光學(xué)玻璃材料的質(zhì)量要求 光學(xué)玻璃的生產(chǎn)加工方法

        近幾年來，人們的生活水平迅速提高，對(duì)玻璃這一材料的性能也提出了更高要求。廠家為了增強(qiáng)玻璃的安全性與藝術(shù)性，推出了不少新型玻璃產(chǎn)品，功能強(qiáng)大，十分誘人。例如可以用通斷電控制透明度的調(diào)光玻璃，相比傳統(tǒng)的磨砂玻璃更加實(shí)用。接下來請(qǐng)看光學(xué)玻璃的質(zhì)量要求與生產(chǎn)加工方法，了解它的相關(guān)信息。

一、光學(xué)玻璃材料的質(zhì)量要求

        1、特定的光學(xué)常數(shù)以及同一批玻璃光學(xué)常數(shù)的一致性

        每一品種光學(xué)玻璃對(duì)不同波長(zhǎng)光線都有規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)折射率數(shù)值，作為光學(xué)設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)的依據(jù)。所以工廠生產(chǎn)的光學(xué)玻璃的光學(xué)常數(shù)必須在這些數(shù)值一定的容許偏差范圍以內(nèi)，否則將使實(shí)際的成象質(zhì)量與設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)期的結(jié)果不符而影響光學(xué)儀器的質(zhì)量。同時(shí)由于同批儀器往往采用同批光學(xué)玻璃制造，為了便于儀器的統(tǒng)一校正，同批玻璃的折射率容許偏差要較它們與標(biāo)準(zhǔn)值的偏差更加嚴(yán)格。

        2、高度的透明性

        光學(xué)系統(tǒng)成象的亮度和玻璃透明度成比例關(guān)系。光學(xué)玻璃對(duì)某一波長(zhǎng)光線的透明度以光吸收系數(shù)Kλ表示。光線通過一系列棱鏡和透鏡后，其能量部分損耗于光學(xué)零件的界面反射而另一部分為介質(zhì)（玻璃）本身所吸收。前者隨玻璃折射率的增加而增加，對(duì)高折射率玻璃此值甚大，如對(duì)重燧玻璃一個(gè)表面光反射損耗約6%左右。因此對(duì)于包含多片薄透鏡的光學(xué)系統(tǒng)，提高透過率的主要途徑在于減少透鏡表面的反射損耗，如涂敷表面增透膜層等。而對(duì)于大尺寸的光學(xué)零件如天文望遠(yuǎn)鏡的物鏡等，由于其厚度非常大，光學(xué)系統(tǒng)的透過率主要決定于玻璃本身的光吸收系數(shù)。通過提高玻璃原料的純度以及在從配料到熔煉的整個(gè)過程中防止任何著色性雜質(zhì)混入，一般可以使玻璃的光吸收系數(shù)小于0.01(即厚度為1厘米的玻璃對(duì)光透過率大于99%)。

二、光學(xué)玻璃的生產(chǎn)加工方法

        生產(chǎn)光學(xué)玻璃的原料是一些氧化物、氫氧化物、硝酸鹽和碳酸鹽,并根據(jù)配方的要求,引入磷酸鹽或氟化物。為了保證玻璃的透明度，必須嚴(yán)格控制著色雜質(zhì)的含量，如鐵、鉻、銅、錳、鈷、鎳等。配料時(shí)要求準(zhǔn)確稱量、均勻混合。主要的生產(chǎn)過程是熔煉、成型、退火和檢驗(yàn)。

        ①熔煉　有單坩堝間歇熔煉法和池窯(見窯)連續(xù)熔煉法。單坩堝熔煉法又可分為粘土坩堝熔煉法和鉑坩堝熔煉法。不論采用何種熔煉方式均需用攪拌器攪拌，并嚴(yán)格控制溫度和攪拌，使玻璃液達(dá)到高度均勻。粘土坩堝能熔煉絕大部分冕玻璃和火石玻璃，成本低，且在玻璃的熔化溫度超過鉑的使用溫度時(shí)采用。鉑坩堝可熔煉質(zhì)量較高、對(duì)粘土坩堝有嚴(yán)重侵蝕作用的玻璃，如重冕、重鋇火石、稀土玻璃和氟磷玻璃。鉑坩堝用電加熱，一般采用硅碳棒或硅鉬棒電爐。但制造析晶傾向大、要求迅速降溫以及對(duì)氣氛有一定要求的玻璃，則可采用高頻加熱。

        60年代以來，各國相繼采用內(nèi)襯鉑的連續(xù)池窯熔煉，使光學(xué)玻璃的產(chǎn)量大大提高，質(zhì)量也好，這是目前光學(xué)玻璃生產(chǎn)工藝發(fā)展的主要趨勢(shì)。

        ②成型　光學(xué)玻璃的成型法有古典破堝法、滾壓法和澆注法，但目前越來越廣泛地采用漏料成型（用單坩堝或連熔流出料液），能直接拉棒或滴料壓型或漏料成型大尺寸的毛坯，提高料滴利用率和成品率。

        ③退火　為了更大限度地清理玻璃的內(nèi)應(yīng)力，提高光學(xué)均勻性，必須制定嚴(yán)格的退火制度，進(jìn)行準(zhǔn)確退火。

        ④檢驗(yàn)　測(cè)定的指標(biāo)有：光學(xué)常數(shù)、光學(xué)均勻度、應(yīng)力雙折射、條紋、氣泡等。