Primum gradum in quolibet processu fabricationis opticae est selectio materiarum opticarum idonearum. Parametri optici (index refractionis, numerus Abbe, transmittantia, reflectio), proprietates physicae (duritia, deformatio, copia bullarum, proportio Poisson), et etiam proprietates temperaturae (coefficiens expansionis thermalis, relatio inter indicem refractionis et temperaturam) materiarum opticarum, haec omnia proprietates opticas materiarum opticarum afficiunt. Efficacia partium et systematum opticorum. Hic articulus breviter materias opticas communes earumque proprietates introducet.
Materiae opticae in tres partes praecipue dividuntur: vitrum opticum, crystallum opticum, et materiae opticae speciales.
01 Vitrum Opticum
Vitrum opticum est materia media optica amorpha (vitrea) quae lucem transmittere potest. Lux per id transiens directionem propagationis, phasim et intensitatem mutare potest. Vulgo adhibetur ad componentes opticos producendos, ut prismata, lentes, specula, fenestras et filtra in instrumentis vel systematibus opticis. Vitrum opticum magnam perspicuitatem, stabilitatem chemicam et uniformitatem physicam in structura et effectu habet. Constantes opticas specificas et accuratas habet. In statu solido temperaturae humilis, vitrum opticum structuram amorpham status liquidi temperaturae altae retinet. Optime, proprietates physicae et chemicae internae vitri, ut index refractionis, coefficiens expansionis thermalis, durities, conductivitas thermalis, conductivitas electrica, modulus elasticitatis, etc., in omnibus directionibus eaedem sunt, quod isotropia appellatur.
Inter praecipuos fabricatores vitri optici sunt Schott Germaniae, Corning Civitatum Foederatarum, Ohara Iaponiae, et Chengdu Guangming Glass (CDGM) domestica, et cetera.
Index refractionis et diagramma dispersionis
Curvae indicis refractionis vitri optici
Curvae transmissionis
02. Crystallum opticum
Crystallum opticum ad materiam crystallinam in mediis opticis adhibitam refertur. Ob proprietates structurales crystallorum opticorum, late adhiberi potest ad varias fenestras, lentes, et prismata fabricanda ad usus ultraviolaceos et infrarubros. Secundum structuram crystallinam, in monocrystallina et polycrystallina dividi potest. Materiae monocrystallinae altam integritatem crystallinam et transmittanciam lucis, necnon iacturam input humilem habent, itaque monocrystallina praecipue in crystallis opticis adhibentur.
Speciatim: Materiae crystallinae UV et infrarubrae communes includunt: quartzum (SiO2), calcium fluoridum (CaF2), lithium fluoridum (LiF), sal gemmae (NaCl), silicium (Si), germanium (Ge), etc.
Crystalli polarizantes: Inter crystallos polarizantes vulgo adhibitos sunt calcita (CaCO3), quartza (SiO2), natrii nitras (nitras), etc.
Crystallus achromaticus: Proprietates dispersionis propriae crystalli ad lentes obiectivas achromaticas fabricandas adhibentur. Exempli gratia, calcii fluoridum (CaF2) cum vitro coniungitur ad systema achromaticum formandum, quod aberrationem sphaericam et spectrum secundarium eliminare potest.
Crystallum lasericum: ut materiae operantes pro laseribus status solidi adhibentur, ut rubinus, fluoridum calcii, crystallus granati yttrii aluminii neodymio imbutu, etc.
Materiae crystallinae in naturales et artificialiter cultas dividuntur. Crystalla naturalia rarissima sunt, artificialiter difficillima, magnitudine limitata, et pretiosa. Cum materia vitrea non sufficit, plerumque considerantur in fascia lucis non visibilis operari et in industriis semiconductorum et laserum adhibentur.
03 Materiae opticae speciales
a. Vitroceramica
Vitroceramica est materia optica specialis quae neque vitrum neque crystallum est, sed aliquid intermedium. Differentia principalis inter vitroceramicam et vitrum opticum ordinarium est praesentia structurae crystallinae. Structuram crystallinam subtiliorem quam ceramicam habet. Proprietates habet coefficientis expansionis thermalis humilis, firmitatis magnae, duritiei magnae, densitatis humilis, et stabilitatis altissimae. Late adhibetur in processu crystallorum planorum, baculorum metricorum ordinariorum, speculorum magnorum, gyroscopiorum lasericorum, et cetera.
Coefficiens expansionis thermalis materiarum opticarum microcrystallinarum ad 0.0±0.2×10⁻⁷/℃ (0~50℃) pervenire potest.
b. Carbidum Silicii
Carburum silicii est materia ceramica specialis quae etiam ut materia optica adhibetur. Carburum silicii bonam rigiditatem, coefficientem deformationis thermalis humilem, stabilitatem thermalem excellentem, et effectum reductionis ponderis significantem habetur. Materia principalis pro speculis levibus et magnis habetur et late in industria aerospatiali, laseribus magnae potentiae, semiconductoribus, aliisque campis adhibetur.
Hae categoriae materiarum opticarum etiam materiae mediorum opticarum appellari possunt. Praeter categorias maiores materiarum mediorum opticarum, materiae fibrarum opticarum, materiae pellicularum opticarum, materiae crystalli liquidi, materiae luminescentes, et cetera, omnes ad materias opticas pertinent. Progressus technologiae opticae a technologia materiarum opticarum inseparabilis est. Progressum technologiae materiarum opticarum patriae meae exspectamus.
Tempus publicationis: V Ianuarii, MMXXIV
