光学玻璃

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光学玻璃是制造光学镜头、光学仪器的主要材料。光学玻璃必须有高度精确的折射率、阿贝数和高透明度、高均匀度。

简史[编辑]

最初用于制造镜头的玻璃,就是普通窗户玻璃或酒瓶上的疙瘩,形状类似“冠”,皇冠玻璃冕牌玻璃的名称由此而来。那时候的玻璃极不均匀,多泡沫。除了冕牌玻璃外还有另一种含铅量较多的燧石玻璃

1790年左右法国人皮而·路易·均纳德发现搅拌玻璃熔液可以制造质地均匀的玻璃。

1884年蔡司公司恩斯特·阿贝奥托·肖特德国耶拿市创建肖特玻璃厂(Schott Glaswerke AG ),在几年内研制了几十种光学玻璃,其中以高折射率的钡质冕牌玻璃(BAK)的发明为肖特玻璃厂的重要成就之一。

光学玻璃的成分[编辑]

光学玻璃是用高纯度硅、硼、钠、钾、锌、铅、镁、钙、钡等的氧化物按特定配方混合,在白金坩埚中高温融化,用超声波搅拌均匀,去气泡;然后经長时间缓慢地降温,以免玻璃块产生内应力。冷却后的玻璃块,必须经过光学仪器测量,检验纯度、透明度、均匀度、折射率色散率是否合规格。合格的玻璃块经过加热锻压,成光学透镜毛胚。

特种光学玻璃[编辑]

稀土元素光学玻璃[编辑]

1930年代美國伊士曼柯達公司發明了新的稀土元素光学玻璃,主要成分是的氧化物。稀土元素光学玻璃有很高的折射率,为光学镜头的设计开辟新的可能性,今日大孔径镜头中多有镧玻璃。早期稀土玻璃多半含有放射性,二戰結束後柯達又改良而發明無放射性稀土玻璃,沿用至今成為光學界常見的高折射率玻璃。

无铅光学玻璃[编辑]

无铅光学玻璃不含铅、砷,以N标志。

光学玻璃分类[编辑]

化学成分和光学性质相近的玻璃,在阿贝图上也分布在相邻的位置。肖特玻璃厂的阿贝图有一组直线和曲线,将阿贝图分成许多区,将光学玻璃分类;列如冕牌玻璃K5、K7、K10在K区,燧石玻璃F2、F4、F5在F区。玻璃名称中的符号:

  • F 代表燧石
  • K 代表冕牌
  • B 代表硼
  • BA 代表钡
  • LA 代表镧
  • N 代表无铅
  • P 代表磷

光学玻璃的物理参数[编辑]

  • Vd阿贝数 四位有效数字
  • nd折射率 七位有效数字
  • Ve 四位有效数字
  • ne 七位有效数字
  • 玻璃的密度. 四位有效数字
  • 玻璃的透明度.四位有效数字
  • 折射率随着温度变化的系数 三位有效数字

国际玻璃码[编辑]

国际玻璃码用九位数字表示,形式为:xxxxxx.xxx;

  • 头三位数字代表折射率nd小数点后头三位数。
  • 下三位数字代表阿贝数Vd头三位数,不计小数点。
  • 小数点后的三位数代表玻璃的密度,不计小数点[1]

例如K10玻璃

  • nd=1.50137 小数点后头三位数=501
  • Vd=56.41 头三位数,不计小数点=564
  • 密度=2.52;不计小数点=252

例如:

K10 的国际玻璃码是501564.252
N-LAK7的国际玻璃码652585.384
N-BALF5的国际玻璃码547536.261
N-KF9的国际玻璃码523515.250
N-SSK2的国际玻璃码622533.353

參考資料[编辑]

  1. ^ Schott Optical Glass Pocket Cataloque 2011 p70

參見[编辑]