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解析光學玻璃技術原理及發展發現

文章出處:人氣:-發表時間:2014-12-31 09:06【

能改變光(guang)(guang)的(de)(de)傳播方向,并能改變紫外(wai)、可見或紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)的(de)(de)相對光(guang)(guang)譜分布的(de)(de)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)。狹義的(de)(de)光(guang)(guang)學(xue)(xue)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)是指(zhi)無(wu)色光(guang)(guang)學(xue)(xue)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li);廣義的(de)(de)光(guang)(guang)學(xue)(xue)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)還包括有色光(guang)(guang)學(xue)(xue)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)、激光(guang)(guang)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)、石英光(guang)(guang)學(xue)(xue)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)、抗輻射(she)(she)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)、紫外(wai)紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)學(xue)(xue)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)、纖維光(guang)(guang)學(xue)(xue)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)、聲(sheng)光(guang)(guang)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)、磁(ci)光(guang)(guang)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)和光(guang)(guang)變色玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)。光(guang)(guang)學(xue)(xue)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)可用于制造光(guang)(guang)學(xue)(xue)儀器中的(de)(de)透鏡(jing)、棱鏡(jing)、反射(she)(she)鏡(jing)及(ji)窗口等。由(you)光(guang)(guang)學(xue)(xue)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)構成(cheng)的(de)(de)部(bu)件是光(guang)(guang)學(xue)(xue)儀器中的(de)(de)關鍵性元(yuan)件。


1、前景


光(guang)(guang)學玻璃是(shi)(shi)光(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)(dian)技術(shu)產業的基(ji)礎和(he)(he)重要組成部分。特別是(shi)(shi)在20世紀90年代(dai)以后,隨著光(guang)(guang)學與(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)信(xin)息(xi)科(ke)學、新材料科(ke)學的不斷融合,作為光(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)基(ji)礎材料的光(guang)(guang)學玻璃在光(guang)(guang)傳輸(shu)、光(guang)(guang)儲存和(he)(he)光(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)(dian)顯示(shi)三(san)大(da)領域的應用更(geng)是(shi)(shi)突飛(fei)猛(meng)進,成為社會信(xin)息(xi)化尤其是(shi)(shi)光(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)(dian)信(xin)息(xi)技術(shu)發展的基(ji)礎條件之(zhi)一。


隨著國內經濟(ji)持續、穩(wen)定發展(zhan),中國光學(xue)玻(bo)璃(li)(li)制造(zao)行業(ye)(ye)發展(zhan)迅猛。根(gen)據國家(jia)統(tong)計局數(shu)據顯示,2010年(nian),光學(xue)玻(bo)璃(li)(li)制造(zao)行業(ye)(ye)規(gui)模以上(shang)企業(ye)(ye)數(shu)量達246家(jia),行業(ye)(ye)全年(nian)實現銷售收(shou)入為(wei)234.05億(yi)元(yuan),同(tong)比(bi)增長(chang)(chang)53.70%;實現利潤15.37億(yi)元(yuan),同(tong)比(bi)增長(chang)(chang)87.10%;資(zi)產(chan)規(gui)模達到264.50億(yi)元(yuan),同(tong)比(bi)增長(chang)(chang)77.49%。由于光學(xue)玻(bo)璃(li)(li)制造(zao)行業(ye)(ye)以國內銷售為(wei)主,金融危(wei)機對其影響相對較小(xiao),行業(ye)(ye)依然表現出較好(hao)的增長(chang)(chang)勢頭。


2、簡介


用(yong)于制造光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)儀器(qi)或機械系(xi)統的(de)(de)透鏡(jing)、棱鏡(jing)、反射(she)鏡(jing)、窗口等(deng)(deng)的(de)(de)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)材(cai)料(liao)。包括無(wu)色光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(通常(chang)簡稱(cheng)光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li))、有色光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)、耐輻射(she)光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)、防輻射(she)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)和(he)光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)石英玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)等(deng)(deng)。光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)具(ju)(ju)有高度的(de)(de)透明性(xing)、化(hua)學(xue)(xue)及物理學(xue)(xue)(結構和(he)性(xing)能)上的(de)(de)高度均(jun)勻(yun)性(xing),具(ju)(ju)有特定和(he)精確的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)常(chang)數。它可分為硅酸(suan)鹽(yan)(yan)、硼酸(suan)鹽(yan)(yan)、磷酸(suan)鹽(yan)(yan)、氟化(hua)物和(he)硫系(xi)化(hua)合物系(xi)列。品種繁(fan)多,主(zhu)要(yao)按他們在折射(she)率(nD)-阿貝(bei)值(zhi)(VD)圖中(zhong)的(de)(de)位置來(lai)分類(lei)。傳統上nD>1.60,VD>50和(he)nD<1.60,vd>55的(de)(de)各類(lei)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)定為冕(mian)(K)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li),其余(yu)各類(lei)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)定為火石(F)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)。冕(mian)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)一般作(zuo)凸透鏡(jing),火石玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)作(zuo)凹透鏡(jing)。通常(chang)冕(mian)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)屬(shu)(shu)于含堿硼硅酸(suan)鹽(yan)(yan)體系(xi),輕冕(mian)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)屬(shu)(shu)于鋁硅酸(suan)鹽(yan)(yan)體系(xi),重冕(mian)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)及鋇(bei)火石玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)屬(shu)(shu)于無(wu)堿硼硅酸(suan)鹽(yan)(yan)體系(xi),絕大部分的(de)(de)火石玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)屬(shu)(shu)于鉛鉀硅酸(suan)鹽(yan)(yan)體系(xi)。隨著光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)的(de)(de)應(ying)用(yong)領(ling)域不斷(duan)(duan)拓寬,其品種在不斷(duan)(duan)擴大,其組成中(zhong)幾乎包括周期(qi)表中(zhong)的(de)(de)所有元素。


