眼睛鏡片的透光率儀測(cè)試原理.docx

眼睛鏡片的透光率儀測(cè)試原理透光率一般要求可見光的波長范圍是380nm-760nm，原理上就是要測(cè)量整個(gè)波長范圍的透過率曲線，再通過加權(quán)平均的方法獲得全波段的透光率。但要在行業(yè)中，如果用積分方式實(shí)現(xiàn)就必須要用到光譜儀，這個(gè)精密昂貴的部件，所以實(shí)際上的大多數(shù)低成本的透光率測(cè)量儀都沒有用到光譜儀，而是用寬譜線的光源及寬波長響應(yīng)的接收器來實(shí)現(xiàn)，這是一個(gè)可行的方法，低成本，同時(shí)不失科學(xué)性的做法，國內(nèi)很多公司就采用了這個(gè)做法。另一種實(shí)現(xiàn)透光率的方法是利用波長在550nm附近的LED作為可見光源，用接收器接收這個(gè)波段的光強(qiáng)。這個(gè)方案就要求待測(cè)玻璃等樣品不能是彩色的，就是只能是黑白灰色，因?yàn)橹挥惺沁@個(gè)顏色的樣品，其光譜曲線才近似一條平線，用550nm的光源才有一定的代表性。鏡片材料采用透明的介質(zhì)，主要分為無機(jī)和有機(jī)二大類。在我們的日常生活還會(huì)碰到一種天然介質(zhì)水晶鏡片，這是用石英研磨制成的鏡片。古代有水晶能養(yǎng)顏明目的說法，但事實(shí)上水晶的主要成分是二氧化硅（SiO2），最大優(yōu)點(diǎn)是硬性度高且不易受潮，但紫外線及紅外線的透過率較高，而且水晶中密度不均勻，含雜質(zhì)，有條紋及氣泡等產(chǎn)生，會(huì)形成雙折射現(xiàn)象，從而影響視力。一、 無機(jī)材料-玻璃：玻璃是非常特殊的不定型材料，在常溫下呈固體，堅(jiān)硬但易碎，在高溫下具有粘性。它通常在約1500C/2700F的高溫下熔化形成氧化混合物，冷卻后成為非晶體，并保持非結(jié)晶狀態(tài)。玻璃沒有固定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，因而沒有確切的熔點(diǎn)。隨著溫度的上升，玻璃材料會(huì)變軟、粘性增加，并逐漸由固體變?yōu)橐后w，這種逐漸變化的特性我們稱之為玻璃狀態(tài)。這一特性意味著玻璃在高溫時(shí)可以被加工和鑄型。玻璃材料制成的鏡片具有良好的透光性、表面拋光后更加透明的優(yōu)點(diǎn)。（1）普通玻璃材料（1.5和1.6）：折射率為1.523的冕牌玻璃是傳統(tǒng)光學(xué)鏡片的制造材料，其中60%70%為二氧化硅，其余則由氧化鈣、鈉和硼等多種物質(zhì)混合。有時(shí)也將折射率為1.6的鏡片劃歸普通鏡片。（2）高折射率玻璃材料：經(jīng)過多年的研究，鏡片制造商已經(jīng)找到了在提高材料折射率的同時(shí)及保持低色散的方法，即在玻璃中加入新的化學(xué)元素。早在1975年就生產(chǎn)出了含鈦元素的鏡片，折射率為1.7，阿貝數(shù)為41；15年之后又生產(chǎn)出了含鑭元素的鏡片，折射率為1.8，阿貝數(shù)為34；1995年出現(xiàn)折射率為1.9的材料，加入了元素鈮，阿貝數(shù)為30，這是目前折射率最高的鏡片材料。雖然采用這些材料所制造的鏡片越來越薄，然而卻沒有減少鏡片的另一重要參數(shù)：重量。實(shí)際上，隨著折射率的增加，材料的比重也隨之增加，這樣就抵消了因?yàn)殓R片變薄而帶來的重量上的減輕。（3）染色玻璃材料：在玻璃材料中混合入一些具有特殊吸收性質(zhì)的金屬鹽后會(huì)表現(xiàn)出著色的效果，例如：加鎳和鈷（紫色），鈷和銅（藍(lán)色），鉻（綠色），鐵，鎘（黃色），金，銅和硒（紅色）等等。這些染色材料主要應(yīng)用于大規(guī)模地生產(chǎn)平光太陽鏡片或防護(hù)鏡片。一些具有特殊過濾性質(zhì)的淺色材料（棕色、灰色、綠色或粉紅色）也被用于生產(chǎn)屈光矯正鏡片，但象這種鏡片的材料現(xiàn)在的需求并不多，主要原因是由于近視或遠(yuǎn)視鏡片的中心厚度與邊緣厚度不同，從而使鏡片的顏色深淺不一致，屈光度越高，顏色差異就越明顯。