
光学玻璃简介.doc
3页光学玻璃简介光学玻璃用于制造光学仪器或机械系统的透镜、 棱镜、反射镜、 窗口等的玻 璃材料包括无色光学玻璃 (通常简称光学玻璃 )、有色光学玻璃、耐辐射光学玻 璃、防辐射玻璃和光学石英玻璃等 光学玻璃具有高度的透明性、 化学及物理学 (结构和性能 )上的高度均匀性,具有特定和精确的光学常数它可分为硅酸盐、 硼酸盐、磷酸盐、氟化物和硫系化合物系列品种繁多,主要按他们在折射率(nD)-阿贝值(VD)图中的位置来分类传统 上阿贝数VD>55的玻璃定为冕(K)玻璃,阿贝数VD<55的玻璃定为火石(F)玻璃 冕玻璃一般作正透镜,火石玻璃作负透镜通常冕玻璃属于含碱硼硅酸盐体系, 轻冕玻璃属于铝硅酸盐体系, 重冕玻璃及钡火石玻璃属于无碱硼硅酸盐体系, 绝 大部分的火石玻璃属于铅钾硅酸盐体系 随着光学玻璃的应用领域不断拓宽, 其 品种在不断扩大,其组成中几乎包括周期表中的所有元素光学玻璃能改变光的传播方向, 并能改变紫外、 可见或红外光的相对光谱分 布的玻璃狭义的光学玻璃是指无色光学玻璃 ;广义的光学玻璃还包括有色光学 玻璃、激光玻璃、石英光学玻璃、抗辐射玻璃、紫外红外光学玻璃、纤维光学玻 璃、声光玻璃、磁光玻璃和光变色玻璃。
光学玻璃可用于制造光学仪器中的透镜、 棱镜、反射镜及窗口等由光学玻璃构成的部件是光学仪器中的关键性元件光学玻璃发展光学玻璃的发展和光学仪器的发展是密不可分的 光学系统新的改革往往向 光学玻璃提出新的要求, 因而推动了光学玻璃的发展, 同样, 新品种玻璃的试制 成功也也往往反过来促进了光学仪器的发展最早被人们用来制作光学零件的光学材料是天然晶体, 据称古代亚西利亚用 水晶作透镜,而在古代中国则应用天然电气石 (茶镜 )和黄水晶考古家证明公元 三千年前在埃及和我们 (战国时代 )人们已能制造玻璃但是玻璃作为眼镜和镜子 还是十三世纪在威尼斯开始的 恩格斯在 “自然辨证法” 中对此曾给予很高的评 价,认为这是当时的卓越发明之一 此后由于天文学家与航海学的发展需要, 伽 利略、牛顿、 笛卡儿等也用玻璃制造了望远镜和显微镜 从十六世纪开始玻璃已 成为制造光学零件的主要材料了到了十七世纪, 光学系统的消色差成为光学仪器的中心问题 这时由于改进 了玻璃成分,在玻璃中引入了氧化铅, 赫尔才于 1729 年获得第一对消色差透镜, 从此,光学玻璃就被分为冕牌和火石玻璃两个大类1768年纪南在法国首先用粘土棒搅拌的方法制得了均匀的光学玻璃,从而 开始建立了独立的光学玻璃制造工业。
在十九世纪中叶, 几个发达的资本主义国 家都先后建立了自己的光学玻璃工厂,如法国帕腊 -芒图公司 (1872年)、英国钱 斯公司(1848)、德国(Schott)肖特公司(1848)等十九世纪光学仪器有很大发展 第一次世界大战前夕, 德国为了迅速发展军 用光学仪器, 要求打破光学玻璃品种贫乏的限制 这时,著名物理学家阿员参加 了肖特厂的工作他在玻璃中加入了新的氧化物如 BaO,B2O3,ZnO,P2O3 等,并且研究了它他对玻璃光学常数的影响在这基础上,发展了钡冕、硼冕、锌冕 等类型玻璃, 同时也开始试制了特殊相对部分色散的燧石玻璃 在这时期内, 光 学玻璃品种有了很大的扩展, 因而在光学仪器方面出现了较完整的照相机及显微 镜物镜直至二十世纪三十年代以前,大部分工作仍在肖特厂基础上进行到 1934 年获得了一系列重冤玻璃,如德国号 SK-16(620/603)及SK-18(639/555)等到此 为止,可以认为是光学玻璃发展的一个阶段二次世界大战前后,随着各种光学仪器如航空摄影,紫外与红外光谱仪器、 高级照相物镜等的发展, 对光学玻璃又产生了新的需要 这时,光学玻璃也就相 应地有了新的发展。
1942年,美国摩莱(Morey)及以后苏联与德国的科学工作者 都相继把稀士及稀土氧化物引入玻璃中, 因而扩大了玻璃品种, 得到了一系列高 折射率低色散的光学玻璃,如德国LaK、LaF,苏联CTK及Tb①等品种系列 与此同时,也进行了低折射率大色散玻璃的研究并得到一系列氟钛硅酸盐系统的 光学玻璃,如苏联 八①-9,八①-12,德国F-16等品种由于各种新品种光学玻璃在加工或使用性能上或多或少地存在着缺陷, 因此 在研究扩展光学玻璃领域的同时, 还针对改善各种新品种光学玻璃的物理和物理化学性质以及生产工艺进行了许多工作综观以上历史发展的过程,可以预言今后光学玻璃的发展方向是:① 制得特别高折射率的玻璃 ;② 制得特殊相对部分色散的玻璃 ;③ 发展红外及紫外光学玻璃 ;④ 取代玻璃中某些不良的成分如放射性的 TH02,有毒的BcO, Sb2O3等;⑤ 提高玻璃的化学稳定性 ;⑥ 提高玻璃透明度和防止玻璃辐射着色 ;⑦ 改进工艺过程,降低新品种玻璃价格。
