光學玻璃知識介紹課件

光學玻璃1內容介紹前言玻璃種類無色光學玻璃主要光學玻璃廠家及產品其他常用光學玻璃一些實例2

光學材料是光學儀器的最重要組成部分，而光學材料是光學零件加工的對象。光學材料有光學玻璃、光學晶體和光學塑料等。一、光學玻璃組成光學玻璃與普通玻璃的主要區(qū)別：關系玻璃具有高度透明性、物理及化學上的高度均勻性以及特定和精確的光學常數。光學玻璃含有元素周期表中的大部分元素，只是組成和含量不同而已。通常光學玻璃的主要成分是二氧化硅，又稱石英砂，熔煉玻璃時都要加入其他物質以改善玻璃的性能和滿足關系系統(tǒng)成像的需要。如加入Al2O3可以提高玻璃化學穩(wěn)定性和機械強度；加入氧化鉛和氧化鋇可以增大玻璃折射率，但化學穩(wěn)定性降低；加入氧化鈉可以降低熔煉溫度；此外還可根據需要加入其他多種氧化物。前言3二、物理特性1、玻璃物質形態(tài)玻璃并非嚴格意義上的固體，玻璃熔煉體在冷卻過程中沒有確定的固化溫度，玻璃保留了液態(tài)分子無規(guī)則排列的結構，即低溫的固態(tài)保留了高溫液態(tài)的無定性結構，稱為玻璃態(tài)。2、玻璃的物理特性各向同性：玻璃的性質如硬度、彈性模數、折射率等在各向測得的數值相同介穩(wěn)狀態(tài)玻璃從熔融態(tài)向固態(tài)轉化過程是連續(xù)可逆的5玻璃種類特種玻璃：光學玻璃

石英玻璃玻璃纖維玻璃管（棒）材

工藝玻璃

顯象管玻璃

絕緣子玻璃

醫(yī)用玻璃

眼鏡玻璃

水晶玻璃

超薄玻璃

燈具玻璃

等等

深加工玻璃：鋼化玻璃

防彈玻璃

夾層玻璃

汽車玻璃

鏡片玻璃

鍍膜玻璃

噴雕彩繪玻璃

夾絲玻璃

熱融玻璃

防火玻璃

吸熱玻璃

熱反射玻璃

透紫外玻璃

光致變色玻璃

等器皿玻璃：玻璃瓶罐

玻璃杯（盆）玻璃餐具

儀器玻璃等

浮法玻璃格法、平板、壓延玻璃6一些玻璃圖片光學玻璃棒濾光片光學玻璃7剛化玻璃8光纖浮法玻璃10一、光學玻璃分類命名光學玻璃種類繁多，絕大多數是無色光學玻璃，光學玻璃命名主要指無色光學玻璃光學玻璃品種及牌號，各國及各個玻璃生產廠家都有自己的品種分類及牌號表示方法，大多以拉丁字母作為品種標志，如K、ZK、F等，品種之后附有牌號標志（我國國家標準以阿拉伯數字表示序號）。按照各國的分類方法，光學玻璃按阿貝系數大小分為冕牌、火石玻璃兩大類，大致的分界線為γ=50；國內以K代表冕牌玻璃，F代表火石玻璃。在冕牌及火石兩類玻璃之下，根據折射率高低、化學成分不同，又派生出其他小類12光學玻璃牌號：每種光學玻璃牌號按其所屬的玻璃類別名稱的代號加序號組成。另外，還用六個數值做代碼來表征每一個牌號，其中前三位數值表示該牌號玻璃折射率小數點后三位數，后三位數值表示該牌號玻璃的阿貝數。例如：H-K9L，nd=1.51680，υd=64.20，則其代碼為：517642無鉛、砷、鎘玻璃牌號：無鉛、砷、鎘及其它放射性元素的玻璃牌號，用“H”加“—”作為前綴表示，例如：H-K9L。14領域圖15玻璃牌號16二、無色光學玻璃的質量指標1、折射率一般玻璃廠家材料參數表都給出了很多條光譜線的折射率例如：成都光明給了7條光譜線折射率：OHARA給了9條光譜線折射率：