（4）光致變色玻璃材料：光致變色現(xiàn)象是通過改變材料的光線吸收屬性，使材料對(duì)太陽光強(qiáng)度作出反應(yīng)的一種性質(zhì)。它的基本原則是使普通的玻璃（包括塑料光致變色材料）在紫外線輻射的影響下顏色變深，以及在周圍高溫的影響下顏色變淡，這兩個(gè)過程是可逆的，而且可能一直存在。這一現(xiàn)象是通過激活在材料中混合的光致變色物質(zhì)的分子而完成的。光致變色材料大多是灰色和棕色的，俗稱灰變和茶變，其它的顏色也可以通過專門的工藝達(dá)到。所有的眼鏡片，包括熔化雙焦點(diǎn)鏡片、漸進(jìn)鏡片都可以使用光致變色材料制造。近年來，光致變色樹脂鏡片的發(fā)展較快，材料在不斷改良，其折射率已不再局限于1.50。二、 有機(jī)材料：有機(jī)材料可以分為兩大類：熱固性材料，具有加熱后硬化的性質(zhì)，受熱不會(huì)變形，眼鏡片大部分以這種材料為主，如CR-39。熱塑性材料，具有加熱后軟化的性質(zhì)，尤其是適合熱塑和注塑，聚碳酸酯PC就是這種材料。（1）熱固性材料 1）普通樹脂材料（CR-39）：CR-39被用于生產(chǎn)眼用矯正鏡片是在19551960年，是第一代的超輕、抗沖擊的樹脂鏡片。作為光學(xué)鏡片（透光率儀），CR-39材料性質(zhì)的參數(shù)十分適宜：折射率為1.5(接近普通玻璃鏡片)、密度1.32（幾乎是玻璃的一半）、阿貝數(shù)為5859（只有很少的色散）、抗沖擊、高透光率，可以進(jìn)行染色和鍍膜處理。它主要的缺點(diǎn)是耐磨性不及玻璃，需要鍍抗磨損膜處理。樹脂鏡片可采用模式壓法加工鏡片表面的曲率，因此很適用于非球面鏡片的生產(chǎn)。 2）中高折射率樹脂材料：今天大部分的中折射率(n=1.56)和高折射率(n1.56)材料都是熱固性樹脂，其發(fā)展非常迅速。它們的折射率可以使用以下任意一種技術(shù)來增加：改變?cè)肿又须娮拥慕Y(jié)構(gòu)，例如：引入苯環(huán)結(jié)構(gòu)；在原分子中加入重原子，諸如鹵素（氯、溴等）或硫。與傳統(tǒng)CR-39相比，用中高折射率樹脂材料制造的鏡片更輕、更薄。3）染色樹脂材料：用于制造太陽眼鏡鏡片的基本上都是聚合前加入染料而制成的，特別適合大批量制造各色平光太陽鏡片，同時(shí)在材料中加入可吸收紫外線的物質(zhì)。4）光致變色樹脂材料：第一代光致變色樹脂鏡片大約出現(xiàn)在1986年，但是直到1990年第一代Transition鏡片面市后，它才真正開始普及。一種新型的光致樹脂鏡片于1993年投放市場，這種鏡片采用樹脂材料作片基，用滲透法在鏡片的凸面滲透了一層光致變色材料，然后再鍍上一層抗磨損膜，起保護(hù)和耐磨作用。這項(xiàng)工藝技術(shù)可以使鏡片的變色不會(huì)隨屈光度數(shù)的加深而出現(xiàn)鏡片中央與周圍深淺不一的情況，彌補(bǔ)了玻璃變色的不足。再加上片基是樹脂材料，輕且抗沖擊，所以這種鏡片特別適合用于各種屈光不正者使用。（2）熱塑性材料（聚碳酸酯，Polycarbonate，簡稱PC) ：熱塑性材料如PMMA早在五十年代就被首次用于制造鏡片，但是由于受熱易變形及耐磨性較差的缺點(diǎn)，很快就被CR-39所替代。其光學(xué)質(zhì)量已與其他鏡片材料相媲美。聚碳酸酯具有許多光學(xué)方面的優(yōu)點(diǎn)：出色的抗沖擊性（是CR-39的10倍以上），高折射率（ne=1.591,nd=1.586），非常輕（比重=1.20g/cm2）,100%抗紫外線（385nm)，耐高溫（軟化點(diǎn)為140C/280F）。鏡片分為如下幾類：1、亞克力鏡（ACRYLIC、有機(jī)玻璃、PMMA、甲基丙烯酸）優(yōu)點(diǎn)是透明度高，鏡面鍍層可以在反面，對(duì)反射鍍膜保護(hù)效果好，材質(zhì)硬，缺點(diǎn)是有點(diǎn)脆。2、PC聚碳酸酯鏡子（PC鏡片），基材透明度中等到比較透明，優(yōu)點(diǎn)是堅(jiān)韌性好，材質(zhì)硬偏軟，缺點(diǎn)是價(jià)格最高。3、PS聚苯乙烯鏡子(PS鏡片)，基材比較透明，材質(zhì)硬，比較脆，材料便