บทนำเกี่ยวกับเลนส์โพลาไรซ์

เมื่ออากาศร้อน ผู้คนจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ เลือกสวมแว่นกันแดดเพื่อปกป้องดวงตา แว่นกันแดดที่นิยมใช้กันทั่วไปแบ่งออกเป็นแบบเลนส์สีและแบบเลนส์โพลาไรซ์ ไม่ว่าจะเป็นผู้บริโภคหรือธุรกิจ แว่นกันแดดแบบเลนส์โพลาไรซ์ก็ไม่ใช่เรื่องแปลกใหม่

นิยามของการแบ่งขั้ว
การโพลาไรเซชัน หรือที่รู้จักกันในชื่อแสงโพลาไรซ์ หมายถึงแสงที่มองเห็นได้เป็นคลื่นตามขวาง โดยทิศทางการสั่นของแสงจะตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจาย ทิศทางการสั่นของแสงธรรมชาติจะเปลี่ยนแปลงได้ในระนาบที่ตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจาย แต่สำหรับแสงโพลาไรซ์ ทิศทางการสั่นของแสงจะถูกจำกัดอยู่ในทิศทางเฉพาะ ณ ช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง

การจำแนกประเภทโพลาไรเซชัน
การโพลาไรเซชันสามารถแบ่งออกได้เป็นสามประเภท ได้แก่ โพลาไรเซชันเชิงเส้น โพลาไรเซชันเชิงวงรี และโพลาไรเซชันเชิงวงกลม โดยทั่วไปแล้ว โพลาไรเซชันที่กล่าวถึงมักหมายถึงโพลาไรเซชันเชิงเส้น หรือที่เรียกว่าโพลาไรเซชันระนาบ การสั่นของคลื่นแสงประเภทนี้จะคงที่ในทิศทางเฉพาะและไม่เปลี่ยนแปลง เส้นทางการแพร่กระจายในอวกาศเป็นไปตามเส้นโค้งไซน์ และการฉายภาพบนระนาบที่ตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายจะเป็นเส้นตรง

ระนาบที่เกิดจากทิศทางการสั่นของแสงโพลาไรซ์เชิงเส้นและทิศทางการแพร่กระจายเรียกว่าระนาบการสั่น และระนาบที่ตั้งฉากกับทิศทางการสั่นและครอบคลุมทิศทางการแพร่กระจายเรียกว่าระนาบโพลาไรซ์ การส่งผ่านแสงธรรมชาติผ่านตัวกรองโพลาไรซ์สามารถสร้างแสงโพลาไรซ์เชิงเส้นได้

หน้าที่ของการโพลาไรเซชัน
ในชีวิตประจำวัน มีแหล่งกำเนิดแสงมากมายที่ผลิตแสงที่เป็นอันตราย โดยเฉพาะแสงแดด แสงแดดปล่อยแสงออกมาสามประเภท ได้แก่ แสงที่มองเห็นได้ แสงอินฟราเรด และแสงอัลตราไวโอเลต (UV) ในบรรดาแสงเหล่านี้ แสงอัลตราไวโอเลตสามารถก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงต่อผิวหนังและดวงตาได้ แสงที่มองเห็นได้มีช่วงความยาวคลื่นตั้งแต่ 380 ถึง 780 นาโนเมตร ในขณะที่แสงอัลตราไวโอเลตแบ่งออกเป็น UVA, UVB และ UVC โดยมีความยาวคลื่นมากกว่า 310 นาโนเมตร UVA, UVB และ UVC เป็นรังสีที่เป็นอันตราย การสัมผัสกับรังสีเหล่านี้เป็นเวลานานอาจทำให้ร่างกายเสียหายได้ UVB มีผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อการมองเห็น และยังเป็น "รังสีที่ทำให้ผิวคล้ำ" อีกด้วย บริเวณมุมตาเกือบทั้งหมดดูดซับแสง UVB ประเภทนี้ ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องปิดกั้นแหล่งกำเนิดแสงนี้

เลนส์โพลาไรซ์เลนส์โพลาไรซ์มีคุณสมบัติในการกรองแสง ซึ่งช่วยป้องกันแสงที่เป็นอันตรายโดยไม่กระทบต่อการส่งผ่านแสงที่มองเห็นได้ จึงช่วยปกป้องดวงตา นอกจากคุณสมบัติพื้นฐานในการป้องกันรังสียูวีแล้ว เลนส์โพลาไรซ์ยังมีคุณสมบัติป้องกันแสงสะท้อน แสงสะท้อนจากถนน และแสงสะท้อนจากผิวน้ำ ทำให้เหมาะสำหรับการขับรถ ตกปลา เดินทาง และการใช้งานในชีวิตประจำวัน

