Index ng Refraction ng Polycarbonate: Mga Halaga, Pagpapakalat, at Epekto sa Disenyo

Sa panahon ng prototype run ng LED panel light, pinalitan ng engineering team ang PMMA diffuser para sa isang polycarbonate na bersyon upang makakuha ng impact resistance at flame retardancy. Bumaba ng humigit-kumulang isang porsyentong punto ang ipinadalang ilaw, at ang supplier ay sinisi noong una. Ang dahilan, gayunpaman, ay hindi materyal na kalidad ngunit ang index ng repraksyon ng polycarbonate, isang numero na tahimik na namamahala sa pagmuni-muni, repraksyon, at kahusayan sa pagkuha sa halos bawat transparent na optical component.

Ang polycarbonate ay may refractive index na humigit-kumulang 1.586 sa 589 nm (ang sodium D line), ang halagang naka-print sa karamihan ng mga datasheet. Sa 632.8 nm ito ay bumaba sa humigit-kumulang 1.58132. Dahil ang index ay nasa pagitan ng PMMA (mga 1.491) at polystyrene (mga 1.59), ang PC ay nag-aalok ng lakas ng epekto na may katamtamang Fresnel reflection, isang kritikal na anggulo na malapit sa 39 degrees, at sapat na dispersion sa matter sa precision optics.

Bakit Mahalaga ang Numero na Ito sa Mga Tunay na Bahagi

Ang refractive index n ay ang ratio ng bilis ng liwanag sa vacuum sa bilis nito sa loob ng materyal. Para sa polycarbonate, ang n = 1.586 ay nangangahulugan na ang liwanag ay naglalakbay sa humigit-kumulang 1.9 x 10^8 m/s sa pamamagitan ng sheet, humigit-kumulang 37% na mas mabagal kaysa sa vacuum. Ang pagbagal na iyon ay nagbabago ng tatlong bagay sa pagsasanay:

Surface Reflection

Ang isang air-to-PC na interface ay sumasalamin sa humigit-kumulang 5.1% ng karaniwang pangyayaring liwanag sa bawat ibabaw. Nangangahulugan ang dalawang surface ng humigit-kumulang 10% na pagkawala bago mabilang ang pagsipsip, na direktang nakakaapekto sa kahusayan ng luminaire.

Kabuuang Panloob na Pagninilay

Ang liwanag na naglalakbay mula sa PC patungo sa hangin ay tumama sa kritikal na anggulo sa humigit-kumulang 39.1 degrees. Ito ay kung ano ang nagbibigay-daan sa gilid-lit light guide plates upang bitag at ipamahagi ang liwanag sa kabuuan ng isang panel.

Repraksyon sa mga Anggulo

Ang isang lens o prism na ginawa mula sa PC ay nakababaluktot sa liwanag nang higit pa kaysa sa PMMA. Kapaki-pakinabang iyon para sa mga compact na optika, ngunit pinapataas din nito ang chromatic separation sa mga white-light system.

Mga Halaga ng Reference Index sa Buong Spectrum

Isang pagkakamali na ituring ang anumang plastik bilang may isang solong refractive index. Ang PC ay dispersive: bumababa ang index habang tumataas ang wavelength. Ang mga value sa ibaba ay mga tipikal na nai-publish na reference point, at ang mga eksaktong numero ay bahagyang nag-iiba sa resin grade, additive package, at paraan ng pagsukat.

Na-publish ang PC refractive index data cluster malapit sa 1.58 hanggang 1.59 sa nakikitang hanay. Sultanova et al. (2009) ay nagbibigay ng tuluy-tuloy na dataset mula 0.437 hanggang 1.05 um; palaging kumpirmahin laban sa iyong materyal na datasheet.

Haba ng daluyong

Repraktibo index

Tala ng sanggunian

486.1 nm (F line)

~1.594

Karaniwang high-dispersion reference point

589.3 nm (d linya)

1.585 hanggang 1.586

Pinakakaraniwang binabanggit na halaga sa mga datasheet

632.8 nm

1.58132

Pagsukat ng sanggunian ng KLA/Filmetrics

656.3 nm (C line)

~1.575

Karaniwang low-dispersion reference point

Paano Pinaghahambing ang PC sa Iba Pang Optical Plastic

Kapag inihambing ang index ng repraksyon ng polycarbonate sa iba pang transparent na thermoplastics, nagiging mas malinaw ang mga trade-off ng disenyo:

