光(guang)學(xue)玻璃是指能改變(bian)光(guang)的(de)(de)(de)傳(chuan)播方向,并(bing)能改變(bian)紫外、可(ke)(ke)見或(huo)紅外光(guang)的(de)(de)(de)相對光(guang)譜分布的(de)(de)(de)玻璃。光(guang)學(xue)玻璃可(ke)(ke)用(yong)于制造光(guang)學(xue)儀(yi)器(qi)中的(de)(de)(de)透(tou)(tou)鏡、棱鏡、反射鏡及窗口(kou)等。由光(guang)學(xue)玻璃構成(cheng)的(de)(de)(de)部件(jian)是光(guang)學(xue)儀(yi)器(qi)中的(de)(de)(de)關鍵性(xing)元(yuan)件(jian)。傳(chuan)輸光(guang)線的(de)(de)(de)非晶態(玻璃態)光(guang)介(jie)質材(cai)料。可(ke)(ke)用(yong)以做成(cheng)棱鏡、透(tou)(tou)鏡、濾光(guang)片等各種(zhong)光(guang)學(xue)元(yuan)件(jian),光(guang)線通過(guo)后可(ke)(ke)改變(bian)傳(chuan)播方向、位(wei)相及強度(du)等。
根(gen)據(ju)不(bu)同的要求,可把(ba)光學玻璃分為(wei)三大類:
①無色(se)(se)光學玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)——在可見及近紅(hong)外相當(dang)寬廣波段內幾乎是(shi)全透明的,是(shi)使用量較大的光學玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)。按(an)折(zhe)射(she)率(lv)和(he)色(se)(se)散的不同有上百(bai)個牌號,可分為(wei)(wei)兩個品種(zhong),即(ji)冕牌光學玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(以K代表)和(he)火(huo)(huo)(huo)石(shi)(shi)光學玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(以F代表)。冕牌玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)是(shi)硼(peng)硅酸鹽玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li),加入(ru)氧化鋁(lv)后成(cheng)為(wei)(wei)火(huo)(huo)(huo)石(shi)(shi)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)。二者的主要區別是(shi)火(huo)(huo)(huo)石(shi)(shi)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)的折(zhe)射(she)率(lv)和(he)色(se)(se)散都較大,因而(er)光譜元件多用它制造。
②耐(nai)輻射光(guang)學(xue)玻(bo)(bo)璃(li)(li)——具有無(wu)色(se)光(guang)學(xue)玻(bo)(bo)璃(li)(li)的各項性(xing)質(zhi),并能(neng)(neng)在放(fang)射性(xing)照(zhao)射下(xia)基本不改變性(xing)能(neng)(neng)。用于受γ輻照(zhao)的光(guang)學(xue)儀器,其品種及牌號與無(wu)色(se)光(guang)學(xue)玻(bo)(bo)璃(li)(li)相同。其化學(xue)成(cheng)分是在無(wu)色(se)光(guang)學(xue)玻(bo)(bo)璃(li)(li)的基礎上,添加少量二(er)氧化鈰來(lai)消除高能(neng)(neng)輻射在玻(bo)(bo)璃(li)(li)中形成(cheng)的色(se)心,使這種玻(bo)(bo)璃(li)(li)在受輻照(zhao)后(hou)光(guang)吸收變化很(hen)小。
③有色(se)光(guang)(guang)學玻璃——對某些(xie)波(bo)長的(de)(de)光(guang)(guang)具有特定吸(xi)收(shou)或透射(she)性(xing)能(neng)。亦稱濾光(guang)(guang)玻璃,有百余個(ge)品種。顏色(se)濾光(guang)(guang)片對某些(xie)顏色(se)能(neng)選擇吸(xi)收(shou),中性(xing)濾光(guang)(guang)片對所有波(bo)長的(de)(de)光(guang)(guang)的(de)(de)吸(xi)收(shou)相同,只是(shi)減低光(guang)(guang)束強度(du)而不改變其顏色(se)。干涉濾光(guang)(guang)片則是(shi)根據光(guang)(guang)的(de)(de)干涉原理(li),將不需(xu)要的(de)(de)顏色(se)反射(she)掉而不是(shi)吸(xi)收(shou)。
生產(chan)光(guang)學(xue)玻(bo)璃的(de)(de)原料是一些氧化物、氫(qing)氧化物、碳(tan)酸(suan)鹽,并(bing)根據配方的(de)(de)要求,引入磷(lin)酸(suan)鹽或氟化物。為(wei)了保證(zheng)玻(bo)璃的(de)(de)透明度,必須嚴格控制著色雜質的(de)(de)含(han)量,如(ru)鐵、鉻(ge)、銅、錳、鈷、鎳等。配料時(shi)要求準確(que)稱量、均勻混(hun)合。主要的(de)(de)生產(chan)過程是熔(rong)煉、成型、退火和檢驗。
熔煉有單坩(gan)堝(guo)間(jian)歇(xie)熔煉法(fa)(fa)和(he)池窯(見窯)連續熔煉法(fa)(fa)。單坩(gan)堝(guo)熔煉法(fa)(fa)又可分為粘土坩(gan)堝(guo)熔煉法(fa)(fa)和(he)鉑(bo)坩(gan)堝(guo)熔煉法(fa)(fa)。不(bu)論采用(yong)(yong)何種熔煉方式均需用(yong)(yong)攪拌器攪拌,并嚴格控制溫(wen)度(du)和(he)攪拌,使玻(bo)璃液達到高度(du)均勻。
成(cheng)(cheng)型光學玻璃(li)的成(cheng)(cheng)型法有古典破堝法、滾壓(ya)法和澆注法,但(dan)目前(qian)越來越廣泛(fan)地采(cai)用漏(lou)(lou)料(liao)成(cheng)(cheng)型(用單坩(gan)堝或連熔流出料(liao)液),能直接拉棒或滴(di)料(liao)壓(ya)型或漏(lou)(lou)料(liao)成(cheng)(cheng)型大尺寸的毛(mao)坯,提高料(liao)滴(di)利用率(lv)和成(cheng)(cheng)品率(lv)。
退火(huo)(huo)為了較(jiao)大限度地消除玻璃的內應力,提高光(guang)學均勻性,必(bi)須制(zhi)定嚴格的退火(huo)(huo)制(zhi)度,進行精密退火(huo)(huo)。
檢(jian)驗測定(ding)的指標(biao)有:光學(xue)常數、光學(xue)均勻(yun)度、應力雙(shuang)折射、條紋、氣泡等。