会社のニュース 光学レンズ加工のための材料の紹介

光学レンズ加工用材料の紹介

光学レンズは、光の進行方向を調整したり、光を集中させたり拡散させたりするために、反射、屈折、吸収などの光学現象を利用する透明な光学部品です。光学機器や写真機器など、さまざまな分野で広く使用されています。レンズの性能と品質にとって、原材料の選択は非常に重要です。

光学レンズの原材料には、主に無色光学ガラス、着色光学ガラス, 赤外線光学材料、結晶材料、ガラス質材料、プラスチック材料などがあります。これらのうち、光学ガラスは光学レンズ製造の主要な原材料であり、樹脂やポリカーボネートなどの材料も光学レンズの製造にますます使用されています。

無色光学ガラス には、一般的にクラウンガラス（例：K9）とフリントガラスが含まれます。K9のようなクラウンガラスは、特定の屈折率とアッベ数を持っており、高い光透過率、低い分散性、優れた光学均一性を特徴としています。カメラレンズや望遠鏡レンズなど、さまざまな高精度光学レンズの製造に一般的に使用されています。

着色光学ガラス は、一般的に特定の金属酸化物（例：鉄、コバルト、ニッケル、クロム、マンガン）を添加してガラスの色を調整し、特定の波長の吸収を強化し、透明度を向上させることによって製造されます。または、希土類酸化物（例：ネオジム、ユーロピウム、ガリウム、テルビウム、ガドリニウム、エルビウム、ジスプロシウム）を添加して透明度と品質を向上させ、スペクトル分離やフィルタリングなどの機能を可能にすることもできます。特殊な染料を使用して、優れた光学性能を維持しながら特定の色を与えることもできます。

着色光学ガラス は、カットオフタイプ、選択吸収タイプ、ニュートラルタイプなどに分類できます。たとえば、カットオフガラスは、カットオフ波長に基づいて命名され、JB490は、カットオフ波長が490nmの金色ガラスを示します。

赤外線光学材料、中赤外線帯域のものなどには、IRG1XXシリーズ（例：IRG101、IRG102）などの一般的なグレードが含まれます。各材料は、屈折率、密度、透過帯域などの特定のパラメータを持っています。赤外線光学ガラスグレードの命名には、通常、透過帯域とシーケンス番号が含まれます。たとえば、IRG203は、シーケンス番号03の遠赤外線帯域用の赤外線光学ガラスを示します。

結晶材料加工
平面光学製品の場合、K9ガラスは、センサーやビューポート用の保護窓ガラスの製造によく使用されます。材料の選択では、透過特性と機械的性能を考慮する必要があります。このような製品は、時計の風防ガラス、スマートフォンのカバーガラス、および機器の窓に広く使用されています。

1. フッ化カルシウム（CaF₂）：
   UV（250 nm）からIR（9 μm）までの優れた透過性を提供し、UVからIRまでのスペクトル用途の窓、プリズム、レンズに一般的に使用されます。その研磨された表面は、低吸収で非常に安定しており、高出力レーザーシステムに適しています。

1. フッ化マグネシウム（MgF₂）：
   電気光学加熱下で紫色の蛍光を発します。その結晶は、特にUVおよびIRスペクトルに対して優れた偏光を提供します。光学レンズの反射防止コーティングによく使用され、グレアを軽減し、画像品質を向上させます。

1. サファイア：
   優れた熱的、電気的、誘電特性、耐薬品性、高温耐性、優れた熱伝導率、高い硬度、およびIR透過性を備えています。IR透過窓（例：暗視カメラ）、衛星/宇宙機器、高出力レーザー窓、プリズム、レンズ、UV/IR窓、および極低温観察ポートなどのコンポーネントの代替光学材料としてよく使用されます。航空宇宙用の高精度機器に広く適用されています。

さらに、結晶材料であるゲルマニウム（Ge）とシリコン（Si）は、伝統的な意味での「ガラス」ではありませんが、光学レンズ製造において重要な役割を果たしています。特に赤外線光学システムにおいて、高い透明性と優れた物理的特性を提供します。

コーティング材料
コーティングプロセスには、特定の原材料が必要です。コーティングの主な目的は、透過率の向上や反射の低減など、光学性能を向上させることです。一般的なコーティング材料には、酸化ケイ素や酸化ジルコニウムなどの無機化合物が含まれます。これらの材料は、光学特性を向上させる界面を形成するために、異なる屈折率を提供します。高度なコーティング技術は、反射防止コーティングやビームスプリッティングコーティングなど、特定の光学効果を実現できます。

プラスチック材料

• 樹脂：
  軽量性、加工の容易さ、低コストなどの利点があり、眼鏡レンズやカメラレンズに広く使用されています。特殊な添加剤とコーティングにより、耐摩耗性、耐傷性、UV保護を強化できます。

• ポリカーボネート：
  高い光透過率、耐衝撃性、耐摩耗性を特徴としています。スポーツゴーグル、安全メガネ、および高い耐久性が必要なその他のレンズによく使用されます。

要約すると、さまざまな光学レンズ材料はそれぞれ独自の利点と用途を持っています。メーカーは、レンズの種類、性能要件、コスト、およびその他の要因に基づいて材料を選択し、高品質な生産を保証します。技術の継続的な進歩と新しい材料の出現により、光学レンズの原材料と製造プロセスは進化し続けます。