Ang pagmuni-muni sa ibabaw ay kinakalkula para sa normal na saklaw sa hangin gamit ang Fresnel equation. Ang mga aktwal na halaga ay nagbabago sa wavelength, anggulo, at texture sa ibabaw.

materyal

n sa 589 nm

Numero ng Abbe

Pagninilay/ibabaw

Polycarbonate

1.586

~30

5.1%

PMMA

1.491

~58

3.9%

Polisterin

1.590

~31

5.2%

COC

1.533

~56

4.4%

PET na pelikula

1.575

~24

5.0%

Ang PMMA at COC ay may mas mababang dispersion (mas mataas na mga numero ng Abbe), kaya naman mas gusto ang mga ito para sa mga imaging lens. Ang PC at PS ay may halos magkaparehong index at dispersion, ngunit nanalo ang PC sa lakas ng impact, heat resistance, at flame-retardant na mga opsyon. Hindi gaanong mahalaga ang lower Abbe number ng PET film sa mga manipis na backlight film kung saan maikli ang optical path.

Hindi Palaging Ipinapakita ang Mga Nakatagong Datasheet ng Mga Nakatagong Sukatan

Sinasagot ng mga value ng index ng Datasheet ang unang tanong, ngunit tinutukoy ng tatlong nakatagong parameter ang pagganap sa totoong mundo.

Birefringence

Ang extruded PC ay maaaring bumuo ng molecular orientation sa panahon ng produksyon, na lumilikha ng birefringence: ang refractive index pagkatapos ay naiiba sa pamamagitan ng axis. Para sa mga display-grade light guide plate, maaari itong lumikha ng hindi pantay na liwanag. Ang pagsusubo o pagpili ng maayos na kontroladong linya ng extrusion ay nakakabawas sa epekto.

Pagdepende sa Temperatura

Ang thermo-optic coefficient ng PC ay nasa pagkakasunud-sunod na -1 x 10^-4 per K. Sa isang tipikal na indoor temperature swing na 40 K, ang index ay nagbabago ng humigit-kumulang 0.004. Iyon ay hindi nauugnay para sa mga diffuser ngunit maaaring mahalaga para sa mga interferometric system o mahigpit na pinahihintulutan na AR-coated optics.

Per-Surface Fresnel Reflection

Kinakalkula mula sa n sa normal na saklaw, ipinapakita ng pagkawala ng pagmuni-muni kung saan nakaupo ang PC sa mga karaniwang materyales:

PC 5.1%

PS 5.2%

PMMA 3.9%

COC 4.4%

PET 5.0%

Kung saan ang Refractive Index ang Nagtutulak sa Pagpili ng PC

Ang isang praktikal na paraan upang basahin ang index ng repraksyon ng polycarbonate ay sa pamamagitan ng mga application na umaasa dito. Ang pamamahagi sa ibaba ay nagpapakita kung paano karaniwang ginagamit ang mga optical-grade na PC sheet sa mga industriya ng pag-iilaw at display:

Mga LED panel light diffuser - 35%
Mga light guide plate - 25%
Mga lente at proteksiyon na bintana - 20%
Automotive lighting - 12%
Signage at display cover - 8%

Pinipili ang PC para sa impact resistance at heat tolerance nang mas madalas kaysa sa minimum na pagmuni-muni. Ang index nito ay sapat na mataas upang ma-enable ang mahusay na light extraction na may mga microstructure, kaya naman ang flame-retardant wide-temperature PC diffuser sheet ay karaniwan sa mga fixture na pinagsasama ang optical diffusion at UL-rated flammability. Para sa mas malawak na paghahambing sa antas ng materyal, tingnan ang aming diffuser materials gabay para sa LED lighting .

Gabay sa Pagpili: Paggawa gamit ang Polycarbonate Optics

Gamitin ang data ng refractive index bilang tool sa pag-screen, hindi ang huling sagot. Ang praktikal na optical na disenyo na may PC ay pinakamahusay na gumagana kapag ang index ay ginagamot kasama ng mekanikal, thermal, at pagproseso ng data.

1

Tukuyin ang wavelength

Piliin ang LED peak wavelength. Kung gumamit ng 450 nm royal blue pump, mas mataas ang index kaysa sa 589 nm; gamitin ang sinusukat na dispersion curve kapag available. Kung ang paglaban sa epekto at kalinawan ay parehong kinakailangan, an optical-grade PC transparent sheet ay ang praktikal na panimulang punto.

