光学玻璃的均匀性 .pdfVIP

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资料来源：SCHOTT

翻译：袁晓曲

资料26：光学玻璃的均匀性

0.简介

SCHOTT提供的加工过的光学玻璃，其均匀性可高达H5级。可实现的

均匀性主要取决于玻璃型号和尺寸。大多数交付的光学玻璃的均匀性

能达到H2级或更好。

N－BK7就是一种高均匀性的玻璃，可进行大量生产，尺寸大于300mm，

均匀性为H2甚至更好。

N－BK7的尺寸如果小于150mm，大批量提供的产品甚至可以达到H5

级。

1.均匀性定义

光学玻璃最重要的性质之一就是材料折射率的空间均匀性极好。一般

而言，人们能够从玻璃均匀性中区分材质折射率的整体或大范围均匀

性以及小范围的偏离。条纹就是玻璃均匀性在空间上小范围的变化。

小范围变化的范围大约是0.1mm到2mm（条纹的更多信息见Tie25）。

1。

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但是，折射率空间上大范围的整体均匀性则覆盖了整块玻璃。

2.整体非均匀性的产生

整体非均匀性的产生有3个原因：

熔炼工艺：光学玻璃采用连续熔炼工艺生产。熔炼过程中化学组

分的梯度会导致折射率的非均匀性。梯度产生的原因是特殊组分

的表面挥发和/或者与模具材料接触的部分熔化物发生了反应。由

于连续熔炼和浇铸过程中的工艺控制，观察到的折射率只是一个

时间函数。在不同时间从浇铸中得到的那些具有最高均匀性的玻

璃，其折射率在时间上几乎不变。

由于热均衡导致的密度变化：密度变化取决于玻璃的热历史。在

较高温度，实现均衡密度所用的时间小于较低的温度。在转变温

度Tg附近，不同温度实现的均衡密度是不同的。接近Tg温度时，

不受控制的玻璃冷却将产生折射率的空间不均匀性。在光学玻璃

生产中，连续的精密退火避免了这种不均匀性。为了避免热梯度，

玻璃应从稍高于Tg温度的地方开始缓慢冷却。为了获得高均匀

性，大尺寸光学玻璃的精密退火是一个非常花费时间的过程。

在冷却过程中由于温度梯度导致的永久性应力。

3.均匀性的级别

随着对折射率均匀性要求的不断增长，根据ISO标准10110第4部分

[5]节，玻璃的折射率均匀性可分为5级。单个部件的SCHOTT均匀性

2。

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级别H1-H5包含在ISO的级别1到5中。SCHOTT使用ISO标准中的0

级和1级来描述变化公差。变化公差是从一片到另一片的折射率变

化。表1给出了均匀性级别的概要性描述。

ISO10110第4部分最大折射SCHOTT均实用范围

均匀性级别率变化匀性级别

变化公差，单个切割玻璃的均匀性总是更

050*10S0

-6好

20*10S1变化公差，用于单个切割玻璃

-6

1

20*10H1