一、類型
1.火石玻璃
火石玻璃是具有高折射率和低阿貝數的光學玻璃。
它的阿貝數通常在50至55之間(jian),但(dan)也可稍(shao)低,折射(she)率則(ze)在1.45到2.00之間(jian)。
2.冕玻璃
冕玻璃是具有低折射率和高阿貝數的光學玻璃。
它(ta)的折(zhe)射率大(da)概(gai)在1.5左右,阿(a)貝(bei)數(shu)大(da)約大(da)于60。
傳(chuan)統上冕玻(bo)璃(li)是由(you)包含(han)大約10%的(de)堿石灰(hui)硅酸鹽的(de)氧化(hua)鉀制造(zao)的(de)。不過現(xian)今的(de)UD,ED鏡(jing)片都是良好的(de)冕玻(bo)璃(li),人工結晶(jing)螢石更(geng)是出色的(de)冕玻(bo)璃(li)。
二、基本參數
上面(mian)已經提到了折射率和阿貝數(shu)這兩個主要(yao)參數(shu),下面(mian)是(shi)主要(yao)光(guang)學玻璃參數(shu)列(lie)表:
1.Vd、Ve:阿貝數,要求四位有效數字
2.nd、ne:折射率,要求七位有效數字
3.ρ:玻璃密度,要求四位有效數字
4.透光率,要求四位有效數字
5.透光極限,要求波長表示
6.折射率隨(sui)著溫度變化的系數,要(yao)求三位(wei)有效(xiao)數字(zi)
三、詳細介紹
1.阿貝數
阿(a)貝數是德國物理學家恩(en)斯(si)特·阿(a)貝定義的光學量,主要描述玻(bo)璃的色散程(cheng)度(du)。公(gong)式如下:
Vd=nd-1/nF-nC
其中d,F,C均為角標,表示與夫瑯和費光譜中某一固定譜線的波長相同的光。V表示阿貝數,n表示折射率。
注:d,F,C分別為:氦黃(huang)線587.56nm,氫藍線486.1nm,氫紅線656.3nm
規(gui)律:阿貝(bei)數(shu)越(yue)小,光線(xian)色散程度越(yue)大。反之阿貝(bei)數(shu)越(yue)大光線(xian)色散程度越(yue)小。
冕玻璃與火石玻璃的分別:a.折射率≤1.6時, V≥50:冕玻璃 V<50:火石玻璃 b.折射率>1.6時, V≥55:冕玻璃 V<55:火石玻璃
肖特玻璃的阿貝數分布:
2.折射率
原始定義是某種介質內,n等于光在真空中的速度c與光在介質中的相速度v之比。
由(you)此導(dao)出(chu)的定(ding)義是:光從真空進入某種介(jie)質(zhi)發生折射時,入射角i的正弦(xian)跟折射角r的正弦(xian)之比等于這(zhe)種介(jie)質(zhi)的折射率n。
折射率描述了玻璃彎折光線的能力。
同樣的,由(you)于玻(bo)璃對不同波長(chang)(chang)的光的折(zhe)射率不同,因此應當在折(zhe)射率數據內(nei)注明波長(chang)(chang)信息。
下面這張表給出了不同玻璃對不同波長光線的折射率-波長曲線。這也叫做色散曲線。
3.折射率隨波長的變化

這(zhe)些數(shu)據相(xiang)較(jiao)于阿貝(bei)數(shu)往(wang)往(wang)可以更加(jia)直觀的觀察(cha)到玻璃的色(se)散性(xing)質,也方便(bian)簡單的幾(ji)何光(guang)學計算。

上面這個是全光(guang)譜(pu)范圍內的一種光(guang)學玻璃的色散曲線。
4.透光率和透光極限
在可見(jian)光(guang)范圍(wei)內玻璃對光(guang)是線性(xing)吸收的,根據玻璃特性(xing),吸收率(lv)不(bu)盡相同,而且吸收范圍(wei)也不(bu)盡相同。玻璃對光(guang)的吸收量由下式計算(suan):
I=I0×e^(-αl)
其中α稱(cheng)為(wei)該(gai)(gai)材料(liao)的(de)(de)吸(xi)收系數,與(yu)透光(guang)率是相關物理量。l為(wei)光(guang)線(xian)穿過的(de)(de)厚度,與(yu)透光(guang)率無關。該(gai)(gai)式由(you)布(bu)格提出,故稱(cheng)布(bu)格定律。
假說一種物質能對各種波長的光以相等的吸收率吸收,那么這就叫普遍吸收,水,空氣等就是普遍吸收。不過玻璃大部分是選擇吸收的。因此他們在紫外和紅外端都會有一個透光極限,對在兩個極限之間的光是透明的。常見的光學原料的透光極限如下表所列:
看(kan),通常光(guang)學玻璃(li)對紫(zi)(zi)外線(xian)(xian)的透過能力都比較(jiao)低下,因(yin)此相(xiang)機受紫(zi)(zi)外線(xian)(xian)影(ying)響(xiang)也是比較(jiao)輕微的。這不(bu)僅僅是感光(guang)元(yuan)件對紫(zi)(zi)外線(xian)(xian)不(bu)敏感的緣故,也有玻璃(li)對紫(zi)(zi)外線(xian)(xian)的阻隔。
5.玻璃密度(du)/折射率-溫度(du)變化率
這二者是玻(bo)璃的(de)附加參數(shu),其中折射率(lv)-溫(wen)度(du)變化率(lv)尤為重要(yao),它可以衡量溫(wen)度(du)對光學(xue)組的(de)影響,由此(ci)來進(jin)行合適的(de)鏡筒(tong)設計避免溫(wen)度(du)干擾。
總結:
折射率(lv)(lv)和(he)(he)阿貝數是光(guang)(guang)(guang)學玻璃(li)兩(liang)大重要參(can)數,有(you)了這兩(liang)個數據就基本可以描述光(guang)(guang)(guang)學玻璃(li)的(de)(de)(de)(de)性能了。不過(guo)基本的(de)(de)(de)(de)幾(ji)何光(guang)(guang)(guang)學計(ji)算里常使用(yong)折射率(lv)(lv)隨波長的(de)(de)(de)(de)變化(hua)計(ji)算色散(san)。至于(yu)透光(guang)(guang)(guang)率(lv)(lv)和(he)(he)透光(guang)(guang)(guang)極限的(de)(de)(de)(de)確定,都(dou)是實驗方法,基本光(guang)(guang)(guang)學理論(lun)計(ji)算近乎(hu)不可能得(de)到(dao)完全準確的(de)(de)(de)(de)答案。在(zai)強光(guang)(guang)(guang)區由于(yu)光(guang)(guang)(guang)與物質的(de)(de)(de)(de)其(qi)他相互作用(yong),布格定律還會失(shi)效。因此我們討論(lun)的(de)(de)(de)(de)內容都(dou)只限于(yu)紅外(wai)和(he)(he)紫外(wai)所夾(jia)的(de)(de)(de)(de)區段的(de)(de)(de)(de)普通(tong)光(guang)(guang)(guang)線的(de)(de)(de)(de)參(can)數。