ดัชนีการหักเหของโพลีคาร์บอเนต: ค่า การกระจายตัว และผลกระทบต่อการออกแบบ

ในระหว่างการสร้างต้นแบบไฟแผง LED ทีมวิศวกรได้เปลี่ยนตัวกระจาย พีเอ็มเอ็มเอ เป็นเวอร์ชันโพลีคาร์บอเนตเพื่อให้ทนทานต่อแรงกระแทกและหน่วงการติดไฟ แสงที่ส่องผ่านลดลงประมาณหนึ่งเปอร์เซ็นต์ และซัพพลายเออร์ถูกตำหนิในตอนแรก อย่างไรก็ตาม สาเหตุไม่ใช่คุณภาพของวัสดุ แต่เป็นดัชนีการหักเหของโพลีคาร์บอเนต ซึ่งเป็นตัวเลขที่ควบคุมประสิทธิภาพการสะท้อน การหักเห และการสกัดในส่วนประกอบทางแสงที่โปร่งใสเกือบทุกชิ้น

เหตุใดตัวเลขนี้จึงมีความสำคัญในส่วนที่เป็นของจริง

ดัชนีการหักเหของแสง n คืออัตราส่วนของความเร็วแสงในสุญญากาศต่อความเร็วภายในวัสดุ สำหรับโพลีคาร์บอเนต n = 1.586 หมายถึงแสงเดินทางผ่านแผ่นด้วยความเร็วประมาณ 1.9 x 10^8 เมตร/วินาที ซึ่งช้ากว่าในสุญญากาศประมาณ 37% การชะลอตัวนั้นเปลี่ยนแปลงสามสิ่งในทางปฏิบัติ:

ค่าดัชนีอ้างอิงทั่วทั้งสเปกตรัม

ถือเป็นความผิดพลาดที่จะถือว่าพลาสติกใดๆ ก็ตามมีดัชนีการหักเหของแสงเพียงตัวเดียว PC มีการกระจายตัว: ดัชนีจะลดลงเมื่อความยาวคลื่นเพิ่มขึ้น ค่าด้านล่างนี้เป็นจุดอ้างอิงที่เผยแพร่ทั่วไป และตัวเลขที่แน่นอนจะแตกต่างกันไปเล็กน้อยตามเกรดเรซิน แพ็คเกจสารเติมแต่ง และวิธีการวัดค่า

พีซีเปรียบเทียบกับพลาสติกออปติกอื่นๆ อย่างไร

เมื่อเปรียบเทียบดัชนีการหักเหของโพลีคาร์บอเนตกับเทอร์โมพลาสติกโปร่งใสอื่นๆ ข้อเสียของการออกแบบจะชัดเจนยิ่งขึ้น:

PMMA และ COC มีการกระจายตัวต่ำกว่ามาก (ตัวเลข Abbe สูงกว่า) ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงนิยมใช้เลนส์ถ่ายภาพ PC และ PS มีดัชนีและการกระจายตัวที่เกือบจะเหมือนกัน แต่ PC ชนะในด้านความทนแรงกระแทก ความต้านทานความร้อน และตัวเลือกการหน่วงไฟ หมายเลข Abbe ที่ต่ำกว่าของฟิล์ม PET มีความสำคัญน้อยกว่าในฟิล์มย้อนแสงบางๆ ที่มีเส้นทางแสงสั้น

เอกสารข้อมูลเมตริกที่ซ่อนอยู่ไม่ได้แสดงเสมอไป

ค่าดัชนีเอกสารข้อมูลจะตอบคำถามแรก แต่พารามิเตอร์ที่ซ่อนอยู่สามตัวจะกำหนดประสิทธิภาพในโลกแห่งความเป็นจริง

การสะท้อนแสง

PC ที่อัดขึ้นรูปสามารถพัฒนาการวางแนวของโมเลกุลในระหว่างการผลิต ทำให้เกิดการหักเหของแสงสองทาง: ดัชนีการหักเหของแสงจะแตกต่างกันไปตามแกน สำหรับแผ่นนำแสงเกรดจอแสดงผล อาจสร้างความสว่างที่ไม่สม่ำเสมอได้ การหลอมหรือการเลือกสายการอัดรีดที่ได้รับการควบคุมอย่างเหมาะสมจะช่วยลดผลกระทบ

