक संवेदनशील है। इसकी कोमलता के कारण, कार्बनिक ऑप्टिकल ग्लास को संसाधित करना आसान है - यहां तक कि सबसे सरल धातु काटने का उपकरण भी इसे "ले" सकता है।
यह सामग्री लेजर प्रसंस्करण और पैटर्न या उत्कीर्णन के लिए आसान है। एक लेंस के रूप में, यह पूरी तरह से अवरक्त किरणों को दर्शाता है, लेकिनपराबैंगनी और एक्स-रे प्रसारित करता है।
आवेदन
ऑप्टिकल ग्लास का व्यापक रूप से लेंस के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है, जो बदले में, कई ऑप्टिकल सिस्टम में उपयोग किया जाता है। एक एकल अभिसारी लेंस का उपयोग आवर्धक कांच के रूप में किया जाता है। प्रौद्योगिकी में, लेंस दूरबीन, ऑप्टिकल दृश्य, सूक्ष्मदर्शी, थियोडोलाइट, दूरबीन, साथ ही कैमरे और वीडियो उपकरण जैसी प्रणालियों का एक महत्वपूर्ण या मुख्य भाग हैं।
नेत्र विज्ञान की जरूरतों के लिए ऑप्टिकल चश्मा कम महत्वपूर्ण नहीं हैं, क्योंकि उनके बिना दृश्य हानि (नज़दीकीपन, दृष्टिवैषम्य, दूरदर्शिता, आवास की गड़बड़ी और अन्य बीमारियों) को ठीक करना मुश्किल या असंभव है। डायोप्टर वाले तमाशा लेंस क्वार्ट्ज ग्लास और उच्च गुणवत्ता वाले प्लास्टिक दोनों से बनाए जा सकते हैं।
खगोल विज्ञान
ऑप्टिकल चश्मा किसी भी दूरबीन का एक महत्वपूर्ण और सबसे महंगा घटक है। कई शौक़ीन अपने स्वयं के रेफ्रेक्टर्स को इकट्ठा करते हैं, इसके लिए बहुत कम आवश्यकता होती है, लेकिन सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि एक समतल-उत्तल ग्लास लेंस है।
आखिरी से पहले की सदी की शुरुआत में, एक शक्तिशाली खगोलीय लेंस के निर्माण में, या इसे पॉलिश करने में कई साल लग गए। उदाहरण के लिए, 1982 में, शिकागो विश्वविद्यालय के प्रमुख विलियम हार्पर ने वेधशाला को वित्तपोषित करने के अनुरोध के साथ करोड़पति चार्ल्स यरकेस से संपर्क किया। यरकेस ने इसमें लगभग तीन लाख डॉलर का निवेश किया, उस समय ग्रह पर सबसे शक्तिशाली दूरबीन के लिए एक लेंस खरीदने पर चालीस हजार खर्च किए। वेधशाला का नाम फाइनेंसर यरकेस के नाम पर रखा गया था, और अब तक 102 के लेंस व्यास के साथ यह रेफ्रेक्टरसेमी को दुनिया में सबसे बड़ा माना जाता है।
बड़े व्यास वाले टेलीस्कोप परावर्तक होते हैं, जिनमें दर्पण एक प्रकाश-संग्रहीत तत्व होता है।
खगोल विज्ञान और नेत्र विज्ञान दोनों में एक अन्य प्रकार के लेंस का उपयोग किया जाता है - उत्तल-अवतल सतहों वाला ग्लास, जिसे मेनिस्कस कहा जाता है। यह दो प्रकार का हो सकता है: बिखरना और एकत्र करना। बिखरने वाले मेनिस्कस में, अंतिम भाग मध्य भाग से मोटा होता है, और एकत्रित मेनिस्कस में मध्य भाग पतला होता है।