通(tong)(tong)過折射(she)、反射(she)、透(tou)過方式傳遞光(guang)(guang)線(xian)或通(tong)(tong)過吸(xi)收改變光(guang)(guang)的(de)(de)強度或光(guang)(guang)譜分布(bu)的(de)(de)一種無機玻璃態(tai)材料。具有穩(wen)定的(de)(de)光(guang)(guang)學性質和(he)高(gao)度光(guang)(guang)學均勻性。


3、光學玻璃分類


無色光學玻璃


對光學常數有特定要求,具(ju)有可見區高(gao)透(tou)過、無(wu)選擇吸收著色(se)等(deng)特點(dian)。按(an)阿貝數大(da)小(xiao)分為冕類和火石類玻璃,各類又按(an)折射(she)率高(gao)低分為若干(gan)種,并按(an)折射(she)率大(da)小(xiao)依次(ci)排列(lie)。多用作望遠鏡(jing)(jing)、顯微(wei)鏡(jing)(jing)、照相機等(deng)的透(tou)鏡(jing)(jing)、棱(leng)鏡(jing)(jing)、反射(she)鏡(jing)(jing)等(deng)。


防輻照光學玻璃


對高能輻(fu)(fu)照(zhao)有較(jiao)大(da)的吸收能力(li),有高鉛玻璃和(he)CaO-B2O2系統玻璃,前者可防止γ射線和(he)X射線輻(fu)(fu)照(zhao),后者可吸收慢中子(zi)和(he)熱中子(zi),主(zhu)要用于核工業、醫學領(ling)域(yu)等作為屏蔽和(he)窺視窗口材料。


耐輻照光學玻璃


在(zai)一定的γ射(she)(she)線、X射(she)(she)線輻(fu)照(zhao)下,可見(jian)區(qu)透過(guo)率變化較少,品種和(he)牌號與(yu)無色光學(xue)玻璃相同,用于(yu)制造高能輻(fu)照(zhao)下的光學(xue)儀器(qi)和(he)窺視窗口。


有色光學玻璃


又稱濾(lv)光玻璃。對紫外、可見、紅(hong)外區特定(ding)波長有選(xuan)(xuan)擇(ze)吸收和(he)透過性(xing)能,按光譜特性(xing)分為選(xuan)(xuan)擇(ze)性(xing)吸收型(xing)、截止(zhi)型(xing)和(he)中性(xing)灰(hui)3類(lei);按著(zhu)色(se)機理(li)分為離(li)子著(zhu)色(se)、金屬膠體(ti)著(zhu)色(se)和(he)硫(liu)硒化物著(zhu)色(se)3類(lei),主(zhu)要(yao)用于制造濾(lv)光器(qi)。


紫外和紅外光學玻璃


在紫外(wai)或紅(hong)外(wai)波段具有特(te)定的(de)光(guang)學(xue)常數和高透(tou)過率,用作紫外(wai)、紅(hong)外(wai)光(guang)學(xue)儀器或用作窗口材料(liao)。


光學石英玻璃


以(yi)二氧化硅為主要成(cheng)分,具有(you)(you)耐高(gao)溫、膨脹系數低、機械強度高(gao)、化學性(xing)能好等特點,用于(yu)(yu)制造對各(ge)種波段透(tou)(tou)過有(you)(you)特殊(shu)要求的(de)棱(leng)鏡(jing)、透(tou)(tou)鏡(jing)、窗口和反射(she)鏡(jing)等。此外(wai),還有(you)(you)用于(yu)(yu)大(da)規模集(ji)成(cheng)電路(lu)制造的(de)光(guang)(guang)掩膜板(ban)、液(ye)晶顯(xian)示器面(mian)(mian)板(ban)、影像(xiang)光(guang)(guang)盤盤基(ji)薄板(ban)玻(bo)璃(li)(li);光(guang)(guang)沿(yan)著磁力線方(fang)向通過玻(bo)璃(li)(li)時偏振面(mian)(mian)發(fa)生旋轉的(de)磁光(guang)(guang)玻(bo)璃(li)(li);光(guang)(guang)按一定方(fang)向通過傳輸超聲(sheng)波的(de)玻(bo)璃(li)(li)時,發(fa)生光(guang)(guang)的(de)衍射(she)、反射(she)、匯(hui)聚(ju)或光(guang)(guang)頻移(yi)的(de)聲(sheng)光(guang)(guang)玻(bo)璃(li)(li)等。

