氟磷酸盐光

学玻璃󰀁

综述󰀁

马

成义

摘要

本文对具有优

越的消二

级光谱性能的氟磷酸盐光学玻璃的国内外发展概况

作了

综

述扼要地阐述了氟磷酸盐玻璃消二级光谱的重要特性,

氟磷酸盐玻璃的结构

及特殊色

散

机理,

介

绍并评价了

氟磷酸

盐玻璃的若干

典型配方新工艺,

提出了展望

意见

引言

氟磷光学玻璃具有特殊

色散,

可消除二级光谱如,

我国

的󰀁󰀁󰀁

德国肖特󰀁󰀁󰀁󰀁

󰀁󰀁󰀂󰀁

厂

的󰀁󰀂

。。󰀁󰀂。󰀁󰀁󰀂

。󰀁

等都属于

氟

冕类光

学玻璃也

称为低折射率低

色

散类光学玻璃在光学玻璃领域图󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁。󰀁中位

于

左下角,

如图一

所示

氟磷玻璃在

长波部分相对部分色散小绿光󰀁󰀁󰀂

󰀁󰀁

󰀁

心部分

相对部

分色散

及短

波部

分相对部分色

散大,

在化学组成上属于氟磷酸

盐系统

现代科学尖端

技术的飞

跃发展,不

断地推动光学

仪器的发展,

从而对光学材料提

出了

越来

越高的要求具

有优越的消二

级光谱性能的氟冕

玻璃,

早

已被世界

各国

光学玻

璃科学工作者所重视

五十年

代初期,

人们开

始了

使用人工氟化钙󰀁又

称萤石󰀁晶体󰀁󰀁。󰀁󰀁󰀁

󰀁󰀁󰀁󰀁

,

。。󰀁󰀁󰀂󰀁󰀁

和氟化铿

󰀁󰀁。󰀁󰀁󰀁

󰀁󰀁󰀁

,。。󰀁󰀁󰀂󰀁󰀁󰀁

晶体来解决特低折射率󰀁󰀁。󰀁󰀁󰀁

󰀁󰀁

,

低

色散󰀁。。󰀁󰀁󰀁󰀂

和特殊部分色散

的问题

但由于

上述晶体本身

的弊病󰀁

潮解易碎

难加

工󰀁,

限制了

它们的应用为了

获得具有上述特性,

特别是具有优越的消二级光谱

性能的玻璃来

代替

人工晶体,必

须寻

找󰀁研制󰀁新颖的

光学材料人们比

较熟

悉的氧化

物玻璃的折射率高

色散大󰀁如󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁。󰀁

一‘

。󰀁

。。󰀁󰀁󰀁󰀁

,󰀁󰀁

。󰀁󰀁。󰀁󰀁󰀁󰀂󰀂

。。󰀁

󰀁󰀁󰀁

,󰀁󰀁

󰀁

。󰀁。󰀁󰀁󰀁󰀁

󰀁󰀁。。󰀁󰀁󰀂

等󰀁

的特点,

因

此他们不能满

足上

述的要求而氟

化物

的折射率

和色散均大大低于

氧化物,

因

此在氧化物玻璃中添

加氟化物是降

低折射率

和色散的可靠途径近年来,

氟

化物玻璃引起了

人们的广泛兴

趣特别是研制具有优越

二次光谱性能的玻璃新品种,

现成为各

国科学工作者

的迫切课题

六十年

代前,

国外对此作了

许

多工作主

要属于

实

验室的实

验工作和基础理论工

作,

这在当时的条件下

很难应

用到生产中去主

要是由于

当初这类玻璃都含有剧毒的

󰀁󰀁󰀁〔

”,

如德

国科

学家󰀁󰀁

󰀁󰀁󰀁【

,’

研究󰀁

以󰀁

󰀁󰀁

为主

体的三元系统󰀁

󰀁

一󰀁󰀂

一

󰀁󰀂

󰀁󰀁

玻璃,

其结果是󰀁

膨胀系数󰀁

二󰀁󰀂

一󰀁

󰀁󰀂󰀁󰀁󰀂

“󰀁󰀁

。,

较低的硬度󰀁

莫氏硬

度为󰀁

󰀁,

较

大的水溶解

度󰀁在空

气中潮解󰀁,

以

后孙观汉〔󰀁

’