การพึ่งพาอุณหภูมิ

ค่าสัมประสิทธิ์เทอร์โมออปติกของพีซีอยู่ที่ -1 x 10^-4 ต่อ K จากการแกว่งของอุณหภูมิภายในอาคารโดยทั่วไปที่ 40 K ดัชนีจะเปลี่ยนไปประมาณ 0.004 ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับตัวกระจายสัญญาณ แต่อาจมีความสำคัญกับระบบอินเทอร์เฟอโรเมตริกหรือออปติกเคลือบ AR ที่มีความทนทานสูง

การสะท้อนเฟรสต่อพื้นผิว

เมื่อคำนวณจาก n ที่อุบัติการณ์ปกติ การสูญเสียการสะท้อนจะแสดงตำแหน่งของ PC ท่ามกลางวัสดุทั่วไป:

ดัชนีการหักเหของแสงเป็นตัวขับเคลื่อนทางเลือกของพีซี

วิธีปฏิบัติจริงในการอ่านดัชนีการหักเหของโพลีคาร์บอเนตคือผ่านการใช้งานที่ต้องพึ่งพาดัชนีดังกล่าว ข้อมูลด้านล่างนี้สะท้อนถึงวิธีการใช้แผ่น PC เกรดออปติคัลโดยทั่วไปในอุตสาหกรรมแสงสว่างและจอแสดงผล:

PC ถูกเลือกสำหรับการทนต่อแรงกระแทกและความทนทานต่อความร้อนบ่อยกว่าการสะท้อนขั้นต่ำ ดัชนีของมันสูงพอที่จะแยกแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยโครงสร้างจุลภาค ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมแผ่นกระจายแสง PC ทนอุณหภูมิกว้างที่ทนไฟจึงเป็นเรื่องปกติในฟิกซ์เจอร์ที่รวมการแพร่กระจายของแสงเข้ากับความสามารถในการติดไฟตามมาตรฐาน UL สำหรับการเปรียบเทียบระดับวัสดุที่กว้างขึ้น โปรดดูของเรา คู่มือวัสดุกระจายแสงสำหรับไฟ LED .

คู่มือการเลือก: การทำงานกับเลนส์โพลีคาร์บอเนต

ใช้ข้อมูลดัชนีการหักเหของแสงเป็นเครื่องมือคัดกรอง ไม่ใช่คำตอบสุดท้าย การออกแบบออปติคอลที่ใช้งานได้จริงกับพีซีจะทำงานได้ดีที่สุดเมื่อดัชนีได้รับการปฏิบัติร่วมกับข้อมูลทางกล ความร้อน และการประมวลผล

1

กำหนดความยาวคลื่น

เลือกความยาวคลื่นสูงสุดของ LED หากใช้ปั๊มรอยัลบลูขนาด 450 นาโนเมตร ดัชนีจะสูงกว่าที่ 589 นาโนเมตร ใช้เส้นโค้งการกระจายที่วัดได้เมื่อมี หากต้องการทั้งความต้านทานแรงกระแทกและความชัดเจน แผ่นใส PC เกรดออปติคัล เป็นจุดเริ่มต้นในทางปฏิบัติ

มนูแผ่นใสพีซีเกรดออปติคอลทนไฟกันกระแทกน้ำหนักเบา Gentle เป็นซัพพลายเออร์และผู้ผลิตแผ่นโปร่งใสพีซีเกรดออปติคัลที่ทนต่อการแตกละเอียดน้ำหนักเบาขายส่ง... ดูผลิตภัณฑ์ →

2

ประมาณการการสูญเสียเฟรสเนล

สำหรับเลนส์ PC ที่ไม่เคลือบ ให้นับการสะท้อน 5.1% ต่อพื้นผิว และคูณด้วยจำนวนอินเทอร์เฟซทางอากาศ หากการสูญเสียทั้งหมดเกินงบประมาณ ให้พิจารณาการเคลือบ AR หรือวัสดุที่มีค่าดัชนีต่ำกว่า เช่น PMMA

3

ตรวจสอบการกระจายตัวของภาพ

หากชิ้นส่วนแสดงแสงสีขาวในวงกว้าง เลข Abbe ประมาณ 30 หมายถึงความคลาดเคลื่อนสีที่เห็นได้ชัดเจน พีซีเหมาะสมกับระบบแสงและการส่องสว่างมากกว่าเลนส์สร้างภาพระดับไฮเอนด์

4

จัดการการสะท้อนแสงสองทาง

สำหรับแผ่นนำแสงที่มีแสงสว่างตามขอบ ให้เลือกเส้นการอัดขึ้นรูปที่มีการควบคุมความหนาและการอบอ่อนอย่างเข้มงวด ก แผ่นนำแสง PC ที่พิมพ์ด้วยผ้าไหมสำหรับไลท์บ็อกซ์ยานยนต์ เป็นทางเลือกที่ใช้งานได้จริงเมื่อลวดลายที่พิมพ์ต้องอยู่ในแนวเดียวกันบนพื้นที่ขนาดใหญ่

