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光学根底学问
光学根底学问
3
光学加工基础知识
§1光学玻璃根本学问
一。根本分类和概念
光学材料分类:光学玻璃、光学晶体、光学塑料三类.
玻璃的定义：不管化学成分和固化温度范围如何，一切由熔体过冷却所得的无定形体，由于粘度渐渐增加而具有固体的机械性质的，均称为玻璃.光学玻璃分为冕牌K和火石F两大类，火石玻璃比冕牌玻璃具有较大的折射率nd和较小的色散系数vd。
二.光学玻璃熔制过程
将协作料经过高温加热，形成均匀的，高品质的，并符合成型要求的玻璃液的过程，称玻璃的熔制。玻璃的熔制,是玻璃生产中很重要的环节。，玻璃的很多缺陷都是在熔制过程中造成的,玻璃的产量、质量、生产本钱、动力消耗、熔炉寿命等都与玻璃的熔制有亲热关系。
混合料加热过程发生的变化有:
物理过程-———-协作料的加热，吸附水的蒸发,单组分的熔融，个别组分挥发.某些组分的多晶转变。化学过程———-—固相反响，盐的分解,水化物分解,结晶水的排解，组分间的作用反响及硅酸盐的形
成。
物理化学过程 低共熔物的组分和生成物间相互溶解，玻璃与炉气介质，耐火材料相互作用等。
上述这些现象的发生过程与温度和协作料的组成性质有关.对于玻璃熔制的过程,由于在高温下的反响很简洁，尚待充分了解,但大致可分为以下几个阶段。
1.加料过程-————硅酸盐的形成
2。熔化过程 玻璃形成
3。澄清过程--——-消退气泡
4。均化过程-———--消退条纹
5。降温过程--——--—调整粘度
6。出料成型过程
总之，玻璃熔制的每个阶段各有其特点，同时，它们又是彼此相互亲热联系和相互影响的.在实际熔制中，常常是同时或穿插进展的，这主要取决于熔制的工艺制度和玻璃窑炉构造特点。
三。玻璃材料性能1．折射率nd、色散系数vd
依据折射率和色散系数与标准数值的允许差值，光学玻璃可以分为五类
表1-1:折射率和色散系数与标准数值的允许差值
类别
折射率与标准数值的允许差值
折射率nd允许差值
色散系数与标准数值的允许差值
色散系数vd允许差值
0
±3×10-4
±0.3%
1
±5×10—4
±0.5%
2
±7×10-4
±0。7％
3
±10×10-4
±0。9%
4
±20×10-4
±1。5％
2。光学均匀性
光学均匀性指同一块玻璃中折射率的渐变。
玻璃直径或边长不大于150mm，用鉴别率比值法玻璃分类如表1-2.
表1—2
：光学均匀性
类别
1
2
3
4
ф/ф0
1.0
1。0
1。1
1.2
1类或2类还应测星点.
玻璃直径或边长大于150mm,称大块光学玻璃，依据玻璃各部位间折射率微差值最大值Δnmax分类。如表1-3.
表1-3：大块光学玻璃光学均匀性
3。应力双折射
光学玻璃的应力分中部应力〔张应力〕和边缘应力〔压应力)。
中部应力:按长度单位上中部应力的最大光程差δnmax〔nm/cm〕分类：
表1-4：光学玻璃中部应力双折射分类
类别
1
1a
2
3
δnmax〔nm/cm〕
2
4
6
10
边缘应力：按单位厚度的最大光程差δnmax〔nm/cm〕分类：
表1—5：光学玻璃边缘应力双折射分类
条纹度
条纹是玻璃内部折射率的局部不均匀引起。
边长或直径小于150mm，称小块光学玻璃，分四类；
表1-6：小块光学玻璃条纹度
类
别
光阑孔
径
投影距离L2
〔mm〕
投影距离L1
〔mm〕
观看结果
00
1
650±300
2023±100
无条纹影象
0
2
650±300
2023±100
1
3
250±10
750±30
2
4
250±10
750±30
长度《12mm,
每300cm3中《10条,间距》10mm
边长或直径大于150mm,为大块玻璃，分四类；
表1—7：大块光学玻璃条纹度
类
别
光阑孔
径
投影距离L2
〔mm)
投影距离L1
〔mm〕
观看结果
D0
0。5
2500±100
8000±200
无条纹影象
D1
2
2500±100
8000±200
D2
2
2500±100
8000±200
有细小条纹影象,间距间距》40mm
1。直径或边长《250mm，允许有1
条,长度《玻璃直径或边长的1/4；
按观看玻璃的方向数,分三级。
表1-8：条纹度分级
气泡度
依据气泡度依据其直径或最大边长，按最大气泡的直径分三类。
表1-8：气泡度分类
类别
0
1
2
最大直径或边长mm/
0-20/0.05
0-20/0。1
0—20/0。1
允许气泡最大直径
20-120/0。4
20—120/0。6
20—120/0。9
mm
120/0。4
120/0。6
〉120/0.9
依据100cm3体积内含直径》0。05mm气
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