09/06/2017
KACA OPTIS
Sepintas lalu kaca optis terlihat sama seperti kaca biasa, kedua-duanya nampak sama bening tembus pandang, tapi kenyataanya diantara kedua jenis kaca tersebut besar sekali perbedaanyakarena kaca yang memenuhi syarat untuk dijadikan kaca optis, harus dirancang secara khusus dengan syarat-syarat yang ketat, disertai dengan sifat khas: bebas warna, tebus pandang sempurna, homogen semurna, isotopik, dan memiliki konstan optis tertentu. Kaca biasa pada umumnya mengandung warna semu biru sebagai akibat kandunga elemen-elemen besi. Sedangkan syayat bebas warna pada kaca optis penting sekali, karena warna dapat mengurangi volume cahaya yang melaluinya, disebabkan terserap olehnya. Struktur utama kaca optis terdiri dari silika (pasir) yang kemurniaanya mencapai 99,999% mesalnya pasir jena (terkenal dengan produk “jena glass”) di jerman, dan Prefektur fukushima di jepang. Sedangkan material campurannya adalah asam bor, barium karbonat, tantalum oxide, germanium dioxide, dan kemudian ditemukan campuran lebih canggih dengan thorium, zirkonium, dan lanthanum.
Kaca optis harus memiliki konstan optis pada semua bagian lensa, danjuga harus tetap konstan sekalipun arah sinar yang memancar berubah. Konstan optis ini disebut “homogenitas”, dan penyimpangan yang menyebabkan berubahnya arah sinar tersebut “keisotopikan” (isotopicity).
Dalam upaya mengurangi refraksi abnormal sebagian, material kaca diagitasi di dalam bejana peluluh agar homogen sempurna. Sekalian demikian, beberapa bagian dari ketidakrataan yang disebut “stiria” (striae, garis teracak), akan menyebabkan hanya sekitar 40% dari seluruh volume di dalam bejana peluluh yang dapat terpakai sebagai kaca optis. Kini dengan teknik lebih canggih pun peningkatannya baru dapat mencapai 50%.
Bila pembebasan warna dari material kaca terlalu cepat, dapat menyebabkan distorsi, membangkitkan jumlah index bias beragam yang berbeda dengan arah terpancarnya sinar, akibatnya kaca tidak isotopik. Untuk menghindari hal ini, material kaca optisharus di panasi ulang hingga mencapai batas pelunakan, disaat yang sama berbagai gas akan larut atau terusir keluar. Dari dapur pemanas dengan perlahan-lahan dikeluarkan melalui semacam ban berjalan, sambil diinginkan dibentuk menjadi batangan kaca bundar panjang. Proses ini membutuhkan waktu sekitar 10 jam. Setelah membeku, silinder kaca tersebut siap dipotong-potong sesuai ukuran yang dikehendaki, kemudian diseleksi satu persatu untuk dipilih yang memenuhi syarat saja untuk dijadikan bentuk lensa, lalu kembali dimasukkan ke dapur pemanas agar dapat dicetak menjadi bentuk cakram. Sekeluarnya dari oven harus dilakukan proses pendinginan yang cermat baru setelah itu di buat menjadi berbagai bentuk dan ukuran elemen dasar lensa.
Kaca optis yang dibuat dengan proses ini mempunyai index bias (index refraksi) dan index dispersi yang ditentunkan. Disesuaikan untuk pembuatan lensa, pada kaca optis secara umum dibutuhkan toleransi index bias sekitar 0,00050: dan index dispersi 0,8 satuan abbe. Bagi tipe-tipe lensa tertentu dibutuhkan toleransi lebih lembut dari itu. Tanpa persyaratan di atas terpenuhi, kaca optis tidak dapat di pakai, dan juga tidak dapat disebut sebagai kaca optis.
Berbagai macam kaca optis
Hingga saat ini jenis kaca optis yang sudah di ciptakan terdapat lebih dari pada 200 macam.
Untuk mendesain sebuah lensa yang baik, ketajaman gambar sempurna, bebas dari cacat-cacat optis, dibutuhkan berbagai jenis kaca optis, ialah jenis-jenis brindex bias dan kadar dispersi yang berbeda. Pada beberapa tipe kaca optis yang dipergunakan, harus memiliki index refraktif tinggi dengan dispersi rendah, sedangkan jenis lain menghendaki index bias rendah dengan daya pancar tinggi. Dengan cara demikian mutu lensa dapat dipertinggi.
Penciptaan lensa bermutu tinggi dengan kaca optis jenis lama tidak dapat dilakukan. Tetapi disekitar tahun 1890, ditemukan kaca optis jenis baruyang mengandung sejumlah besar barium. Para ahli optis mengembangkannya dengan mencampurkan material lain, misalnya ‘ramuan’ yang disebut ‘BaK’ (barium kranz, atau barium kron/crown). “BaF” (barium flint), dan “SK” (schwar kranz atau heavy crown). Lensa-lensa jenis itu dikembangkan bersama-sama antara ernst abbe dari carl zeiss dan otto schott . tipe kaca yang dipakai disebut “kaca jena” (jena glass), yang daripadan diciptakan lensa yang amat terkenal sampai sekarang : tessar. Kendati demikian, tidak berarti perkembangan kearah terciptanya lensa-lensa yang sempurna menyusul dengan sendirinya, karean perbaikan mutu dalam merancang lensa, tetap masih terkendala oleh ketiadaan jenis-jenis kaca optis yang dibutuhkan, sedangkan pengembangan mutu lensa harus didukung oleh mutu kaca optis yang tinggi.
by Leo Nardi
