(8 голоса, среднее 3.75 из 5)

Все материалы подразделяются на два больших класса: минеральное стекло (неорганические материалы) и пластмассы (органические материалы).

Независимо от того, к какому из этих классов относится материал для линз, он должен быть:

Основными характеристиками материалов, из которых изготавливают линзы, являются:

Показатель преломления (n) характеризует оптические качества очковой линзы: чем выше коэффициент преломления, тем лучше оптические свойства линзы. Материалы для изготовления очковых линз в зависимости от коэффициента преломления различают:

От коэффициента преломления зависит количество и качество аберраций, т.е.степень искажения очковой линзы. Качество аберраций определяется числом Аббе, чем выше коэффициент преломления, тем меньше аберраций и следовательно меньше число Аббе. Ниже приведена зависимость числа Аббе от коэффициента преломления очковой линзы.

Все материалы для изготовления очковых линз можно разделить на 4 основных группы:

Что такое стекло? Термин «стекло» применим ко всем материалам, химическая структура которых подобна структуре жидких тел, но вязкость которых при нормальной температуре столь велика, что делает их схожими с твердыми кристаллическими веществами. У стекла аморфная (некристаллическая) структура. Минеральное стекло возникает в результате переохлаждения расплава и поэтому нередко также описывается как переохлажденная жидкость. Стеклу даже в твердом состоянии присуща определенная вязкость.

Производят минеральное стекло в результате провара шихты (смеси из различных природных сырьевых компонентов). Состав шихты:

Пример: - соединения свинца, титана и лантана повышают показатель преломления стекла;

Для изготовления стекла шихту нужного химического состава нагревают и варят в печи при температуре 1400–1500 °C, воздушные пузырьки, образующиеся в процессе стекловарения, устраняют, добавляя вспомогательные компоненты – осветлители, затем температуру немного снижают, и чуть охлажденная стекломасса направляется через дозатор под пресс, где происходит ее прессование. Прессованные заготовки подвергают обжигу, охлаждая в специальных установках, и лишь затем из них изготавливают очковые линзы.

Органическое стекло – это синтетический полимерный материал, находящийся в стекловидном состоянии и включающий в себя аморфные макромолекулярные органические компоненты. Для изготовления линз из органического стекла используют процесс полимеризации. Будучи отвержденными под воздействием тепла, линзы не способны изменять свою форму при последующем тепловом воздействии. Типичной особенностью процесса полимеризации является то, что при нагревании в результате химической реакции молекулы исходного мономера объединяются в высокомолекулярный продукт – полимер.

CR-39/ Широко известная пластмасса CR-39 – один из органических материалов, применяемых для изготовления линз. В начале Второй мировой войны из-за нехватки натурального сырья производство пластмасс было развернуто с новой силой, что привело к появлению новых материалов, с успехом заменяющих минеральное стекло. В то время специалисты компании «Columbia Southern Chemical», филиала компании «PPG Industries», стали проводить испытания по получению реактопластов. Ученые назвали проект «Columbia Resins» (сокращенно «CR»). В мае 1940 года в ходе испытаний был получен мономер АДС. В последующие годы были исследованы и испытаны более180 различных образцов этого мономера. Самым удачным по свойствам оказался 39-й по счету образец, который и был позднее взят для изготовления органических линз. Ученые добавили номер образца, успешно прошедшего испытания, к названию проекта, и получилось «Columbia Resins № 39», или сокращенно «CR-39», которое компания «PPG Industries» зарегистрировала как торговую марку.

Сначала очковые линзы изготавливали только из CR-39, материала с низким показателем преломления. А органические материалы с высоким показателем преломления начали создавать лишь в середине 1980-х годов.

В настоящее время при создании новых органических материалов ученые стремятся добиться не только высокого показателя преломления, но и хороших эксплуатационных качеств, высокой ударопрочности, низких хроматических аберраций и хорошей окрашиваемости. Все это делается для того, чтобы даже те, кому прописаны очки с линзами высоких рефракций, могли пользоваться легкими, тонкими и плоскими пластмассовыми линзами.

Пластиковые линзы из материала CR 39 (n=1.49) нашли в России очень широкое применение. Эти линзы по своим оптическим характеристикам близки к стеклу.

Основными преимуществами CR 39 являются:

Поликарбонатные линзы/ Поликарбонат известен относительно давно - с 1955 г., однако его широкое использование в оптике началось лишь в последнее время после значительного улучшения его характеристик. Этот материал был разработан для использования в космосе: из него изготавливали колпаки гидрошлемов, скафандров и иллюминаторы для космических кораблей "Шаттл" и "Буран".

Поликарбонат обладает рядом свойств, играющих важную роль в оптике:

Асферический дизайн линзы. Поверхность асферической линзы не имеет сферической формы (выглядит более плоской и тонкой).

Асферическая линза, за счет более близкого расположения к глазу (менее выпуклая внутренняя поверхность линзы), позволяет избежать различных искажений (увеличение глаза, что особенно важно в линзах высоких рефракций). За счет асферического дизайна нет «плавающего» эффекта (четкость изображения одинакова и в центре, и по краям линзы).