Xhami optik është një xham transparent i prodhuar posaçërisht që përdoret si pjesë për instrumente optike. Ai ndryshon nga pastërtia e zakonshme dhe rritja e transparencës, uniformitetit dhe pangjyrë. Ai gjithashtu normalizon rreptësisht fuqinë e shpërndarjes dhe thyerjes. Pajtueshmëria me kërkesa të tilla rrit kompleksitetin dhe koston e prodhimit.
Histori
Mund të gjeni shumë shembuj të përdorimit të përditshëm të lenteve, për shembull, një xham zmadhues është një xham zmadhues i zakonshëm - do t'ju ndihmojë të krijoni një projektor të vogël nga një smartphone i zakonshëm, por syzet optike janë shfaqur jo shumë kohë më parë.
Lentet janë të njohura që nga lashtësia, por përpjekja e parë serioze për të krijuar xhami të ngjashëm me atë të përdorur në pajisjet moderne mund të gjurmohet në shekullin e 17-të. Pra, kimisti gjerman Kunkel në një nga veprat e tij përmendi acidet fosforike dhe borike, të cilat janë pjesë e përbërësit të qelqit. Ai foli edhe për kurorën e borosilikatit, e cila për nga përbërja është afër disa materialeve moderne. Kjo mund të quhet përvoja e parë e suksesshme në prodhimin e xhamit me veti të caktuara optike dhe një shkallë të mjaftueshme tëhomogjeniteti fizik dhe kimik.
Në industri
Prodhimi i syzeve optike në shkallë industriale filloi në fillim të shekullit të 19-të. Zvicra Gian, së bashku me Fraunhofer, prezantoi një metodë relativisht të qëndrueshme për prodhimin e xhamit të tillë në një nga fabrikat në Bavari. Çelësi i suksesit ishte teknika e përzierjes së shkrirjes me ndihmën e lëvizjeve rrethore të një shufre b alte të zhytur vertikalisht në xhami. Si rezultat, u bë e mundur të përftohej xhami optik me cilësi të kënaqshme, deri në 250 mm në diametër.
Prodhimi modern
Në prodhimin e gotave optike me ngjyra, përdoren aditivë të substancave që përmbajnë bakër, selen, ar, argjend dhe metale të tjera. Gatimi vjen nga tarifa. Ai ngarkohet në enë zjarrduruese, të cilat nga ana e tyre vendosen në një furrë xhami. Përbërja e ngarkesës mund të përfshijë deri në 40% të mbeturinave të qelqit, një pikë e rëndësishme është përputhja e përbërjes së qelqit dhe shkrirjes së qelqit. Masa e qelqit gjatë gatimit përzihet vazhdimisht me një shpatull qeramike ose platini. Në këtë mënyrë arrihet një gjendje uniforme.
Në mënyrë periodike, shkrirja merret për një mostër, e cila kontrollon cilësinë. Një fazë e rëndësishme e shkrirjes është zbardhja: në masën e qelqit, lëshimi i një sasie të konsiderueshme gazesh fillon nga substancat sqaruese që fillimisht i janë shtuar përzierjes. Flluska të mëdha formohen dhe ngrihen shpejt, duke bllokuar flluskat më të vogla që formohen në mënyrë të pashmangshme gjatë procesit të zierjes.
Më në fund, tenxheret hiqen nga furra, pas së cilësftohet ngadalë. Ftohja, e ngadalësuar me teknika të veçanta, mund të zgjasë deri në tetë ditë. Duhet të jetë uniform, përndryshe në masë mund të krijohen sforcime mekanike, të cilat shkaktojnë çarje.
Properties
Xhami optik është një material për prodhimin e lenteve. Ata, nga ana tjetër, ndahen sipas llojit në grumbullues dhe shpërndarës. Lentet grumbulluese përfshijnë thjerrëza bikonvekse dhe plano-konvekse, si dhe konkave-konvekse, të quajtura "menisku pozitiv".
Xhami optik ka një sërë karakteristikash:
- indeksi thyes i përcaktuar nga dy linja spektrale të quajtura dyshe natriumi;
- dispersion mesatar, i cili kuptohet si ndryshimi midis thyerjes së vijave të kuqe dhe blu të spektrit;
- koeficienti i dispersionit - një numër i dhënë nga raporti i shpërndarjes mesatare dhe përthyerjes.
Xhami optik me ngjyrë përdoret për prodhimin e filtrave absorbues. Në varësi të materialit, ekzistojnë tre lloje kryesore të syzeve optike:
- inorganik;
- pleksiglas (organik);
- mineral-organik.