光譜線元素波長(nm)光譜線元素波長(nm)汞紫線hHg404.66氦黃線dHe587.56汞藍線gHg435.84氫紅線CH656.27鎘藍線FCd480.00氦紅線rHe706.52汞綠線eHg546.07光譜線元素波長(nm)光譜線元素波長(nm)iHg365.015dHe587.56hHg404.656He-NeHe-Ne632.8gHg435.835CH656.27FCd486.13A’K768.19eHg546.07172、色散和阿貝數中部色散為nF-nC或nF’-nC’色散系數（即阿貝數）υd定義如下：

υd

=（nd

–1)/(nF-nC)另一色散系數

υe=（ne

–1)/(nF’-nC’)18同一批玻璃中折射率和色散系數的一致性203、光學均勻性：是指同一塊玻璃內部折射率變化的不均勻程度215、光吸收系數是指光通過任何物質時，一部分光能被介質所吸收。玻璃雖是透明物質，也有吸收，只是他的吸收系數比非透明物質小很多。236、條紋度條紋度是指因折射率顯著不同而造成的透明的、絲狀的疵病程度。條紋屬于光學玻璃內部化學成分上的不均勻，產生的原因是在熔煉過程中各種成分混合和攪拌不均勻造成

24三、無色光學玻璃特性26主要廠家及產品27光學玻璃主要生產廠家國內：成都光明國際：SchottHoyaOhara各個廠家對所生產的各種牌號玻璃的成分和工藝是嚴格保密的。根據折射率與色散系數，各廠家的大部分玻璃牌號可以替代，但它們的物理、化學特性未必相同。同樣牌號的玻璃，不同廠家代表的光學常數未必相同，比如成都光明的F1相當于schott、Hoya的F5和Ohara的PBM1，而schoot、Hoya的F1相當于成都光明的F1328SCHOTT——CDGM——HAYO——OHARANEWHUAGUANG——SCHOTT——HAYO——OHARAPILKINGTON——SCHOTT——OHARA30SCHOTTHAYOOHARA主要玻璃廠家玻璃材質表其它31其他光學玻璃32有色光學玻璃，亦稱為光學濾光玻璃：能選擇地透過特定波長的光線；或透過連續(xù)光譜中一定寬度的光譜范圍的光線；或均勻地減弱白光的光譜等。融石英玻璃（FS）：優(yōu)良的光譜特性、耐高溫、熱膨脹系數小（普通玻璃的1/10-1/20）、化學穩(wěn)定性好、機械性能高特種光學玻璃耐輻射玻璃防輻射玻璃透紅外和透紫外玻璃33有色玻璃（濾光玻璃）3435融石英光學玻璃

——Corning7980

——國內的融石英玻璃

牌號名稱應用波長（nm）

JGS1遠紫外光學石英玻璃185——2500

JGS2紫外光學石英玻璃220——2500

JGS3紅外光學石英玻璃260——350036一些實例下面的這些案例是我個人接觸的一些實例，供大家參考：

案例1：C-Lens曾經由于變更材料引起客戶產品出現管裂的一個大異常通常C-Lens使用的材料是SF11；那次異常是由于將材料換成了N-SF11；這兩種材料的熱膨脹系數存在較大差異；案例2：A計劃的一個產品分件（K9材料PBS）剛開始透射光束背離指標經常出現異常，同一批拋光的產品有些非常好（＜5″），而有些很差（1′~3′）后來通過多方面找原因才發(fā)覺是由于膠合的兩片玻璃材料的折射率誤差引起的。自從發(fā)覺這個問題后將K9材料PBS透射光束背離指標做到＜10″是很容易的事情。37

案例3：光學車間曾經多次加工ZF4棱鏡（材料是程度光明）由于ZF4材料非常易潮解，易腐蝕，當時前兩個定單都出現了潮解的異常。后面有建議客戶將材料換成ZF4對應的SCHOTT的N-SF10，N-SF10材料穩(wěn)定性比K9還好，可是送樣客戶使用后發(fā)覺N-SF