一、红外光学玻璃与红外晶体材料光学特性：
1.晶体材料
晶体材料包括离子晶体与半导体晶体离子晶体包括碱卤化合物晶体, 碱土—卤族化合物晶体及氧化物及某些无机盐晶体。半导体晶体包括Ⅳ族单元素晶体、Ⅲ～Ⅴ族化合物和Ⅱ～Ⅵ族化合物晶体等。离子型晶体通常具有较高的透过率, 同时有较低的折射率, 因而反射损失小, 一般不需镀增透膜, 同时离子型晶体光学性能受温度影响也小于非离子型晶体。半导体晶体属于共价晶体或某种离子耦合的共价键晶体。晶体的特点是其物理和化学特性及使用特性的多样性。晶体的折射率及色散度变化围比其它类型材料丰富得多。可以满足不同应用的需要, 有一些晶体还具备光电、磁光、声光等效应, 可以用作探测器材料。[1]
按部晶体结构晶体材料可分为单晶体和多晶体
①单晶体材料
表1.1 几种常用红外晶体材料[1]
名称化学组成透射长波限/
μm 折射率/4.3μ
m
硬度/克氏密度/(g·cm-3)溶解度
/(g·L-3)H2O
金刚石C30 2.48820 3.51不溶锗Ge25 4.02800 5.33不溶硅Si15 3.421150 2.33不溶石英晶体SiO2 4.5 1.46740 2.2不溶兰宝石Al2O3 5.5 1.681370 3.98不溶氟化锂LiF8.0 1.34110 2.600.27氟化镁MgF28.0 1.35576 3.18不溶氟化钡BaF213.5 1.4582 4.890.17氟化钙CaF210.0 1.41158 3.180.002溴化铊TLBr34 2.35127.560.05金红石TiO2 6.0 2.45880 4.26不溶砷化镓GaAs18 3.34(8μm)750 5.31不溶氯化钠NaCl25 1.5217 2.1635
硒化锌ZnSe22 2.4150 5.27不溶锑化铟InSb16 3.99223 5.78不溶硫化锌ZnS15 2.25354 4.09不溶KRS-5TLBr-TLI45 2.38407.370.02 KRS-6TLBr-TLCl30 2.19357.190.01
②多晶体材料
表1.2红外多晶材料[1]
材料透射围/μm折射率/5μm硬度/克氏熔点/℃密度/(g·m-3)在水中溶解度MgF20.45～9.5 1.345761396 3.18不溶
ZnS0.57～15.0 2.253541020 4.088不溶
MgO0.39～10.0 1.76402800 3.58不溶
CaF20.2～12.0 1.372001403 3.18微溶
ZnSe0.48～22 2.4150 5.27不溶
CdTe2～30 2.7401045 5.85不溶
常用的红外单晶材料包括Ge、Si、金红石、蓝宝石、石英晶体、ZnS、GaAs、MgF2、NaCl、TlBr、KHS-6(TlBr-TlCl) 和KHS-5(TlBr-TlI) 等，具有熔点高、热稳定性好、硬度高、折射率和色散化围大等优点，但晶体尺寸受限、成本相对较高。常用的红外多晶包括MgO、ZnS、ZnSe 和CdTe、MgF2多晶和CaF2等，具有成本低、可制备大尺寸及复杂形状的优点。适用于中红波段的玻璃光学元件主要包括铝酸盐玻璃、锗酸盐玻璃和锑酸盐玻璃等体系，光学均匀性好、易于制成不同尺寸与形状，但其红外波段透射围较窄、抗热冲击和机械冲击性能较差。塑料在近红外和远红外具有良好的透过率，但在中红外波段透过率较低；已实现实用化的塑料包括丙烯酸脂和聚四氟乙烯，前者在常温下用于红外发光二极管等的封装材料，后者用作2~7μm 波段保护膜和小型民用红外激光器窗口材料等。[1]表1.3 常用红外光学材料的热学力学光学性质
材料金刚石硒化锌硫化锌单晶锗硅氟化镁
折射系数 2.38 2.40 2.19 4.00 3.42 1.35
透过率/%7171724754－
吸收系数/cm-10.1～0.30.0050.20.020.35－
禁带宽度/eV 5.48 2.7 3.90.664 1.11－
熔点/℃37701520183093714171261
弹性模量/GPa105070.974.5103130115
显微硬度/
90001052508501150640
（kg/mm2）
20～220.190.270.59 1.630.16
热传导率/
﹝W/（cm·K）﹞
热膨胀系数/
1.07.0 6.8 6.0
2.611.0
（10-6/K）
0.5～220.4～12 1.8～25 1.1～5.80.45～9.5
透过波段/m 3.0～5.0，
8.0～14.0
2.红外光学玻璃
中波红外光学玻璃：
根据成分不同，中波红外光学玻璃主要包括氟化物玻璃、氧化物玻璃（主要铝酸钙玻璃、锗酸盐玻璃、镓酸盐玻璃和碲酸盐玻璃等）以及氧氟化物玻璃。
表2.1常见中波红外光学玻璃材料特性[12]
长波红外光学玻璃：
根据成分不同，长波红外玻璃主要包括硫系玻璃、卤系玻璃和硫卤系玻璃等。
表2.2常用长波红外玻璃材料的基本性能[3]
基本性能硫系玻璃卤系玻璃硫卤玻璃
转变温度Ｔｇ（℃）１８０～５００７５～３２０１１０～３６０，
折射率，２～３．５１．５～２．０１．８～３．０
本征损耗（ｄＢ／ｋｍ）１０２～１０４１０－１～１０－３１０－１～１０－３，
化学稳定性稳定极易潮解潮解
透过波长（μｍ）０．９～１８0．２５～２００．２５～２０
透过率（％）６０～７０８０～９０７０～８０
表2.3硫系玻璃材料的性能[3]
组成（摩尔分数，％）特征温度（℃）折射率ｎ本征损耗（ｄＢ／ｋ
ｍ）
透过波长（μｍ）
Ａｓ２Ｓ３Ｔｇ＝１８０２．３５２×１０４（５．５μ
ｍ）
０．１５～１２
Ｇｅ２５Ａｓ１５Ｓ６０Ｔｆ＝４２０２．２２－０．６～１１
Ｇｅ－ＳＴｇ＝３７０２．１１３．６×１０２（２．４
μｍ）
０．１５～１１
Ａｓ２Ｓｅ３Ｔｇ＝１８４２．７２１０（６．５μｍ）０．８～１７．８Ｇｅ３０Ａｓ１５Ｓｅ５
５
Ｔｆ＝３９５２．５６１０２（１．０５μｍ）０．８～１６
Ｇｅ－Ａｓ－ＳｅＴｆ＝２６７～４１
０
２．５６～２．７０－０．８～１５
Ｇｅ－Ｓｂ－ＳｅＴｇ＝２００２．６２－１～１５
Ｇｅ２５Ａｓ２５Ｔｅ５
０
Ｔｆ＝２０５３．４０－２～１８
Ｇｅ１８Ｓｅ１０Ｔｅ７２－－１．５（１０．６μ
ｍ）
２～１８
Ｇｅ１８Ｔｅ８２－－－２～１９
二、红外光学玻璃应用现状：