日

本的今冈

稳〔。’

亦做了

大量工

作,

发现了以󰀁

󰀁,

为主

体的玻璃具有极易失透和不稳定

等弊

病,

故无

实用

价值为了

改变

柳脚枷

光

学玻

瑛撇荀

而下瓜又

󰀁浮

一,户峥,一一󰀁󰀁一一󰀁󰀂󰀁󰀁󰀂一一法

加和

石󰀁匆

初,󰀁己口

图一八“叨沙‘

口

氟

化物玻璃的

稳定性,

添加了

某些

氧化物,

最为有利的是磷酸盐由于

󰀁󰀁󰀁

及碱

金属

氟

化物

的一

系列缺点,

六十年

代已

逐步淘

汰了

它们,

以后

这些无被的研制工

作各国都划

为专利󰀁

‘’

由于

氟磷光学玻璃的组成是氟

化物和

磷酸盐,

使其失透性能差,

挥发性甚

大,

侵蚀性能强

等等难点,

至使成品玻璃难于

生产到󰀁󰀂

󰀁󰀁

年据国外公开

的目

录

上只有

西德󰀁肖特厂󰀁有无󰀁

󰀁󰀁

的氟

磷商品光学玻璃〔巴

’󰀁

󰀁󰀂

。。󰀁󰀁。󰀁󰀁󰀂

‘󰀁󰀁

,

但

价格昂贵,

一

般售价相当于

正常玻璃如󰀁。

售价的󰀁󰀂倍左右,

这并非因原料价格贵

所致,

而是由于

熔制

工艺上

的种种难点所致

在解决生

产氟磷光学璃璃所出现的一

系列种种难

点而发明若

干新

工艺的基础上,

发展到󰀁󰀂年该厂又

使这种玻璃的商品

质量和块度有了

新

󰀁󰀂 提高󰀁块度达到

󰀁

小󰀁󰀂

󰀁󰀁󰀁󰀁󰀂

󰀁󰀁󰀁

〔”’

七

十年代这种具有优越二次光谱性能的,

能代替氟化钙等

晶体,

消除高级光学系统

复消色差󰀁

二级光谱󰀁不可缺少的

氟冕玻璃,

已成为设计高质量光学系统,

特别是长焦

距复消

色差

镜头

所必

须的玻璃品种据󰀁󰀂

年去西德考察光学测试

的潘君

华同志介绍,

西

德物

理技术标准计量局󰀁󰀁󰀂󰀁󰀁就使

用了

肖特厂

生产的󰀁󰀂。。

氟冕玻璃制

造的口径

为

小󰀁󰀁󰀂

󰀁󰀁

焦

距为󰀁󰀂

的大型

平行光管,

这对于

高级光学系统的检测工作

是非常理想

的又

如,

美

国󰀁

󰀁󰀂

年

火星󰀁󰀁󰀁

󰀁󰀁󰀁

登陆摄影机光学系统

透镜消色差镜头似󰀁󰀂󰀁

玻璃,

日本长焦

距彩色电视摄像机镜头其质

量优越原因之一

就是采用了

类似󰀁󰀁

,

玻璃,

高空

侦

察摄影机,

乃至各种高级光学系统,

由于

它们要求消复色

差长焦距,

宽视场等都

不可

缺少󰀁󰀁

类玻璃

品种

近年来,

氟磷酸盐玻璃

作为新的激光基质玻璃材料已经

问世,

它

具有非线性折射率及闽值低的特点,

这特别为各国科

学家所重视

我国

在󰀁󰀂年代邓佩珍同志作

了这方面的一些

基础理论研究工作〔吕

’

在国外

及我国邓

佩珍

千福喜󰀁

‘’

等同志的基础理论研究工作基础上,

长春光机所米庆洲同志于󰀁󰀂

󰀁󰀁

年

开始了

这

方面

的研究工

作￡,’〔

󰀁’,

在氟磷酸盐光学

玻璃的配方挥发条纹新工艺等方

面工

作中取得

了显著

成果于󰀁󰀂

󰀁󰀁

年󰀁

月在

我国首

次试制成功了

二十

立升

容积的󰀁󰀁

󰀁

新

品种

光学玻

节仁󰀁’

,

国内其它单位如上海光机所等也同时开

展了

这方面的研究工作