什么是光學(xué)玻璃,按光學(xué)特性如何分類
能改變光的傳播方向,并能改變紫外、可見或紅外光的相對(duì)光譜分布的玻璃被稱之為光學(xué)玻璃。光學(xué)玻璃是用于制造光學(xué)儀器或機(jī)械系統(tǒng)的透鏡、棱鏡、反射鏡、窗口等的玻璃材料。
目前,隨著光學(xué)、信息技術(shù)、能源、航空航天技術(shù)、生物技術(shù)等學(xué)科的迅速發(fā)展,光學(xué)玻璃由傳統(tǒng)意義上的光學(xué)儀器用成像介質(zhì)-透鏡(主要是應(yīng)用幾何光學(xué)原理進(jìn)行成像)逐漸向新的應(yīng)用領(lǐng)域迅速發(fā)展。
光學(xué)玻璃是用高純度硅、硼、鈉、鉀、鋅、鉛、鎂、鈣、鋇等的氧化物按特定配方混合,在白金坩堝中高溫融化,用超聲波攪拌均勻,去氣泡;然后經(jīng)常時(shí)間緩慢地降溫,以免玻璃塊產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。冷卻后的玻璃塊,須經(jīng)過光學(xué)儀器測(cè)量,檢驗(yàn)純度、透明度、均勻度、折射率和色散率是否合規(guī)格。合格的玻璃塊經(jīng)過加熱鍛壓,成光學(xué)透鏡毛胚。

光學(xué)玻璃具有高度的透明性、化學(xué)及物理學(xué)(結(jié)構(gòu)和性能)上的高度均勻性,具有精確的光學(xué)常數(shù)。 光學(xué)玻璃按光學(xué)特性分為如下幾種類型:
- 分類一:無色光學(xué)玻璃。對(duì)光學(xué)常數(shù)有特定要求,具有可見區(qū)高透過、無選擇吸收著色等特點(diǎn)。按阿貝數(shù)大小分為冕類和火石類玻璃,各類又按折射率高低分為若干種,并按折射率大小依次排列。多用作望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、照相機(jī)等的透鏡、棱鏡、反射鏡等。
- 分類二:防輻照光學(xué)玻璃。對(duì)高能輻照有較大的吸收能力,有高鉛玻璃和CaO-B2O2系統(tǒng)玻璃,前者可防止γ射線和X射線輻照,后者可吸收慢中子和熱中子,主要用于核工業(yè)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等作為屏蔽和窺視窗口材料。
- 分類三:耐輻照光學(xué)玻璃。在一定的γ射線、X射線輻照下,可見區(qū)透過率變化較少,品種和牌號(hào)與無色光學(xué)玻璃相同,用于制造高能輻照下的光學(xué)儀器和窺視窗口。
- 分類四:有色光學(xué)玻璃。又稱濾光玻璃。對(duì)紫外、可見、紅外區(qū)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(jī)理分為離子著色、金屬膠體著色和硫硒化物著色3類,主要用于制造濾光器。
- 分類五:紫外和紅外光學(xué)玻璃。在紫外或紅外波段具有特定的光學(xué)常數(shù)和高透過率,用作紫外、紅外光學(xué)儀器或用作窗口材料。
- 分類六:光學(xué)石英玻璃。以二氧化硅為主要成分,具有耐高溫、膨脹系數(shù)低、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)性能好等特點(diǎn),用于制造對(duì)各種波段透過有特殊要求的棱鏡、透鏡、窗口和反射鏡等。
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