1.元件类型
中波红外光学玻璃：
根据成分不同，中波红外光学玻璃主要包括氟化物玻璃、氧化物玻璃（主要铝酸钙玻璃、锗酸盐玻璃、镓酸盐玻璃和碲酸盐玻璃等）以及氧氟化物玻璃。[12]
长波红外光学玻璃：
根据成分不同，长波红外玻璃主要包括硫系玻璃、卤系玻璃和硫卤系玻璃等。[3]
2.应用对象
中波红外玻璃（3～5μm波段高透的）在民用和军用领域有十分重要的应用,比如红外对抗(IRCM)、化学物遥感、红外制导、红外侦查、高能激光武器、热像仪、夜视仪、火焰气体探测器、环境监测、空间通信等多个领域。新一代以精确制导为主要特征的光电系统, 如导弹、光雷达、机舰载红外搜索与跟踪系统(IRST)、分布式孔径系统(DAS)等,已逐步向多波段复合、宽视角、远距离和高分辨率方向发展。
长波红外玻璃具有较宽的红外透过围，随玻璃组成变化，其透过从0.25μｍ扩展到14～20μｍ，可用于能量控制、热点探测、电路检测、温度监视以及夜视等。硫系玻璃的主要应用领域是探测物体和人在环境温度下所发生的辐射（在
10μｍ处最为灵敏）、热成像以及8～13μｍ透过窗口等，硒锑红外玻璃透过围非常适合这一区域的热成像；卤系玻璃则主要用于传输ＣＯ2激光器激光，以满足医疗、材料精加工等方面的需要。
3.加工方法
熔融-淬冷法
由于硫系玻璃熔体在高温下极易氧化，故在玻璃制备过程中，应将原材料置于真空密封的石英管中熔制。样品的制备经过原料预处理、石英管预处理、称重、配料、石英管抽真空、封装、熔制、淬冷、退火、切割、研磨、抛光等过程。[14]
精密模压成型
从结构上分析, 硫系玻璃与晶体红外材料的一个重要差别在于前者为非晶态而后者为晶体.晶体材料在加热至熔点时直接由固态转变为液态, 因此不存在模压的可能性.而非晶态材料与塑料相似,在加热过程中粘度逐渐降低, 直至进入能按照模具提供的形状通过压制而精确成型的最佳粘度围.换言之, 硫系玻璃适用于精密模压成型工艺, 该工艺的成本显然要比用于晶体加工的单点金刚石车削工艺低得多, 由此为红外夜视仪的商业应用奠定了基础.
与晶体类红外材料相比，玻璃类材料的最大优势就是成型工艺简单，可利用精密模压成型工艺直接加工包括球面、非球面和非球面射棱镜在的多种玻璃红外光学元件，使加工成本较晶体材料显著降低。
与传统的氧化物光学玻璃相比，硫系玻璃制备具有很强的工艺特殊性，它一般需要在无氧真空气氛的圆柱形密闭石英安瓿中进行高温(800~1 000 ℃)摇摆熔制，无法进行机械搅拌。硫系玻璃生产制备工艺主要包括原料提纯、高均匀性玻璃熔制、脱模、退火四大环节。
微晶化处理
从热力学观点分析,玻璃态是一种高能状态,有自发的析晶趋势,玻璃处于介稳状态。
室温下,玻璃的稳定态应为晶态,然而却未能析晶,这可能是因为随着温度的降低,粘度快速增加而有效地阻止了晶体的形成。微晶玻璃是通过控制玻璃的晶化而制备的多晶固体。晶化是通过把适当的玻璃经过仔细制定的微晶化制度使玻璃中成核及结晶生长。
由于本课题研究的硫系玻璃将用于红外光学系统,为了不影响其在红外区域的透过性能,微晶化后的硫系玻璃部析出晶粒的尺寸应控制在红外最小波长以下,即740nm,所以实验中只需要在硫系玻璃中形成尽可能多的小晶核,不需要晶粒长大,这样才可以获得力学性能、热稳定性及光学性能均优良的硫系玻璃。
热处理
通过适当热处理氧化物玻璃可以制得热力学性能极大提高的微晶玻璃, 因此, 人们试图通过同样的方法制备硫系微晶玻璃并进行了广泛的尝试.与氧化物玻璃不同的是, 在硫系玻璃的微晶化过程中要严格控制晶粒的尺寸, 避免晶粒过大造成的散射影响红外透过率, 因此实际的热处理工艺只研究成核阶段, 尽可能在玻璃基体上均匀析出大量的纳米晶, 故最优的成核温度和最佳的成核保温时
一、红外光学玻璃与红外晶体材料光学特性： 1.晶体材料 晶体材料包括离子晶体与半导体晶体离子晶体包括碱卤化合物晶体, 碱土—卤族化合物晶体及氧化物及某些无机盐晶体。半导体晶体包括Ⅳ族单元素晶体、Ⅲ～Ⅴ族化合物和Ⅱ～Ⅵ族化合物晶体等。离子型晶体通常具有较高的透过率, 同时有较低的折射率, 因而反射损失小, 一般不需镀增透膜, 同时离子型晶体光学性能受温度影响也小于非离子型晶体。半导体晶体属于共价晶体或某种离子耦合的共价键晶体。晶体的特点是其物理和化学特性及使用特性的多样性。晶体的折射率及色散度变化围比其它类型材料丰富得多。可以满足不同应用的需要, 有一些晶体还具备光电、磁光、声光等效应, 可以用作探测器材料。[1] 按部晶体结构晶体材料可分为单晶体和多晶体 ①单晶体材料 表1.1 几种常用红外晶体材料[1] 名称化学组成透射长波限/μ m 折射率/4.3μ m 硬度/克氏密度/(g·cm-3)溶解度 /(g·L-3)H2O 金刚石C30 2.48820 3.51不溶锗Ge25 4.02800 5.33不溶硅Si15 3.421150 2.33不溶石英晶体SiO2 4.5 1.46740 2.2不溶兰宝石Al2O3 5.5 1.681370 3.98不溶氟化锂LiF8.0 1.34110 2.600.27氟化镁MgF28.0 1.35576 3.18不溶氟化钡BaF213.5 1.4582 4.890.17氟化钙CaF210.0 1.41158 3.180.002溴化铊TLBr34 2.35127.560.05金红石TiO2 6.0 2.45880 4.26不溶砷化镓GaAs18 3.34(8μm)750 5.31不溶氯化钠NaCl25 1.5217 2.1635硒化锌ZnSe22 2.4150 5.27不溶锑化铟InSb16 3.99223 5.78不溶硫化锌ZnS15 2.25354 4.09不溶KRS-5TLBr-TLI45 2.38407.370.02 KRS-6TLBr-TLCl30 2.19357.190.01
