光学玻璃知识介绍
5、光吸收系数
是指光通过任何物质时,一部分光能被介 质所吸收。玻璃虽是透明物质,也有吸收,只是他 的吸收系数比非透明物质小很多。
6、条纹度
条纹度是指因折射率显著不同而造成的透明的、 丝状的疵病程度。条纹属于光学玻璃内部化学成分 上的不均匀,产生的原因是在熔炼过程中各种成分 混合和搅拌不均匀造成
• 7、气泡度
• 玻璃中的气泡是指包含在玻璃内部的气体,它是由于 玻璃在熔炼的过程中气体来不及逸出或很难排除而产 生。
• 气泡的危害较大,会使光线发生散射或产生杂光,引 起光能损失、降低成像质量。
三、无色光学玻璃特性
光学玻璃性能一览表 序号 玻璃牌号 RC(S)
1
FK1
3
2
FK2
3
3
QK1
2
4
QK2
1
5
QK3
2
元素 Hg Hg Cd Hg
波长(nm) 404.66 435.84 480.00 546.07
光谱线 氦黄线d 氢红线C 氦红线r
元素 He H He
波长(nm) 587.56 656.27 706.52
OHARA给了9条光谱线折射率:
光谱线
元素
波长(nm)
光谱线
i
Hg
365.015
d
h
Hg
404.656
υe = (n e – 1)/(nF’-nC’)
折射率、色散系数与标准数值的允许差值
同一批玻璃中折射率和色散系数的一致性
3、光学均匀性:是指同一块玻璃内部折射率变化的不均 匀程度
4、应力双折射
玻璃在没有受到应力作用时是各向同性的,但由于 玻璃的加热或冷却过程不均匀就会产生应力,使玻 璃失去各向同性的性质,在光学上引起双折射现象。
滤光片
刚化玻璃
夹层玻璃 防火玻璃
彩色玻璃棒
光纤
浮法玻璃
无色光学玻璃
一、光学玻璃分类命名
•
光学玻璃种类繁多,绝大多数是无色光学玻璃,
光学玻璃命名主要指无色光学玻璃
•
光学玻璃品种及牌号,各国及各个玻璃生产厂
家都有自己的品种分类及牌号表示方法,大多以拉
丁字母作为品种标志,如K、ZK、F等,品种之后
• 深加工玻璃:钢化玻璃 防弹玻璃 夹层玻璃 汽车玻璃 镜 片玻璃 镀膜玻璃 喷雕彩绘玻璃 夹丝玻璃 热融玻璃 防火 玻璃 吸热玻璃 热反射玻璃 透紫外玻璃 光致变色玻璃 等
• 器皿玻璃:玻璃瓶罐 玻璃杯(盆)玻璃餐具 仪器玻璃 等 • 浮法玻璃 • 格法、平板、压延玻璃
光学玻璃棒
一些玻璃图片
光学玻璃
He-Ne
g
Hg
435.835
C
F
Cd
486.13
A’
e
Hg
546.07
元素 He He-Ne H K
波长(nm) 587.56 632.8 656.27 768.19
2、色散和阿贝数 中部色散为nF-nC或nF’-nC’ 色散系数(即阿贝数)υd 定义如下:
υd = (n d – 1)/(nF-nC) 另一色散系数
• 光学玻璃牌号:
每种光学玻璃牌号按其所属的玻璃类别名称的代号 加序号组成。另外,还用六个数值做代码来表征每一 个牌号,其中前三位数值表示该牌号玻璃折射率小数 点后三位数,后三位数值表示该牌号玻璃的阿贝数。
例如:H-K9L, n d=1.51680, υd =64.20,则其 代码为:517642
6
K1
1
7
K2
1
8
K3
1
9
K4
110K5111K6
1
12
K7
1
13
K8
2
14
K9
2
15
K10
1
16
K11
1
17
K12
1
18
K16
1
19
UK9
定和精确的光学常数。光学玻璃含有元素周期表中
的大部分元素,只是组成和含量不同而已。
•
通常光学玻璃的主要成分是二氧化硅,又称石
英砂,熔炼玻璃时都要加入其他物质以改善玻璃的
性能和满足关系系统成像的需要。如加入Al2O3可 以提高玻璃化学稳定性和机械强度;加入氧化铅和 氧化钡可以增大玻璃折射率,但化学稳定性降低; 加入氧化钠可以降低熔炼温度;此外还可根据需要 加入其他多种氧化物。
附有牌号标志(我国国家标准以阿拉伯数字表示序
号)。
•
按照各国的分类方法,光学玻璃按阿贝系数大
小分为冕牌、火石玻璃两大类,大致的分界线为
γ=50;国内以K代表冕牌玻璃,F代表火石玻璃。
•
在冕牌及火石两类玻璃之下,根据折射率高低、
化学成分不同,又派生出其他小类
• 无色光学玻璃分类
根据折射率n d和色散系数υd 在n d -υd 领域图 中的位置和玻璃的组成,无色光学玻璃按下表分为16 类
• 无铅、砷、镉玻璃牌号:
无铅、砷、镉及其它放射性元素的玻璃牌号,用 “H”加“—”作为前缀表示,例如:H-K9L。
• 领域图
• 玻璃牌号
二、无色光学玻璃的质量指标 1、折射率 一般玻璃厂家材料参数表都给出了很多条光谱线的折射率 例如:成都光明给了7条光谱线折射率:
光谱线 汞紫线h 汞蓝线g 镉蓝线F 汞绿线e
态的无定性结构,称为玻璃态。
• 2、玻璃的物理特性
•
各向同性:玻璃的性质如硬度、弹性模数、折
射率等在各向测得的数值相同
•
介稳状态
•
玻璃从熔融态向固态转化过程是连续可逆的
玻璃种类
• 特种玻璃:光学玻璃 石英玻璃 玻璃纤维 玻璃管(棒) 材 工艺玻璃 显象管玻璃 绝缘子玻璃 医用玻璃 眼镜玻 璃 水晶玻璃 超薄玻璃 灯具玻璃 等等
内容介绍
• 前言 • 玻璃种类 • 无色光学玻璃 • 主要光学玻璃厂家及产品 • 其他常用光学玻璃 • 一些实例
前言
•
光学材料是光学仪器的最重要组成部分,而光
学材料是光学零件加工的对象。光学材料有光学玻
璃、光学晶体和光学塑料等。
• 一、光学玻璃组成
•
光学玻璃与普通玻璃的主要区别:关系玻璃具
有高度透明性、物理及化学上的高度均匀性以及特
(3)主要的反应方程式:
高温
Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑
高温
CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2↑
• 二、物理特性
• 1、玻璃物质形态
•
玻璃并非严格意义上的固体,玻璃熔炼体在冷
却过程中没有确定的固化温度,玻璃保留了液态分
子无规则排列的结构,即低温的固态保留了高温液
•
以二氧化硅SiO2为主要成分的玻璃属于硅酸盐
玻璃,以三氧化二硼B2O3为主要成分的属于硼硅酸
盐玻璃,以五氧化二硼P2O5为主要成分的属于磷酸
盐玻璃。
• 一般常用的光学玻璃是硅酸盐玻璃:
(1)含有Na2SIO3,CaSiO3和 SiO2 ,主要成分是 SiO2,玻璃态物质,没有固定的熔点
(2)主要反应材料:石灰石,纯碱,石英