科普 | 光學(xué)玻璃

【中玻網(wǎng)】關(guān)于光學(xué)玻璃的制作進(jìn)程詳見如下幾點(diǎn)：

　　出產(chǎn)光學(xué)玻璃的質(zhì)料是一些氧化物、氫氧化物、碳酸鹽,并依據(jù)配方的請(qǐng)求,引入磷酸鹽或氟化物。為了確保玻璃的透明度，有必要嚴(yán)厲控制著色雜質(zhì)的含量，如鐵、鉻、銅、錳、鈷、鎳等。配料時(shí)請(qǐng)求準(zhǔn)確稱量、均勻混合。其制作的進(jìn)程分別是熔煉、成型、退火和查驗(yàn)。

　?、偃蹮捰袉污釄彘g歇熔煉法和池窯(見窯)接連熔煉法。單坩堝熔煉法又可分為粘土坩堝熔煉法和鉑坩堝熔煉法。

　?、诔尚凸鈱W(xué)玻璃的成型法有古典破堝法、滾壓法和澆注法，但現(xiàn)在越來越廣泛地選用漏料成型（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，進(jìn)步料滴利用率和成品率。

　?、弁嘶馂榱舜筝^限地清理玻璃的內(nèi)應(yīng)力，進(jìn)步光學(xué)均勻性，有必要擬定嚴(yán)厲的退火制度，進(jìn)行精細(xì)退火。

　?、懿轵?yàn)測(cè)定的目標(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。

　　光學(xué)玻璃作為光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，必須滿足光學(xué)成象的要求。因此，對(duì)光學(xué)玻璃的質(zhì)量要求十分嚴(yán)格。光學(xué)玻璃產(chǎn)品從原料到加工制作及后期的檢驗(yàn)都十分重要！

　　玻璃是我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常接觸和使用的物品，從玻璃杯這類生活用品到玻璃幕墻一類的建筑裝飾材料，玻璃為世界文明的發(fā)展做出了非常大的貢獻(xiàn)。例如我們常常聽說的光學(xué)玻璃，常用于制造各類光學(xué)設(shè)備，性能出眾。接下來我們將簡(jiǎn)單介紹光學(xué)玻璃的質(zhì)量要求，說明常見的光學(xué)玻璃有哪幾種。

　　一、光學(xué)玻璃的質(zhì)量要求

　　光學(xué)玻璃和其它玻璃的不同之點(diǎn)在于它作為光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)組成部分,必須滿足光學(xué)成象的要求.因此,光學(xué)玻璃質(zhì)量的判定也包括某些特殊的和較嚴(yán)格的指標(biāo).對(duì)光學(xué)玻璃有以下要求:

　　一、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.

　　二、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、常見的光學(xué)玻璃都有哪些

　　1、無(wú)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(wú)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

　　2、防輻照光學(xué)玻璃

　　對(duì)高能輻照有非常大的吸收能力,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.

　　3、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(wú)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.

　　4、有色光學(xué)玻璃

　　相關(guān)概念

　　輻照

　　輻射加工，是指將電子加速器（0.2MeV~10MeV）產(chǎn)生的電子線（β射線）或放射性同位素（Cs-137或Co-60）產(chǎn)生的γ射線的能量轉(zhuǎn)移給被輻照物質(zhì)，電離輻射作用到被輻照的物質(zhì)上，產(chǎn)生電離和激發(fā)，釋放出軌道電子，形成自由基，通過控制輻射條件，而使被輻照物質(zhì)的物理性能和化學(xué)組成發(fā)生變化并能使其成為人們所需要的一種新的物質(zhì)，或使生物體（微生物等）受到不可恢復(fù)的損失和破壞，達(dá)到人們所需要的目標(biāo)。這種新的加工技術(shù)稱為輻射加工技術(shù)。比如，使高分子材料分別實(shí)現(xiàn)接枝、聚合、裂變或交聯(lián)，舒緩或發(fā)生反應(yīng)生物生長(zhǎng)，有效地殺滅害蟲、蟲卵、病菌等。

　　總結(jié)：

　　光學(xué)玻璃（optical glass），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。包括無(wú)色光學(xué)玻璃(通常簡(jiǎn)稱光學(xué)玻璃)、有色光學(xué)玻璃、耐輻射光學(xué)玻璃、防輻射玻璃和光學(xué)石英玻璃等。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，具有特定和準(zhǔn)確的光學(xué)常數(shù)。它可分為硅酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽、氟化物和硫系化合物系列。