各种玻璃特性详细介绍玻璃的制造已有五千年的历史，一般认为最早的制造者是古代的埃及人。我国在东周时代已能制造玻璃，玻璃组成中都含有氧化铅和氧化钡，与其他国家的古代玻璃有明显的区别。我国历史上有把玻璃称为琉璃、颇黎、假水晶料器、硝子等名称。 玻璃具有一系列非常可贵的特性：透明、坚硬、良好的化学稳定性；可通过化学组成的调整，大幅度调节玻璃的物理和化学性能，以适应各种不同的使用要求；可以用吹、压、拉、铸、槽沉、离心浇注等多种成形方法，制成各种形状的空心和实心制品；可以通过焊接和粉末烧结等加工方制成形状复杂、尺寸严格的器件。而且，制造玻璃的原料丰富，价格低廉。因此，作为结构材料和功能材料，玻璃在建材、轻工、交通、医药、化工、电子、航天、原子能等领域获得了极其广泛的应用。 B270/K9 K9玻璃是用K9料制成的玻璃制品，用于光学镀膜等领域 K9料属于光学玻璃，由于它晶莹剔透，所以衍生了很多以K9料为加工对象的工厂，他们加工出来的产品，在市面上称为水晶玻璃制品。 K9的组成如下： SiO2＝69.13％B2O3＝10.75％BaO＝3.07％Na2O＝10.40％K2O＝6.29％As2O3＝0.36％ 它的光学常数为：折射率＝1.51630色散＝0.00806阿贝数＝64.06。 石英玻璃 石英玻璃以其优良的理化性能，被大量广泛用于半导体技术，新型电光源，彩电荧光粉生产，化工过程，超高电压收尘、远红外辐射加热设备、航空航天技术、某些武器及光学仪器的光学系统、原子能技术、浮法玻璃及元碱玻璃窖的耐火材料，特种玻璃用坩埚，仪器玻璃成型部料碗，紫外线杀菌灯，各种有色金属的生产等诸多领域。石英玻璃SiO2含量大于99.5％，热膨胀系数低，耐高温，化学稳定性好，透紫外光和红外光，熔制温度高、粘度大，成型较难。多用于半导体、电光源、光导通信、激光等技术和光学仪器中。 石英玻璃在整个波长有特别好的透光性，在红外区（特殊的红外玻璃除外），光谱透射范围比普通玻璃大。在可见光区透过率达93％。在紫外光谱区，特别是在短波，紫外光谱区透过率比其他玻璃好的多。石英玻璃他的光学性能在很大程度上取决于它的化学性能。哪怕是0.001％的杂质就明显地影响产品质量。过度金属杂质会改变波长方向移动，羟基的存在会吸收2.73μm光带。国产光学石英玻璃有三个牌号：JGS1紫外光学石英玻璃，应用波段185-2000nm，用合成石制造，Sicl4为原料，JGS2紫外光学石英玻璃，应用波段220-2500nm，用水晶做
、红外光学玻璃与红外晶体材料光学特性: 1■晶体材料 晶体材料包括离子晶体与半导体晶体离子晶体包括碱卤化合物晶体，碱土一卤族化合物 晶体及氧化物及某些无机盐晶体。半导体晶体包括W族单元素晶体、川?V族化合物和 n?w族化合物晶体等。离子型晶体通常具有较高的透过率，同时有较低的折射率，因 而反射损失小，一般不需镀增透膜，同时离子型晶体光学性能受温度影响也小于非离子型晶体。半导体晶体属于共价晶体或某种离子耦合的共价键晶体。晶体的特点是其物理和化学 特性及使用特性的多样性。晶体的折射率及色散度变化范围比其它类型材料丰富得多。可以 满足不同应用的需要，有一些晶体还具备光电、磁光、声光等效应，可以用作探测器材料。 [1] 按内部晶体结构晶体材料可分为单晶体和多晶体 ①单晶体材料 表1.1 几种常用红外晶体材料[1] 名称化学组成透射长波限/ 卩m 折射率/4.3卩 m 硬度/克氏密度/(g?cm3)溶解度 /(g - L-3)H2O 金刚石 C 30 2.4 8820 3.51 不溶锗Ge 25 4.02 800 5.33 不溶硅Si 15 3.42 1150 2.33 不溶石英晶体SiQ 4.5 1.46 740 2.2 不溶兰宝石AI2O3 5.5 1.68 1370 3.98 不溶氟化锂LiF 8.0 1.34 110 2.60 0.27 氟化镁MgF 8.0 1.35 576 3.18 不溶氟化钡BaF 13.5 1.45 82 4.89 0.17 氟化钙CaF 10.0 1.41 158 3.18 0.002 溴化铊TLBr 34 2.35 12 7.56 0.05 金红石TQ2 6.0 2.45 880 4.26 不溶砷化镓GaAs 18 3.34(8(im) 750 5.31 不溶氯化钠NaCl 25 1.52 17 2.16 35 硒化锌ZnSe 22 2.4 150 5.27 不溶锑化铟InSb 16 3.99 223 5.78 不溶硫化锌ZnS 15 2.25 354 4.09 不溶KRS-5 TLBr-TLI 45 2.38 40 7.37 0.02 KRS-6 TLBr-TLCl 30 2.19 35 7.19 0.01
光学材料特性表：
常用光学塑料-聚甲基丙烯甲酯PMMA 密度(kg/m3)：(1.17～1.20)×10E3 nD ν：1.49 57.2～57.8 透过率(%)：90～92 吸水率(%)：0.3～0.4 玻璃化温度：10E5 熔点（或粘流温度）：160～200 马丁耐热：68 热变形温度：74～109(4.6 ×10Pa) 68～99(18.5×10Pa) 线膨胀系数：(5～9)×10E-5 计算收缩率(%)：1.5～1.8 比热J/kgK：1465 导热系数W/m K：0.167～0.251 燃烧性m/min：慢 耐酸性及对盐溶液的稳定性：出强氧化酸外，对弱碱较稳定 耐碱性：对强碱有侵蚀对弱碱较稳定 耐油性：对动植物油，矿物油稳定 耐有机溶剂性：对芳香族，氯化烃等能溶解，醇类脂肪族无影响日光及耐气候性：紫外透过滤73.5% 常用光学塑料-苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物 密度(kg/m3)：(1.12～1.16)×10E3 nD ν：1.533 42.4 透过率(%)：90 吸水率(%)：0.2 玻璃化温度： 熔点（或粘流温度）： 马丁耐热：<60 热变形温度：85～99 (18.5×105Pa) 线膨胀系数：(6～8)×10E-5 计算收缩率(%)： 比热J/kgK： 导热系数W/m K：0.125～0.167 燃烧性m/min：慢
