Optik tasarım, LED aydınlatma ürünü geliştiricilerinin önüne çıkan en zorlu aşamalardan birisidir. Bu aşamada yapılan kötü bir seçim, tüm sistemin yapısını ve kalite izlenimini ciddi oranda bozabilir. LED’den çıkan ışığın açısını yaymak veya odaklamak, dolayısıyla da aydınlatılacak alandaki ışık yoğunluğunu istenilen seviyeye ulaştırmak için çoğu uygulamada, LED’in kendi üzerindeki optik yapının (birincil optik) dışında lens, reflektör veya TIR optik gibi ikincil bir optiğe daha ihtiyaç duyulur. Bu ikincil
optik cam polimetilmetakrilat (PMMA), polikarbonat (PC) ve silikon gibi çeşitli optik olarak, saydam hammaddelerden yapılabilir ve hangisinin en iyi olduğunu büyük oranda, uygulamanın gereksinimleri belirler; çünkü her birinin diğerine karşı bazı avantajları ve dezavantajları vardır. Şimdi bu avantajlara yakından bir göz atalım:
PC (Polikarbonat):
Şeffaflık ve yüksek çekme dayanımı gerektiren uygulamalar için doğal bir seçimdir. Termoplastik olduğundan, bozulmaya uğramadan çeşitli şekil ve boyutlarda yeniden şekillendirilebilir. PC ayrıca yüksek darbe direncine sahiptir. Esnektir, kimyasallara dayanıklı ve sağlamdır. PMMA’ya göre daha yüksek yumuşama sıcaklığına (130°C) sahiptir. Bu özelliklerinden dolayı genellikle otomotiv parçaları, koruyucu donanım, dijital diskler ve dış aydınlatma armatürleri gibi uygulamalarda sıklıkla kullanılır. Diğer taraftan PC, UV ışığına
maruz kaldığında yavaş yavaş sararır; bu nedenle de UV ışınlarına dayanıklı bir yüzeyle kaplanması gerekir. Çevre dostu olmaması ve yüksek maliyeti de diğer dezavantajları olarak sayılabilir.
PMMA (Polimetil Metakrilat):
Akrilik olarak da bilinen PMMA da PC gibi şeffaf bir termoplastiktir. Temel özellikleri olan yüksek geçirgenlik (PMMA:%92, PC:%89) ve yüksek çizilme direncine karşın ucuz maliyeti, onu birçok optik
uygulama için oldukça arzulanan ve kullanışlı bir malzeme haline getirir. PMMA, herhangi bir bozulma
olmadan yeniden şekillendirilebilir ve geri dönüştürülebilir. Doğal olarak UV ışığına karşı kararlıdır ve zamanla sararmaz. Lazerle kesime uygundur ancak PC’ye göre daha çok su tutma, düşük yumuşama sıcaklığı (<80°C) ve daha kırılgan yapısı gibi faktörler önemli dezavantajları olarak sayılabilir.
Silikon:
Ozon ve UV ışığına karşı yüksek dayanımı, 150°C yüksek sıcaklığa kadar bozulmaması, yüksek esneklik ve darbe dayanımı gibi PC ve PMMA’ya göre bazı avantajları olan, yeni sayılabilecek bir optik malzeme türüdür. Asitlere, bazlara, çözücülere, kimyasallara, yağlara ve suya dayanıklıdır. Düşük viskozite mikro yapısal tasarımı mümkün kılar. Esnekliği sayesinde optik yüzeyler, keskin kenarlar ve küçük yarıçaplar gibi ayrıntılı şekil ve özelliklerin, çok doğru bir şekilde uygulanabilir olması ise öne çıkan diğer artılarıdır. Tüm bu avantajlarından dolayı, dış mekan ürünlerdeki optik malzemelerin, PMMA ve PC yerine silikonun kullanılması konusunda artan bir ilgi bulunmaktadır. Özet olarak silikon, tüm aydınlatma uygulamaları için uygun çözüm olarak öne çıkıyor olsa da üretim maliyetinin yüksekliği, yaygın kullanımını kısıtlayan en önemli engel gibi görünüyor. Dış mekan ve endüstriyel uygulamalarda, darbe ve kimyasallara karşı direnç ve daha yüksek sıcaklıkta çalışabilme açısından, UV ve suya dayanım gereksinimleri (UL746C) sağlayan türde bir PC lensin, iç mekan uygulamalarında ise düşük maliyet ve geri dönüşüme uygunluk açısından PMMA lenslerin seçilmesinin şu an için en uygun tercihler olacağını söyleyebiliriz.