การผลิตเลนส์โพลาไรซ์
พูดให้เข้าใจง่ายๆ ก็คือเลนส์โพลาไรซ์แว่นสายตาสั้นมีโครงสร้างคล้ายแซนด์วิช (ประกอบด้วยชั้นหน้าเป็นเลนส์กันแดด ชั้นกลางเป็นเส้นใยโพลาไรซ์ และชั้นหลังเป็นเลนส์สายตาสั้น ทั้งหมดประกบกัน) วัสดุเลนส์ที่ใช้กันทั่วไปมีดัชนีหักเห 1.50 (มี 1.60 ด้วย แต่ราคาสูงกว่า) เลนส์ค่อนข้างหนาและหนัก และหากค่าสายตาเกิน 600 องศา ทั้งความสวยงามและความสบายในการสวมใส่จะลดลงอย่างมาก ช่วงราคาของเลนส์โพลาไรซ์สำหรับสายตาสั้นค่อนข้างกว้างและขึ้นอยู่กับความเสถียรของกระบวนการผลิตและคุณภาพของผู้ผลิต

เลนส์โพลาไรซ์มีประโยชน์ในการกรองแสงที่กระจัดกระจายบางส่วน (เช่น แสงสะท้อนจากม่านบังตา) แต่คุณภาพของเลนส์นั้นแตกต่างกันอย่างมาก เลนส์โพลาไรซ์คุณภาพต่ำมีแนวโน้มที่จะหลุดลอกและแตก และหลายๆ ชนิดไม่ได้มาตรฐานทางด้านทัศนศาสตร์
วัสดุที่ใช้ทำเลนส์โพลาไรซ์
มีสี่ประเภททั่วไปเลนส์โพลาไรซ์ในท้องตลาดมีเลนส์ให้เลือก 3 ประเภท ได้แก่ เลนส์แก้ว เลนส์เรซิน เลนส์ PC และเลนส์ TAC
① เลนส์แก้ว
แม้ว่าเลนส์เหล่านี้จะทนต่อรอยขีดข่วนและมีประสิทธิภาพด้านการมองเห็นที่ดี แต่น้ำหนักและปัญหาด้านความปลอดภัยทำให้การใช้งานลดลงเรื่อยๆ
② เลนส์เรซิน
เลนส์เรซินนั้นย้อมสีได้ง่าย น้ำหนักเบา และทนทานต่อแรงกระแทก ทำให้เป็นวัสดุหลักที่นิยมใช้ในการผลิตแว่นกันแดด อย่างไรก็ตาม เลนส์เรซินมีแนวโน้มที่จะบิ่นได้ง่ายในระหว่างกระบวนการตัดขอบ และอาจก่อให้เกิดอันตรายต่อความปลอดภัยได้หากได้รับแรงกระแทกอย่างรุนแรง
③ เลนส์ TAC
TAC เป็นวัสดุโมเลกุลสูงโปร่งใสชนิดหนึ่ง เลนส์ TAC สำหรับแว่นกันแดดมีคุณสมบัติเด่น เช่น ทนต่อกรดและด่าง น้ำหนักเบา และคุ้มค่า แต่เลนส์ TAC มีความทนทานต่อการขีดข่วนต่ำและคุณสมบัติทางแสงไม่คงที่ แม้จะมีราคาถูก แต่แบรนด์ต่างประเทศที่มีชื่อเสียงส่วนใหญ่จึงเลิกใช้เลนส์ชนิดนี้ไปแล้ว
④ เลนส์ PC
เนื่องจากมีน้ำหนักเบา ให้สีที่ดี และทนทานต่อแรงกระแทกได้ดีกว่า จึงทำให้มีราคาค่อนข้างสูง
เลนส์ PC แก้ปัญหาความเค้นทรงกลมและสายตาเอียงที่เกิดจากการเสียรูปของเลนส์ TAC แบบดั้งเดิมหลังจากประกอบกรอบแล้ว เลนส์ PC มีความทนทานต่อแรงกระแทกสูงมาก (สูงกว่าเลนส์แก้ว 60 เท่า สูงกว่าเลนส์ TAC 20 เท่า และสูงกว่าเลนส์เรซิน 10 เท่า) และมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและการทหาร ในขณะเดียวกัน เลนส์ PC ก็มีน้ำหนักเบา โดยเบากว่าเลนส์เรซินทั่วไปถึง 37%

ความแตกต่างระหว่างเลนส์โพลาไรซ์และเลนส์ย้อมสี
เลนส์สีมีคุณสมบัติเพียงแค่ลดปริมาณแสง แต่ไม่สามารถกรองแสงได้ทั้งหมด สามารถลดความเข้มของแสงจ้า รังสีอัลตราไวโอเลต ฯลฯ ได้เท่านั้น และไม่สามารถป้องกันรังสีที่เป็นอันตรายเหล่านี้ได้อย่างสมบูรณ์ ในขณะเดียวกัน การลดปริมาณแสงยังส่งผลต่อการส่งผ่านแสงของเลนส์ ทำให้เกิดอันตรายต่อผู้สวมใส่ได้