耐酸性及对盐溶液的稳定性：除强氧化酸外，对酸盐水均稳定 耐碱性：对强碱有侵蚀，对弱碱较稳定 耐油性：对动植物油，矿物油稳定 耐有机溶剂性：对芳香族，氯化烃等能溶解，醇类脂肪族无影响 日光及耐气候性：紫外透过滤73.5% 常用光学塑料-聚碳酸酯PC 密度(kg/m3)：1.2 ×10E3 nD ν：1.586(25) 29.9 透过率(%)：80～90 吸水率(%)：23CRH50% 0.15 水中0.35 玻璃化温度：149 熔点（或粘流温度）：225～250(267) 马丁耐热：116～129 热变形温度：132～141(4.6×105Pa) 132138(18.5×105Pa) 线膨胀系数：6×10-5 计算收缩率(%)：0.5～0.7 比热J/kgK：1256 导热系数W/m K：0.193 燃烧性m/min：自熄 耐酸性及对盐溶液的稳定性：强氧化剂有破坏作用，在高于60水中水解，对稀酸，盐，水稳定 耐碱性：强碱溶液，氨和胺类能腐蚀和分解，弱碱影响较轻 耐油性：对动物油和多数烃油及其酯类稳定 耐有机溶剂性：溶于氯化烃和部分酮，酯及芳香烃中，不溶于脂肪族，碳氢化合物，醚和醇类 日光及耐气候性：日光照射微脆化 常用光学塑料-烯丙基二甘碳酸酯CR39 密度(kg/m3)：25 1.32×10E3 nD ν：1.498 53.6～57.8 透过率(%)：92 吸水率(%)：0.2 24h 25 玻璃化温度：
有色玻璃牌号 无色光学玻璃类型
光学晶体主要性能参数
常用光学塑料-聚甲基丙烯甲酯PMMA 密度(kg/m3)：(1.17～1.20)×10E3 nD ν：1.49 57.2～57.8 透过率(%)：90～92 吸水率(%)：0.3～0.4 玻璃化温度：10E5 熔点（或粘流温度）：160～200 马丁耐热：68 热变形温度：74～109(4.6 ×10Pa) 68～99(18.5×10Pa) 线膨胀系数：(5～9)×10E-5 计算收缩率(%)：1.5～1.8 比热J/kgK：1465 导热系数W/m K：0.167～0.251 燃烧性m/min：慢 耐酸性及对盐溶液的稳定性：出强氧化酸外，对弱碱较稳定 耐碱性：对强碱有侵蚀对弱碱较稳定 耐油性：对动植物油，矿物油稳定 耐有机溶剂性：对芳香族，氯化烃等能溶解，醇类脂肪族无影响日光及耐气候性：紫外透过滤73.5%
常用光学塑料-苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物 密度(kg/m3)：(1.12～1.16)×10E3 nD ν：1.533 42.4 透过率(%)：90 吸水率(%)：0.2 玻璃化温度： 熔点（或粘流温度）： 马丁耐热：<60 热变形温度：85～99 (18.5×105Pa) 线膨胀系数：(6～8)×10E-5 计算收缩率(%)： 比热J/kgK： 导热系数W/m K：0.125～0.167 燃烧性m/min：慢 耐酸性及对盐溶液的稳定性：除强氧化酸外，对酸盐水均稳定 耐碱性：对强碱有侵蚀，对弱碱较稳定 耐油性：对动植物油，矿物油稳定 耐有机溶剂性：对芳香族，氯化烃等能溶解，醇类脂肪族无影响 日光及耐气候性：紫外透过滤73.5%
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。 简介 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nD>1.60，VD>50和nD<1.60，VD>55的各类玻璃定为冕(K)玻璃，其余各类玻璃定为火石(F)玻璃。冕玻璃一般作凸透镜，火石玻璃作凹透镜。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。 通过折射、反射、透过方式传递光线或通过吸收改变光的强度或光谱分布的一种无机玻璃态材料。具有稳定的光学性质和高度光学均匀性。 按光学特性分为 ①无色光学玻璃。对光学常数有特定要求，具有可见区高透过、无选择吸收着色等特点。按阿贝数大小分为冕类和火石类玻璃，各类又按折射率高低分为若干种，并按折射率大小依次排列。多用作望远镜、显微镜、照相机等的透镜、棱镜、反射镜等。 ②防辐照光学玻璃。对高能辐照有较大的吸收能力，有高铅玻璃和CaO-B2O2系统玻璃，前者可防止γ射线和X射线辐照，后者可吸收慢中子和热中子，主要用于核工业、医学领域等作为屏蔽和窥视窗口材料。 ③耐辐照光学玻璃。在一定的γ射线、X射线辐照下，可见区透过率变化较少，品种和牌号与无色光学玻璃相同，用于制造高能辐照下的光学仪器和窥视窗口。 ④有色光学玻璃。又称滤光玻璃。对紫外、可见、红外区特定波长有选择吸收和透过性能，按光谱特性分为选择性吸收型、截止型和中性灰3类；按着色机理分为离子着色、金属胶体着色和硫硒化物着色3类，主要用于制造滤光器。
光学玻璃分类 简史 最初用于制造镜头的玻璃，就是普通窗户玻璃或酒瓶上的疙瘩，形状类似“冠”，皇冠玻璃或冕牌玻璃的名称由此而来。那时候的玻璃极不均匀，多泡沫。除了冕牌玻璃外还有另一种含铅量较多的燧石玻璃。 1790年左右法国人皮而·路易·均纳德发现搅拌玻璃酱可以制造质地均匀的玻璃。 1884年卡尔·蔡斯厂的恩斯特·阿贝和奥托?肖特（Otto Schott）在耶拿创建肖特玻璃厂（Schott Glaswerke AG ），在几年内研制了几十种光学玻璃，其中以高折射率的钡质冕牌玻璃的发明为肖特玻璃厂的重要成就。 光学玻璃的成分 光学玻璃是用高纯度硅、硼、钠、钾、锌、铅、镁、钙、钡等的氧化物按特定配方混合,在白金坩埚中高温融化,用超声波搅拌均匀,去气泡；然后经长时间缓慢地降温，以免玻璃块产生内应力。冷却后的玻璃块，必须经过光学仪器测量，检验纯度、透明度、均匀度、折射率和色散率是否合规格。合格的玻璃块经过加热锻压，成光学透镜毛胚。 特种光学玻璃 稀土元素光学玻璃：三十年代出现了新的稀土元素光学玻璃,主要成分是镧、钍、钽的氧化物。稀土元素光学玻璃有很高的折射率，为光学镜头的设计开辟新的可能性。今日大孔径镜头中多有镧玻璃。钍玻璃因有放射性,已停止生产。 无铅光学玻璃：无铅光学玻璃不含铅、砷，以N标志。 化学成分和光学性质相近的玻璃，在阿贝图上也分布在相邻的位置。肖特玻璃厂的阿贝图有一组直线和曲线,将阿贝图分成许多区，将光学玻璃分类;列如冕牌玻璃K5、K7、K10在K区,燧石玻璃F2、F4、F5在F区。玻璃名称中的符号：? F 代表燧石 ?K 代表冕牌 ? B 代表硼 ?BA 代表钡 ?LA 代表镧 ?N 代表无铅 ?P 代表磷 阿贝图是德国物理学家恩斯特·阿贝在1886年发明的玻璃坐标图,至今已一百多年。阿贝图是直角物理坐标图，以玻璃的阿贝数V为横轴（X轴），以玻璃的折射率n为纵轴（Y轴）。V轴和n轴的交点不是零点,V数在V轴上从左到右从大到小排列,从V=100到V=18；折射率n从下到上从小到大排列，从1.42 到2.2。每一种光学玻璃在阿贝图上以一个点标志，没有标志的点，没有符合坐标的玻璃。性质相近的玻璃，在阿贝图上也分布在相邻的位置。肖特玻璃厂的阿贝图有一组直线和曲线,将阿贝图分成许多区;列如冕牌玻璃K5、K7、K10在K区,燧石玻璃F2、F4、F5在F区。 一种光学玻璃在阿贝图上的V，n坐标，只是约数。光学玻璃的阿贝数V必须准确到四位有效数字，折射率n必须准确到六位有效数字，必须另从光学玻璃目录中查找。 光学玻璃的物理参数
