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光學玻璃推動了了人類的進步
光學玻璃是特指的不同于我們常用的普通玻璃的一類特種玻璃,它們能夠提供特別的光學視野,為人類了解微觀世界已經(jīng)太空深處提供了重要的物質前提。
光學玻璃具有良好的通光性能,能夠在制成光學鏡片的時候保證良好的透光率,這一點非常重要,在觀測外空環(huán)境的時候,一般鏡片對光線的損耗非常大,使得對空觀察會丟失很多的視野,出現(xiàn)極大的觀測誤差;另一方面,在觀察微觀世界的時候,光學玻璃的良好性能可以讓鏡片的厚度得到改良,能夠生產(chǎn)出更加小型化的觀察鏡片,讓實驗器材更加方便實用。冷卻后的玻璃塊,必須經(jīng)過光學儀器測量,檢驗純度、透明度、均勻度、折射率和色散率是否合規(guī)格。
可以說,沒有光學玻璃的幫助,我們的科技進步會更加緩慢。
光學玻璃中關于消除色差的相關介紹
復消色差 (APOchromatic) :可以想象,如果某種材料隨波長變化折射率的數(shù)值可以任意控制,那么我們就能夠設計出完全沒有色差的鏡頭。以二氧化硅為主要成分,具有耐高溫、膨脹系數(shù)低、機械強度高、化學性能好等特點,用于制造對各種波段透過有特殊要求的棱鏡、透鏡、窗口和反射鏡等。可惜,材料的色散是不能任意控制的。我們退一步設想,如果能夠將可見光波段分為藍-綠、綠-紅兩個區(qū)間,而這兩個區(qū)間能夠分別施用消色差技術,二級光譜就能夠基本消除。
但是,經(jīng)過計算證明:如果對綠光與紅光消色差,那么藍光色差就會變得很大;如果對藍光與綠光消色差,那么紅光色差就會變得很大。起首,光學玻璃的光學常數(shù)以及統(tǒng)一批玻璃光學常數(shù)需分歧,第—品種光學玻璃對不同的波長光芒都有規(guī)則的規(guī)范折射率數(shù)值,作為光學計劃者計劃光學系統(tǒng)的根據(jù)。理論計算為復消色差找到了途徑,如果制造凸透鏡的低折射率材料藍光對綠光的部分相對色差恰好與制造凹透鏡的高折射率材料的部分相對色差相同,那么實現(xiàn)藍光與紅光的消色差之后,綠光的色差恰好消除。
這個理論指出了實現(xiàn)復消色差的正確途徑,就是尋找一種特殊的光學材料,它的藍光對紅光的相對色散應當很低、而藍光對綠光的部分相對色散應當很高且與某種高色散材料相同。如何對不同材質的光學鏡片選擇對應的拋光粉光學鏡片經(jīng)過研磨液細磨后,其表面尚有厚約2–3m的裂痕層,要消除此裂痕層的方法即為拋光。螢石就是這樣一種特殊材料,它的色散非常低(阿貝數(shù)高達95.3),而部分相對色散與許多光學玻璃接近。 熒石(即氟化鈣,分子式CaF2)折射率比較低(ND=1.4339),微溶于水,可加工性與化學穩(wěn)定性較差,但是由于它優(yōu)異的消色差性能,使它成為一種珍貴的光學材料。螢石早僅用于顯微鏡中,自從螢石人工結晶工藝實現(xiàn)以后,超長焦鏡頭中螢石幾乎是不可或缺的材料。
由于螢石價格昂貴、加工困難,各光學公司一直不遺余力的尋找螢石的代用品,氟冕玻璃就是其中一種。各公司所謂AD玻璃、ED玻璃、UD玻璃,往往就是這一類代用品。
隨著光學與電子信息科學、新材料科學的不斷融合,作為光電子基礎材料的光學玻璃在光傳輸、光儲存和光電顯示三大領域的應用更是突飛猛進,成為社會信息化尤其是光電信息技術發(fā)展的基礎條件之一。
能改變光的傳播方向,并能改變紫外、可見或紅外光的相對光譜分布的玻璃。狹義的光學玻璃是指無色光學玻璃;廣義的光學玻璃還包括有色光學玻璃、激光玻璃、石英光學玻璃、抗輻射玻璃、紫外紅外光學玻璃、纖維光學玻璃、聲光玻璃、磁光玻璃和光變色玻璃。光學玻璃可用于制造光學儀器中的透鏡、棱鏡、反射鏡及窗口等。由光學玻璃構成的部件是光學儀器中的關鍵性元件。光學石英玻璃的生產(chǎn)工藝如下:一、制作熔解爐:熔解爐有黏土爐及白金爐兩種。
你知道光學玻璃模壓成型技術的應用有多廣泛嗎?下面來看看吧:
目前,光學玻璃透鏡模壓成型技術,已經(jīng)用來批量生產(chǎn)精密的球面和非球面透鏡。平時,除了一般生產(chǎn)制造直徑為15mm左右的透鏡外,還能生產(chǎn)制造直徑為50mm的大口徑透鏡、微型透鏡陣列等。現(xiàn)已能制造每個透鏡的直徑為100μm的微型透鏡陣列。
(1)制造軍l用和民用光學儀器中使用的球面和非球面光學玻璃零件,如各透鏡、棱鏡、以及濾光片等;
(2)制造光通信用的光纖耦合器用非球面透鏡;
(3)制造光盤用的聚光非球面透鏡。使用一塊模壓成型法制造的非球面光學玻璃透鏡,可代替光盤讀出器光學鏡頭內使用的三塊球面透鏡。5、操作者在完成作業(yè)或脫離作業(yè)室時,有必要平息火并封閉噴槍氣閥及鋼瓶氣閥。由于模壓成型非球面透鏡的精度很高,不僅能夠控制和校正大數(shù)值孔徑的軸向像差,而且還使原來的光學鏡頭的重量減輕、成本降低30~50%。
(4)制造照相機取景器非球面光學玻璃透鏡、電影放映機和照相機鏡頭的非球面透鏡等。