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關於光學玻璃你了解多少?
來源:建築玻璃與工業玻璃    |    作者:    |    時間:2017-12-04

隨著光學與電子信息科學、新材料科學的不斷融合,作為光電子基礎材料的光學玻璃在光傳輸、光儲存和光電顯示三大領域的應用更是突飛猛進,成為社會信息化尤其是光電信息技術發展的基礎條件之一。


能改變光的傳播方向,並能改變紫外、可見或紅外光的相對光譜分布的玻璃。狹義的光學玻璃是指無色光學玻璃;廣義的光學玻璃還包括有色光學玻璃、激光玻璃、石英光學玻璃、抗輻射玻璃、紫外紅外光學玻璃、纖維光學玻璃、聲光玻璃、磁光玻璃和光變色玻璃。光學玻璃可用於製造光學儀器中的透鏡、棱鏡、反射鏡及窗口等。由光學玻璃構成的部件是光學儀器中的關鍵性元件。
1、前景

光學玻璃是光電技術產業的基礎和重要組成部分。特別是在20世紀90年代以後,隨著光學與電子信息科學、新材料科學的不斷融合,作為光電子基礎材料的光學玻璃在光傳輸、光儲存和光電顯示三大領域的應用更是突飛猛進,成為社會信息化尤其是光電信息技術發展的基礎條件之一。

隨著國內經濟持續、穩定發展,中國光學玻璃製造行業發展迅猛。由於光學玻璃製造行業以國內銷售為主,金融危機對其影響相對較小,行業依然表現出較好的增長勢頭。

2、簡介

用於製造光學儀器或機械係統的透鏡、棱鏡、反射鏡、窗口等的玻璃材料。包括無色光學玻璃(通常簡稱光學玻璃)、有色光學玻璃、耐輻射光學玻璃、防輻射玻璃和光學石英玻璃等。光學玻璃具有高度的透明性、化學及物理學(結構和性能)上的高度均勻性,具有特定和精確的光學常數。它可分為矽酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽、氟化物和硫係化合物係列。品種繁多,主要按他們在折射率(nD)-阿貝值(VD)圖中的位置來分類。傳統上nD>1.60,VD>50和nD<1.60,vd>55的各類玻璃定為冕(K)玻璃,其餘各類玻璃定為火石(F)玻璃。冕玻璃一般作凸透鏡,火石玻璃作凹透鏡。通常冕玻璃屬於含堿硼矽酸鹽體係,輕冕玻璃屬於鋁矽酸鹽體係,重冕玻璃及鋇火石玻璃屬於無堿硼矽酸鹽體係,絕大部分的火石玻璃屬於鉛鉀矽酸鹽體係。隨著光學玻璃的應用領域不斷拓寬,其品種在不斷擴大,其組成中幾乎包括周期表中的所有元素。

通過折射、反射、透過方式傳遞光線或通過吸收改變光的強度或光譜分布的一種無機玻璃態材料。具有穩定的光學性質和高度光學均勻性。

3、光學玻璃分類

無色光學玻璃

對光學常數有特定要求,具有可見區高透過、無選擇吸收著色等特點。按阿貝數大小分為冕類和火石類玻璃,各類又按折射率高低分為若幹種,並按折射率大小依次排列。多用作望遠鏡、顯微鏡、照相機等的透鏡、棱鏡、反射鏡等。

防輻照光學玻璃

對高能輻照有較大的吸收能力,有高鉛玻璃和CaO-B2O2係統玻璃,前者可防止γ射線和X射線輻照,後者可吸收慢中子和熱中子,主要用於核工業、醫學領域等作為屏蔽和窺視窗口材料。

耐輻照光學玻璃

在一定的γ射線、X射線輻照下,可見區透過率變化較少,品種和牌號與無色光學玻璃相同,用於製造高能輻照下的光學儀器和窺視窗口。

有色光學玻璃

又稱濾光玻璃。對紫外、可見、紅外區特定波長有選擇吸收和透過性能,按光譜特性分為選擇性吸收型、截止型和中性灰3類;按著色機理分為離子著色、金屬膠體著色和硫硒化物著色3類,主要用於製造濾光器。

紫外和紅外光學玻璃

在紫外或紅外波段具有特定的光學常數和高透過率,用作紫外、紅外光學儀器或用作窗口材料。

光學石英玻璃

以二氧化矽為主要成分,具有耐高溫、膨脹係數低、機械強度高、化學性能好等特點,用於製造對各種波段透過有特殊要求的棱鏡、透鏡、窗口和反射鏡等。此外,還有用於大規模集成電路製造的光掩膜板、液晶顯示器麵板、影像光盤盤基薄板玻璃;光沿著磁力線方向通過玻璃時偏振麵發生旋轉的磁光玻璃;光按一定方向通過傳輸超聲波的玻璃時,發生光的衍射、反射、彙聚或光頻移的聲光玻璃等。

4、色散分類

按色散又分為兩類:色散較小的為冕類(K),色散較大的為火石類(F)。

①冕類光學玻璃分為氟冕(FK)、輕冕(QK)、磷冕(PK)、重磷冕(ZPK)、冕(K)、重冕(ZK)、鋇冕(BaK)、鑭冕(LaK)、鈦冕(TiK)和特冕(TK)等。

②火石類光學玻璃分為輕火石(QF)、火石(F)、重火石(ZF)、鋇火石(BaF)、重鋇火石(ZBaF)、鑭火石(LaF)、重鑭火石(ZLaF)、鈦火石(TiF)、冕火石(KF)和特種火石(TF)等。它們在折射率nd與色散係數v的關係圖像(見圖)中分布在不同的領域。