光学玻璃牌号对照表一 CODE n d d CDGM SCHOTT OHARA HOYA SUMITA HIKARI QK 470668 1.4704766.83H-QK1FK1FSL1FC1 487700 1.4874670.04H-QK3 487704 1.4874970.44H-QK3L N-FK5S-FSL5FC5 E-FK5 K 500621 1.4996762.07K1K11 500660 1.5004766.02H-K2BK4BSL4BSC4 505647 1.5046364.72H-K3BK5 508611 1.5080261.05K4A ZKN7ZSL7ZNC7 ZK7 510634 1.5100763.36H-K5BK1BSL1BSC1 BK1 511605 1.5111260.46H-K6K7NSL7C7 K7 515606 1.5147860.63H-K7 516568 1.5160256.79K8 NSL2C2 K2 516642 1.516864.2H-K9L N-BK7S-BSL7BSC7 E-BK7 516642 1.5168 H-UK9L UBK7 518590 1.5181858.95H-K10 S-NSL3E-C3 E-K3 526602 1.5263860.61H-K11BALK1NSL21BACL1 534555 1.5335955.47H-K12ZK5ZSL5ZNC5 ZK5 519617 1.5187861.69H-K16 BACL3 BALK3 522595 1.5224959.48H-K50N-K5S-NSL5C5 E-K5 523586 1.5230758.64H-K51B270NSL51C12 KN1 BaK 530605 1.5302860.47H-BaK1 540597 1.5399659.72H-BaK2N-BAK2S-BAL12BAC2 E-BaK2 547628 1.5467862.78H-BaK3 BAL21 PSK1 552634 1.5524863.36H-BaK4N-PSK3BAL23PCD3 PSK3 561583 1.5606958.34BaK5 564608 1.5638860.76H-BaK6N-SK11S-BAL41BACD11 E-SK11 569560 1.5688356.04H-BaK7N-BAK4 S-BAL14BAC4 E-BAK4 573575 1.572557.49H-BaK8N-BAK1S-BAL11BAC1 E-BAK1 574565 1.5744456.45BaK9BAK6BAL16BAC6 560612 1.5596361.21BaK11SK20BAL50 SK20 ZK 569629 1.5688862.93H-ZK1PSK2BAL22PCD2 PSK2 583595 1.5831359.46H-ZK2SK12S-BAL42BACD12 SK12
一、红外光学玻璃与红外晶体材料光学特性: 1.晶体材料 晶体材料包括离子晶体与半导体晶体离子晶体包括碱卤化合物晶体, 碱土—卤族化合物晶体及氧化物及某些无机盐晶体。半导体晶体包括Ⅳ族单元素晶体、Ⅲ～Ⅴ族化合物与Ⅱ～Ⅵ族化合物晶体等。离子型晶体通常具有较高得透过率, 同时有较低得折射率, 因而反射损失小, 一般不需镀增透膜, 同时离子型晶体光学性能受温度影响也小于非离子型晶体。半导体晶体属于共价晶体或某种离子耦合得共价键晶体。晶体得特点就是其物理与化学特性及使用特性得多样性。晶体得折射率及色散度变化范围比其它类型材料丰富得多。可以满足不同应用得需要, 有一些晶体还具备光电、磁光、声光等效应, 可以用作探测器材料。 [1] 按内部晶体结构晶体材料可分为单晶体与多晶体 ①单晶体材料 表1、1 几种常用红外晶体材料[1] 名称化学组成透射长波限/ μm 折射率/4、3μ m 硬度/克氏密度/(g·cm)溶解度 /(g·L)HO 金刚石C302、488203、51不溶 锗Ge254、028005、33不溶 硅Si153、4211502、33不溶 石英晶体SiO4、51、467402、2不溶 兰宝石AlO5、51、6813703、98不溶 氟化锂LiF8、01、341102、600、27 氟化镁MgF8、01、355763、18不溶 氟化钡BaF13、51、45824、890、17 氟化钙CaF10、01、411583、180、002 溴化铊TLBr342、35127、560、05 金红石TiO6、02、458804、26不溶 砷化镓GaAs183、34(8μm)7505、31不溶 氯化钠NaCl251、52172、1635 硒化锌ZnSe222、41505、27不溶 锑化铟InSb163、992235、78不溶 硫化锌ZnS152、253544、09不溶 KRS-5TLBr-TLI452、38407、370、02 KRS-6TLBr-TLCl302、19357、190、01 ②多晶体材料 表1、2红外多晶材料[1] 材料透射范围/μm折射率/5μm硬度/克氏熔点/℃密度/(g·m)在水中溶解度MgF0、45～9、51、3457613963、18不溶 ZnS0、57～15、02、2535410204、088不溶 MgO0、39～10、01、764028003、58不溶
光学玻璃产品对照表