Shatterproof Lightweight Flame-Retardant Optical-Grade PC Transparent Sheet Manu Ang Gentle ay Shatterproof Lightweight Flame-Retardant Optical-Grade PC Transparent Sheet Supplier at Manufacturers, Wholesale Shatterproof... Tingnan ang Produkto →

2

Tantyahin ang mga pagkalugi sa Fresnel

Para sa uncoated na PC optics, bilangin ang 5.1% na reflection sa bawat surface at i-multiply sa bilang ng mga air interface. Kung ang kabuuang pagkawala ay lumampas sa badyet, isaalang-alang ang isang AR coating o isang lower-index na materyal gaya ng PMMA.

3

Suriin ang dispersion para sa imaging

Kung ang bahagi ay naglalarawan ng malawak na spectrum na puting liwanag, ang bilang ng Abbe sa paligid ng 30 ay nangangahulugan ng kapansin-pansing chromatic aberration. Ang PC ay mas angkop sa mga optika ng pag-iilaw at pag-iilaw kaysa sa mga high-end na lente ng imaging.

4

Pamahalaan ang birefringence

Para sa mga plato ng gabay na may ilaw sa gilid, pumili ng mga linya ng extrusion na may mahigpit na kontrol sa kapal at pagsusubo. A Silk-printable PC light guide plate para sa mga automotive lightbox ay isang praktikal na opsyon kapag ang naka-print na pattern ay dapat manatiling nakahanay sa malalaking lugar.

Silk-Printable PC Light Guide Plate for Automotive & Lightboxes Manufacturers, S

Silk-Printable PC Light Guide Plate para sa Automotive & Lightboxes Manufacturers, S Ang Gentle ay Silk-Printable PC Light Guide Plate para sa Mga Supplier at Manufacturer ng Automotive at Lightboxes, Wholesale Silk-Printable PC Light ... Tingnan ang Produkto →

5

Patunayan gamit ang isang refractometer

Sukatin ang papasok na materyal ayon sa ASTM D542 o ISO 489. Ang paghahambing ng sinusukat na index laban sa datasheet ay isang murang papasok na inspeksyon na nakakakuha ng mga pagpapalit ng resin bago sila umabot sa produksyon.

Pagpapanatili, Pangangasiwa, at Pagsunod para sa PC Optics

Ang polycarbonate optics ay nagpapanatili lamang ng kanilang mga optical properties kapag hinahawakan at pinapanatili nang tama. Tatlong lugar ang nararapat pansinin:

Paglilinis at Paglaban sa Solvent

Punasan ang mga ibabaw ng PC gamit ang malambot na microfibre na tela at banayad na tubig na may sabon. Ang mga solvent tulad ng acetone, benzene, at maraming degreaser ay maaaring magdulot ng stress crack o surface haze. Huwag kailanman punasan ang mainit na PC diffuser gamit ang solvent-laden na mga wipe, dahil ang mataas na temperatura ay nagpapabilis ng crazing.

UV at Weathering

Ang hindi protektadong PC ay dilaw sa ilalim ng matagal na pagkakalantad sa UV. Kung ang application ay nasa labas o malapit sa mga high-CCT LED, gumamit ng UV-stabilized na mga grado at i-verify ang pagpapanatili ng transmission pagkatapos ng pinabilis na weathering. Ang pagbabago ng refractive index na sanhi ng pagkasira ng UV ay isang late-stage warning sign; subaybayan ito kung ang bahagi ay optically critical.

Flammability at Pagsunod sa Kemikal

Para sa mga lighting fixture, kumpirmahin ang UL94 rating (V-2 o V-0) at suriin ang REACH, RoHS, at ang mga naaangkop na kinakailangan sa IEC 60598. Umiiral ang flame-retardant PC grades sa parehong transparent at diffuser form, ngunit maaaring bahagyang ilipat ng additive package ang refractive index, kaya muling i-verify ang optical data para sa mga FR grade. Para sa mga pagpipilian sa PC at PMMA na may kaugnayan sa arkitektura o gusali, tingnan ang aming gabay sa materyal para sa pagtatayo .

Ang index ng repraksyon ng polycarbonate ay hindi isang nakapirming pare-pareho upang kabisaduhin; ito ay isang input ng disenyo upang sukatin, ihambing, at i-verify. Kapag ginamit nang tama, ang isang numerong iyon ay gumagawa ng pagkakaiba sa pagitan ng isang kabit ng ilaw na nagpapadala lamang ng liwanag at isang numerong mahusay na namamahala dito.