Xhami inorganik përmban okside dhe fluoride. Xhami optik kuarci gjithashtu i përket inorganike (formula kimike SiO2). Kuarci ka thyerje të ulët dhe transmetim të lartë të dritës, karakterizohet nga rezistenca ndaj nxehtësisë. Një gamë e gjerë transparence e lejon atë të përdoret në modernetelekomunikacioni (kabllo me fibër optike, etj.), gjithashtu qelqi silikat është i domosdoshëm në prodhimin e lenteve optike, për shembull, një xham zmadhues është bërë nga kuarci.
Bazuar në silikon
Xhami silikat transparent mund të jetë si optik ashtu edhe teknik. Optike bëhet duke shkrirë kristalin shkëmbor, vetëm në këtë mënyrë fitohet një strukturë plotësisht homogjene. Në gotat opake, flluska të vogla gazi brenda materialit janë përgjegjëse për ngjyrën.
Përveç xhamit kuarci me bazë silikoni, prodhohet edhe i ashtuquajturi xham silikoni, i cili, pavarësisht bazës së ngjashme, ka veti optike të ndryshme. Qelizat e silikonit janë në gjendje të thyejnë rrezet X dhe të transmetojnë rrezatim infra të kuqe.
Xham organik
I ashtuquajturi pleksiglas është bërë në bazë të një materiali polimer sintetik. Ky material transparent dhe i fortë i përket termoplastikës dhe shpesh përdoret si zëvendësues i xhamit kuarc. Plexiglasi është rezistent ndaj shumë faktorëve mjedisorë, si lagështia e lartë dhe temperaturat e ulëta, por është shumë më i butë dhe, për rrjedhojë, më i ndjeshëm ndaj stresit mekanik. Për shkak të butësisë së tij, xhami optik organik është i lehtë për t'u përpunuar - edhe mjeti më i thjeshtë prerës metalik mund ta "marrë" atë.
Ky material është i shkëlqyeshëm për përpunim me lazer dhe i lehtë për t'u modeluar ose gdhendur. Si lente, ajo reflekton në mënyrë të përkryer rrezet infra të kuqe, portransmeton rrezet ultravjollcë dhe x-rrezet.
Aplikacion
Syzet optike përdoren gjerësisht për prodhimin e lenteve, të cilat, nga ana tjetër, përdoren në shumë sisteme optike. Një lente e vetme konvergjente përdoret si xham zmadhues. Në teknologji, lentet janë një pjesë e rëndësishme ose kryesore e sistemeve të tilla si dylbi, pamjet optike, mikroskopët, teodolitët, teleskopët, si dhe kamerat dhe pajisjet video.
Syzet optike nuk janë më pak të rëndësishme për nevojat e oftalmologjisë, sepse pa to është e vështirë ose e pamundur të korrigjohen dëmtimet e shikimit (miopia, astigmatizmi, largpamësia, shqetësimi i akomodimit dhe sëmundje të tjera). Lentet e syzeve me dioptra mund të bëhen si nga qelqi kuarci ashtu edhe nga plastika me cilësi të lartë.
Astronomi
Syzet optike janë një komponent i rëndësishëm dhe më i shtrenjtë i çdo teleskopi. Shumë hobistë montojnë refraktorët e tyre, kjo kërkon pak, por gjëja më e rëndësishme është një lente xhami plano-konveks.
Në fillim të shekullit të kaluar, u deshën disa vite për të prodhuar një lente të fuqishme astronomike, ose më mirë për të lustruar atë. Për shembull, në vitin 1982, kreu i Universitetit të Çikagos, William Harper, iu afrua milionerit Charles Yerkes me një kërkesë për të financuar observatorin. Yerkes investoi rreth treqind mijë dollarë në të, me dyzet mijë të shpenzuara për blerjen e një lente për teleskopin më të fuqishëm në planet në atë kohë. Observatori mori emrin e financierit Yerkes, dhe deri më tani ky refraktor me një diametër thjerrëz 102cm konsiderohet më i madhi në botë.
Teleskopët me diametër të madh janë reflektorë, në të cilët pasqyra është një element që mbledh dritën.
Ekziston një lloj tjetër lentesh që përdoret si në astronomi ashtu edhe në oftalmologji - xhami me sipërfaqe konveks-konkave, i cili quhet menisku. Mund të jetë dy llojesh: shpërndarje dhe grumbulluese. Në meniskun shpërndarës pjesa e skajshme është më e trashë se ajo qendrore dhe në meniskun grumbullues pjesa qendrore është më e hollë.