代码CDGM 代码HOYA 代码OHARA 代码SCHOTT 497H-FK61 497-FCD1 4978S-FPL4978N-PK52A 457H-FK71 457-FCD10 618H-ZPK1 618-PCD4 618-S-PHM52 603H-ZPK2 6036 470H-QK1 471-FC1 4716FSL1 4716FK1 487H-QK3 487H-QK3L 487-FC5 4877S-FSL5 4877N-FK5 500H-K2 510-BSC4 5006BSL4 5006BK4 505H-K3 508K4A 508-ZNC7 5086ZSL7 5086ZKN7 510H-K5 510-BSC1 5106BSL1 5106BK1 5116H-K6 5116C7 5116NSL7 5116K7 515H-K7 517H-K9L 517-BSC7 5176S-BSL7 5176N-BK7 518H-K10 518-E-C3 5185S-NSL3 526H-K11 526-BACL1 5266NSL21 522H-K50 5225C5 5225S-NSL5 5225N-K5 523H-K51 5235C12 5235NSL51 530H-BaK1 540H-BaK2 540-BAC2 5405S-BAL12 5405N-BAK2 547H-BaK3 5486BAL21 552H-BaK4 552-PCD3 5526BAL23 5526N-PSK3 561H-BaK5 564H-BaK6 564-BACD11 5646S-BAL41 5646N-SK11 569H-BaK7 569-BAC4 5695S-BAL14 5695N-BAK4 573H-BaK8 573-BAC1 5735S-BAL11 5735N-BAK1
常用晶体及光学玻璃折射率表 注：no、ne分别是晶体双折射现象中的“寻常光”的折射率和“非常光”的折射率。资料来源：华东师大《光学教程》 一般情况下，基础玻璃的折射率为1.5—1.7，而斜锆石的折射率为2.2，锆英石的折 射率为1.94；SnO2可以降低釉熔体的表面张力，且具有较高地折射率（2.09） CR-39即折射率1.499单体 有机高分子化学 日开发出新型热固性树脂 -------------------------------------------------------------------------- ------ 2019-7-28 9:04:29 来源：中国化工网 日前，日本Nitto Denko Corp公司开发出一种折射系数为1.7的芳香族热固性树脂，高于折射率1.56的环氧树脂，且这种树脂的耐热性也比环氧树脂高30％。 该公司称，折射系数的提高是由于在其中添加了二氧化钛、二氧化锆及其它金属氧化 物的纳米级粒子。据介绍，这种树脂主要用途在电器领域，包括用于涂料中可提高白色发 光二极管(LEDs)的发光率和吸光率，液晶显示器(LCDs)和其它显示器的防反射膜，以及在 电荷耦合器件(CCDs)中作为微透镜使其能接受大量光等。 金红石型和锐钛矿型TiO2颜料的平均折射率分别为2.71和2.57，用2.71来计算， 氧化锌颜料的相对密度为5.45 ~ 5.65，吸油度量为10 ~ 25 g/100 g，折射率为 2.03 ~ 2.08。 商业上98%颜料级硫化锌的相对密度为4.0 ~ 4.1，折射率为2.37 三氧化锑颜料的折射率约为2.0， 名称折射率透光范围蒸发温度(℃) 蒸发源应用 三氧化二铝 1.62/550n 200~5000 2000-2200 电子枪增透膜多层膜氟化铈氧化铈 冰晶石氧化铪 1.63/500nm 300~5000 1429 钼，钽，电子枪增透膜、多层膜 2.35/500nm 400~16000 1950 电子枪增透膜 1.33/500nm 250~14000 1000 钼，钽，电子枪增透膜 1.95/500nm 230~7000 2500 电子枪紫外-近红外多层膜
镜片知识整理 一、光学材料 (4) 二、无色光学玻璃 (4) 1．系列、类型和牌号 (5) 1.1 系列 (5) 1.2 类型 (5) 1.2.1 光学玻璃牌号分类 (5) 1.2.2 光学玻璃牌号命名 (6) 1.2.3 无铅、砷、镉玻璃牌号的命名 (6) 1.2.4 低软化点玻璃牌号的命名 (6) 1.2.5 高透过玻璃牌号的命名 (6) 1.3 牌号 (6) 2．质量指标、类别和级别 (11) 2.1 质量指标 (11) 2.2分类分级 (11) 2.2.1 折射率、色散系数 (11) 2.2.2光学均匀性 (12) 2.2.3应力双折射 (13) 2.2.4 条纹度 (14) 2.2.5. 气泡度 (15) 2.2.6光吸收系数 (16) 2.2.7 耐辐射性能 (17) 3．光学性能 (18) 3.1 折射率 (18) 4．化学性能 (18) 4.1 抗潮湿大气作用稳定性RC（S）(表面法) (18) 4.2抗酸作用稳定性RA（S）(表面法) (18) 4.3 各种氧化物对玻璃性质的影响 (19) 5. 光学玻璃的物理参数 (19) 6．玻璃牌号对照表 (20) 三、其它光学玻璃 (26) 1．有色光学玻璃 (26) 1.1 有色玻璃的种类 (26) 1.1.1 截止型玻璃（硒镉着色玻璃） (27) 1.1.2 选择吸收玻璃（离子着色玻璃） (27) 1.1.3 中性玻璃 (27) 1.2 有色光学玻璃的特点和用途 (28) 1.3 有色玻璃牌号 (28) 2．特种光学玻璃 (29) 2.1 石英玻璃 (29) 四、微晶玻璃 (30) 1．概述 (30)
2．微晶玻璃的性能及应用 (30) 3．光学晶体主要性能参数 (31) 五、光学塑料 (31) 1．光学塑料大致分类 (31) 2．常用光学塑料 (32) 2.1 聚苯乙烯PS(火石塑料) (32) 2.2 聚碳酸酯PC (32) 2.3 聚甲基丙烯酸甲脂（Polymethyl methacrylate简称PMMA，也称Acrylic） (33) 2.4 烯丙基二甘醇碳酸酯(Allgl diglycol carbonate,简称ADC或CR-39) (34) 2.5 苯乙烯-丙烯腈共聚物NAS (35) 2.6 苯乙烯-丁二烯-丙烯酯ABS (35) 2.7 苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物 (36) 3．光学塑料的主要优缺点 (37) 4．光学塑料零件的镀膜技术 (38) 六．光学镜片镀膜技术 (39) 1．光学零件镀膜分类, 符号及标注 (39) 2．镀膜种类 (39) 3. 镀膜材料 (40)