ผู้ผลิตแผ่นนำแสง PC ที่พิมพ์ด้วยผ้าไหมสำหรับยานยนต์และกล่องไฟ, S Gentle เป็นแผ่นนำแสงสำหรับพีซีที่พิมพ์ด้วยผ้าไหมสำหรับซัพพลายเออร์และผู้ผลิตกล่องไฟสำหรับยานยนต์และกล่องไฟ ขายส่งไฟ PC ที่พิมพ์ด้วยผ้าไหม ... ดูผลิตภัณฑ์ →

5

ตรวจสอบความถูกต้องด้วยเครื่องวัดการหักเหของแสง

วัดปริมาณวัสดุขาเข้าตามมาตรฐาน ASTM D542 หรือ ISO 489 การเปรียบเทียบดัชนีที่วัดได้กับเอกสารข้อมูลเป็นการตรวจสอบขาเข้าที่มีต้นทุนต่ำซึ่งจะตรวจจับการทดแทนเรซินก่อนที่จะถึงการผลิต

การบำรุงรักษา การจัดการ และการปฏิบัติตามข้อกำหนดสำหรับ PC Optics

เลนส์โพลีคาร์บอเนตจะรักษาคุณสมบัติทางแสงไว้เฉพาะเมื่อมีการใช้งานและบำรุงรักษาอย่างถูกต้องเท่านั้น สามด้านที่สมควรได้รับความสนใจ:

การทำความสะอาดและความต้านทานต่อตัวทำละลาย

เช็ดพื้นผิวพีซีด้วยผ้าไมโครไฟเบอร์เนื้อนุ่มและน้ำสบู่อ่อนๆ ตัวทำละลาย เช่น อะซิโตน เบนซิน และสารขจัดคราบไขมันหลายชนิดอาจทำให้เกิดการแตกร้าวของความเครียดหรือเกิดฝ้าบนพื้นผิวได้ อย่าเช็ดตัวกระจายความร้อน PC ที่ร้อนด้วยผ้าเช็ดทำความสะอาดที่มีตัวทำละลาย เนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะเร่งให้เกิดความบ้าคลั่ง

รังสียูวีและการผุกร่อน

พีซีที่ไม่มีการป้องกันจะเป็นสีเหลืองภายใต้การสัมผัสรังสียูวีเป็นเวลานาน หากใช้งานกลางแจ้งหรือใกล้กับไฟ LED ที่มี CCT สูง ให้ใช้เกรดที่มีความเสถียรต่อรังสี UV และตรวจสอบการรักษาการส่งสัญญาณหลังจากการเร่งสภาพอากาศ การเปลี่ยนแปลงดัชนีการหักเหของแสงที่เกิดจากการเสื่อมสภาพของรังสียูวีถือเป็นสัญญาณเตือนระยะสุดท้าย ตรวจสอบหากชิ้นส่วนนั้นมีความสำคัญต่อการมองเห็น

ความสามารถในการติดไฟและการปฏิบัติตามข้อกำหนดทางเคมี

สำหรับอุปกรณ์ติดตั้งระบบแสงสว่าง ให้ยืนยันพิกัด UL94 (V-2 หรือ V-0) และตรวจสอบ REACH, RoHS และข้อกำหนด IEC 60598 ที่เกี่ยวข้อง เกรด PC ที่หน่วงไฟมีทั้งแบบโปร่งใสและแบบกระจาย แต่สารเติมแต่งสามารถเปลี่ยนดัชนีการหักเหของแสงได้เล็กน้อย ดังนั้นควรตรวจสอบข้อมูลออปติคัลสำหรับเกรด FR อีกครั้ง สำหรับตัวเลือกพีซีและ PMMA ที่เกี่ยวข้องกับสถาปัตยกรรมหรืออาคาร โปรดดูของเรา คู่มือวัสดุสำหรับการก่อสร้าง .

ดัชนีการหักเหของโพลีคาร์บอเนตไม่ใช่ค่าคงที่คงที่ในการจดจำ เป็นอินพุตการออกแบบเพื่อวัด เปรียบเทียบ และตรวจสอบ หากใช้อย่างถูกต้อง ตัวเลขหนึ่งตัวจะสร้างความแตกต่างระหว่างโคมไฟที่แค่ส่งแสงกับโคมไฟที่จัดการได้อย่างมีประสิทธิภาพ