什么是光学玻璃玻璃有哪些分类光学玻璃有什么特性 2007-11-17 23:55 光学玻璃都是软的吗 光学玻璃分为有色光学玻璃和无色光学玻璃两大类。 有色光学玻璃分为磷酸盐玻璃、硅酸盐玻璃。采用硒镉着色、离子着色的中性（暗色）玻璃离子着色的选择性吸收玻璃。 光学玻璃 optical glass 通过折射、反射、透过方式传递光线或通过吸收改变光的强度或光谱分布的一种无机玻璃态材料。具有稳定的光学性质和高度光学均匀性。按光学特性分为：①无色光学玻璃。对光学常数有特定要求，具有可见区高透过、无选择吸收着色等特点。按阿贝数大小分为冕类和火石类玻璃，各类又按折射率高低分为若干种，并按折射率大小依次排列。多用作望远镜、显微镜、照相机等的透镜、棱镜、反射镜等。②防辐照光学玻璃。对高能辐照有较大的吸收能力，有高铅玻璃和CaO-B2O2系统玻璃，前者可防止γ射线和X射线辐照，后者可吸收慢中子和热中子，主要用于核工业、医学领域等作为屏蔽和窥视窗口材料。③耐辐照光学玻璃。在一定的γ射线、X射线辐照下，可见区透过率变化较少，品种和牌号与无色光学玻璃相同，用于制造高能辐照下的光学仪器和窥视窗口。④有色光学玻璃。又称滤光玻璃。对紫外、可见、红外区特定波长有选择吸收和透过性能，按光谱特性分为选择性吸收型、截止型和中性灰3类；按着色机理分为离子着色、金属胶体着色和硫硒化物着色3类，主要用于制造滤光器。⑤紫外和红外光学玻璃。在紫外或红外波段具有特定的光学常数和高透过率，用作紫外、红外光学仪器或用作窗口材料。⑥光学石英玻璃。以二氧化硅为主要成分，具有耐高温、膨胀系数低、机械强度高、化学性能好等特点，用于制造对各种波段透过有特殊要求的棱镜、透镜、窗口和反射镜等。此外，还有用于大规模集成电路制造的光掩膜板、液晶显示器面板、影像光盘盘基薄板玻璃；光沿着磁力线方向通过玻璃时偏振面发生旋转的磁光玻璃；光按一定方向通过传输超声波的玻璃时，发生光的衍射、反射、汇聚或光频移的声光玻璃等。 硬的啦. 光学玻璃 科技名词定义 中文名称： 光学玻璃 英文名称：
光学玻璃专业知识 一、光学玻璃的生产工艺流程 现在光学玻璃应用越来越广泛，产品种类也越来越多，不同的产品其制作工艺各有不同，但大体情况类似。现以当前最流行的手机触摸屏工艺生产为例：开料平磨磨边清洗一钢化清洗二丝印清洗三成品包装。以上仅说明其主要步骤，各个公司工序可能有所差别，但大体是这样的。其中每个步骤还有更细工作，在此不详说。比如，清洗这一道工序里面就需要10个槽左右，而且一片玻璃制作下来有时需要清洗2-4次。整个生产工序相对比较复杂。 二、几个常见问题 1)白片玻璃钢化后出现白点、水印 水印问题相对简单，仅需注意水质电导率是否超高，定期测量和及时对混合离子交换树脂进行再生处理。白点问题涉及的因素比较多，需要我们逐个考虑，采取排除法处理才行。比如，是否选择了合适的清洗工艺，恰当的清洗剂，强碱性和弱碱性对应于不同工序的玻璃或不同类型的玻璃，清洗剂开槽浓度，清洗温度，清洗剂更换频率，清洗时间等，一般我们是固定其它参数，改变一个参数，逐步试验，看其对清洗质量有所提升否，再进行其它参数试验，这是一个长期积累经验的过程，一般这个过程需要很好的耐心、细心、恒心才能掌握到一些清洗技巧，这是考验一个现场管理者的智慧。 2)丝印后清洗时掉油墨、掉镜面银 这个问题主要考虑的因素有：清洗剂是否选择得当，它的碱性是否过于强烈，否则选用稍弱的碱性清洗剂，超声波频率是否开得过大，清洗时间是否过长，清洗温度是否过高等。通过多次的对比试验一般可以找到问题原因，进而采取相应办法解决。 3）丝印清洗后成品还留有少许白点、水迹等 如果在重新清洗则可能要耗费更长时间，而且这个不是普遍现象，仅少量玻璃夹杂其中，可在检查时将其挑选出来，再采用无尘布和酒精或白电油，简单的擦玻璃表面，将上面的白点、灰尘、水迹等污物擦拭一下即可。还有的做法是，如果脏污玻璃较多时可集中在一起，用碳酸钙和白电油掺和在一起，放在毛巾或无尘布上搓粉，然后冲水，再送回清洗房，重新清洗，效果还是可以得到明显改善。 4）丝印油墨的脱除问题 目前市面上采用两种方式来脱除油墨，一是利用浓硫酸，利用浓硫酸的强氧化性，将玻璃上的油墨进行分解、溶解而脱除；另外一种是利用碱在高温条件下，辅助一些有机溶剂等进行脱除。两种方法各有利弊，前一方法是成本低，使用寿命长，脱除效果好，但危险性大，耗费时间长等。后一种是效率高，效果也比浓硫酸好，但使用寿命短，成本较高，容易分层。目前市面上的各种类型脱墨剂，其性能效果各有差异，没有一种通用的产品对所有类型油墨都有较好的脱除效果。 5）生产的衔接 各个工序之间生产应做到有序，前后工序停留时间不可过长，否则会使工件表面的脏污灰尘、水迹、油污等已经干涸，这些产品在清洗前更需要增加特殊的处理，方可将表面的脏污彻底清洗干净。比如，有些脱墨后的玻璃，其工作环境一般比较差，灰尘多，如果放置时间过长，其表面的脏污则很难清洗干净或需要进行多次清洗。
光學玻璃主要成分是二氧化矽(SiO2)，目前生產的種類約有250種，依折射率(n d)與色散率(V d)來分，大致可分為冠冕玻璃(Crown Glass, Vd>55)和火石玻璃(Flint Glass, Vd<55)兩大類。根據所滲入的副成分多與少、又有不同的細分類如圖2-1及表2-4所示。各玻璃種別再依光學性能的少許差異，再以數字1,2,3...區別。 表2-4 光學玻璃的記號與名稱 選擇光學玻璃須詳慮折射率nd、Abbe數vd、耐候性、著色度、熱特性等。最常用的玻璃為硼矽crown BK7，其耐酸性、耐候性強，硬度適當，容易加工，易得均質大塊，光學上的光譜分散少，而且透過率良好，廣用為各種單透鏡、全反射稜鏡、面向空氣的透鏡類或窗等材料。 光學玻璃之優缺點
透鏡材料光譜圖 光學材料（Optical Materials） 絕大部分的光學材料用於光的穿透。有時也用於特定的濾色作用（選擇性的穿透）。在最為熟悉的應用中，如建築用與汽車用玻璃，其光學要求為穿透且不被撓曲。就是要求平且平行的表面，其內部也無裂縫。在某些應用中，紅外光與紫外光射必須被濾去。 光學濾鏡具有沿光線路徑產生折射的額外目的。視力用的透鏡，其折射通常由研磨表面曲率來控制。折射率（index of refraction），材料的一種性質，在透鏡特殊用途上為第二個原素 且在元學系統中必須給予考慮。 通訊用的光纖維為最近科技的一項革新；很明顯地，此纖維必須具有趨近於零的光吸收，令人驚奇的是折射率也是個因素。
雷射光學也是另一頁光的高度科技應用，它涵蓋著多彩多姿的材料發展。 3.5.1折射率（index of refraction） 材料的折射率，，係光速度，，在真空中對在材料中的比值；可由史乃爾定律（Snell;s law）計算，它與入射角及折射角有關： (3 – 35) 光線可以任何方向進行，但是如果 2超過了某一臨界值（使 1等於90°）時，此光線 只有反射。 折射率隨頻率稍有變化，在藍光與紅光間折射率展開稱為分散（dispersion）。波長愈短折射率愈高；在透鏡系統的設計中，折射率變得很重要，因為自有的色光必須在同一平面聚焦。表3－5列出了幾種材料的折射率與分散情形。 Table 3-5. Mass Absorption Coefficient of Various Materials
第六章 材料光学性能分析 一、教学目的 理解并掌握各光学性能、光谱的概念，掌握各光谱仪的测试方法和光谱分析方法。了解光谱仪的结构和测试原理。 二、重点、难点 重点：固体发光原理、荧光光谱测试技术。 难点：荧光光谱测试技术。 三、教学手段 多媒体教学 四、学时分配 6学时 第一节 透射光谱和吸收光谱 材料的光学性能主要包括对光的折射、反射、吸收、透射以及发光等诸多方面，光学性能与材料的某些应用领域密切相关，比如用作反射镜、光导纤维窗口、透镜、棱镜、滤光镜、激光探测器件等。鉴于篇幅，本章着重介绍折射率、色散、透过、吸收以及激发、发射、亮度、效率等发光性能的测试。 一、基本概念 光作为一种能量流，在穿过介质时，能引起介质的价电子跃迁或影响原子的振动而消耗能量。 即使在对光不发生散射的透明介质如玻璃或水溶液中，光也会有能量的损失，即光的吸收。 1.吸收光谱 设有一厚度为x 平板材料，入射光强度设为I 0，通过此材料后光强度为I ′。选取其中一薄层，并认为光通过此薄层的吸收损失-dI 正比于此处光强度 I 和薄层厚度dx ，即: 则可得到光强度随厚度呈指数衰减规律，即朗伯特定律： α为物质对光的吸收系数，单位为cm-1。 d I I d x α-=??' 0x I I e α-=?
α的大小取决于材料的性质和光的波长。对于相同波长的光波，α越大，光被吸收得越多，能透过的光强度就越小。 α随入射光波长(或频率)变化的曲线，叫作吸收光谱。 2.透射光谱 透光性是表征材料被光穿透能力的高低，透光性的好坏可用透过率指标T 来衡量。 透过率T 是指光通过材料后，透过光强度占入射光强度的百分比。剩余光强度应是从初始入射光强度I 0中扣除造成光能衰减的表面上的反射损失、试样中的散射损失和吸收损失等。 一般地，反射、吸收和透过的关系可用下式表示： T ——透过率；R ——反射系数；α——吸收系数； d ——试样厚度，单位cm 。 透过率T 随波长变化的曲线即称为透射光谱曲线。 透射光谱曲线可用分光光度计来测定。 光强的大小用光透过试样照到光电管上产生的电流的大小来表示。 某个波长的光通过空气（作为空白样）后的光强设为I 0，再通过一定厚度 的试样后的光强设为I ′，即可通过I ′/ I 0得到针对该波长的透过率Tλ，如此依次测得其他各波长的透过率就可得到透过率T 随波长变化的透射光谱。 二、光谱测试 1.测试仪器：分光光度计 图6-1 721型分光光度计的光学系统示意图 1—光源 2, 8—聚光透镜 3—反射镜 4—狭缝 5, 12—保护玻璃 6—准直镜 7—色散棱镜 9—比色皿 10—玻璃试样 11—光门 13—光电管 2.透射光谱测试 2 (1)exp() T R d α=--?
凤凰制造一课 光学玻璃简介 光学辅材简介 1、光学玻璃之分类与组成： 第一次大战后为研究制造高屈折率之光学材料于是加入稀元素于玻璃内。 因之，获得欲制造高屈折率低分散之玻璃以矽酸盐或磷酸盐玻璃是不可能，而要不以硼酸盐为主成分之高价原子，ion半径大之阳离子加入之。 要增加屈折率，即要增加高分子屈折，减少分子容量。玻璃之分子屈折主要由单结合之氧离子而定之，因此加入多量之分极性大的氧ion即可达成目的。 分极性大的氧ion可由导入ion半径大，起分极作用小如Ba2+、La2+等之修饰离子于形成glass之氧化物中而得之。重フリントンガラス之高屈折率是基于Pb2+ ion之分极,但该时分散亦大。 分子容量亦由氧ion之填充度而决定之，故要增加屈折率，即要增大氧ion之填充度。 Glass因光之波长，其屈折率而异，这就是光之分散。一般光学glass在可视域为无色透明无吸收，但在紫外域、红外域有吸收性存在。 光学glass普遍不使用着色成分，故glass上有着色，可视由不纯物所引起。最成问题之不纯物为Fe2O3（但因glass之材质而异）。一小数点以下三位仍成问题。
凤凰制造一课 若PbO之量增大，即Fe2O3同在0.001%以下，其吸收作用在可视域可发现。 若不纯物之量增大，吸收作用向长波长侧扩展而容易着色。 含有ランタン之glass因含有多量之修饰氧化物，该glass 增大氧ion之分极性，吸收作用更向长波长侧移动而更易着色。 故高屈折率低分散Glass之着色要完全除去是不容易的。该等glass原料所能容许之不纯物量为Ce2O3：0.001%及Fe2O3：0.001%以下。 △1、SF—F—LF—KF—K系列 重フリント含有大量之PbO之SiO2—PbO—R2O的组成，容易着色（因有多量之PbO）、比重大、溶融温度低、耐酸性不良。 若PbO减少，即アルカリ性增大，耐水性差。 KF等易生白霉（白ヤケ） △2、BaSF—BaF—BaLF—BaK—BaLK系列 BaSF由SiO2—PbO—BaO—R2O系组成。如PbO→减少、BaO→增大，即分散小，变成BaF。 由BaO之增大，着色减少软化点增记，膨胀小。因含有BaO，故耐酸性不良。 BaK、BaLK不含PbO，但有BaO及アルカリ，故耐水性差。 △3、BaSF—BaF—SSK—SK系列 含有B2O3，即SiO2—B2O3—PbO—BaO系，若无PbO即成为SSK—SK系。
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