4、色散分類


按色(se)散又分為(wei)兩類(lei):色(se)散較小的為(wei)冕類(lei)(K),色(se)散較大的為(wei)火(huo)石類(lei)(F)。


①冕(mian)(mian)(mian)類光學玻(bo)璃分為氟冕(mian)(mian)(mian)(FK)、輕(qing)冕(mian)(mian)(mian)(QK)、磷冕(mian)(mian)(mian)(PK)、重磷冕(mian)(mian)(mian)(ZPK)、冕(mian)(mian)(mian)(K)、重冕(mian)(mian)(mian)(ZK)、鋇冕(mian)(mian)(mian)(BaK)、鑭冕(mian)(mian)(mian)(LaK)、鈦冕(mian)(mian)(mian)(TiK)和特(te)冕(mian)(mian)(mian)(TK)等。


②火(huo)(huo)(huo)(huo)石(shi)類(lei)光學玻璃分為輕(qing)火(huo)(huo)(huo)(huo)石(shi)(QF)、火(huo)(huo)(huo)(huo)石(shi)(F)、重火(huo)(huo)(huo)(huo)石(shi)(ZF)、鋇火(huo)(huo)(huo)(huo)石(shi)(BaF)、重鋇火(huo)(huo)(huo)(huo)石(shi)(ZBaF)、鑭(lan)(lan)火(huo)(huo)(huo)(huo)石(shi)(LaF)、重鑭(lan)(lan)火(huo)(huo)(huo)(huo)石(shi)(ZLaF)、鈦火(huo)(huo)(huo)(huo)石(shi)(TiF)、冕(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)石(shi)(KF)和特種火(huo)(huo)(huo)(huo)石(shi)(TF)等。它們在折射率nd與色(se)散系(xi)(xi)數v的(de)關系(xi)(xi)圖像(見圖)中分布在不(bu)同的(de)領域。


5、抗輻射


抗(kang)輻射玻(bo)璃是廣義光學玻(bo)璃的一種。包括(kuo)防(fang)輻射玻(bo)璃和耐(nai)輻射玻(bo)璃。


①防輻射(she)玻(bo)璃主要是對γ射(she)線(xian)(xian)和X射(she)線(xian)(xian)有較大吸收(shou)能力的(de)玻(bo)璃。當γ射(she)線(xian)(xian)或X射(she)線(xian)(xian)進入(ru)防護(hu)(hu)玻(bo)璃時,由于(yu)玻(bo)璃內部產生光電效應、生成(cheng)正負電子對,同時產生激發態(tai)和自由態(tai)電子,使(shi)射(she)入(ru)的(de)γ射(she)線(xian)(xian)或X射(she)線(xian)(xian)能量減小,穿透(tou)力下(xia)降,起到了防護(hu)(hu)作用。


當防輻射(she)玻(bo)璃的(de)(de)密度(du)增加時(shi),屏蔽能力(li)也相應增加。防γ射(she)線的(de)(de)玻(bo)璃的(de)(de)密度(du)通常不小于(yu)4.5g/cm。近年(nian)來(lai),已開(kai)始用密度(du)為6.2~6.5g/cm的(de)(de)玻(bo)璃,常用的(de)(de)有ZF系列(lie)。


②耐(nai)(nai)輻(fu)射(she)光(guang)(guang)學(xue)(xue)(xue)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)主要指在γ射(she)線作用下不易著色(se)(se)的(de)光(guang)(guang)學(xue)(xue)(xue)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)。耐(nai)(nai)輻(fu)射(she)光(guang)(guang)學(xue)(xue)(xue)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)牌(pai)號的(de)命名(ming),仍(reng)根據光(guang)(guang)學(xue)(xue)(xue)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)牌(pai)號,注(zhu)明(ming)能(neng)耐(nai)(nai)輻(fu)射(she)的(de)倫琴數,例如(ru),K509耐(nai)(nai)輻(fu)射(she)光(guang)(guang)學(xue)(xue)(xue)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)的(de)光(guang)(guang)學(xue)(xue)(xue)常數同K9,且能(neng)耐(nai)(nai)10倫琴劑量的(de)γ射(she)線。普(pu)通玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)受高(gao)能(neng)射(she)線輻(fu)射(she)后產(chan)生自由電子,它(ta)與玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)內(nei)部的(de)缺位結(jie)合(he),形成色(se)(se)心。同時也(ye)可使原子核(he)移(yi)位,破(po)壞了正常的(de)結(jie)構,也(ye)產(chan)生色(se)(se)心,使玻(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)著色(se)(se)。


耐輻(fu)射(she)光學玻(bo)(bo)璃中(zhong)引入了CeO2,在(zai)高能(neng)γ射(she)線輻(fu)照(zhao)后,由(you)于式(shi)①,能(neng)俘(fu)獲電子,不使(shi)玻(bo)(bo)璃內部(bu)產(chan)生色心,且因(yin)(yin)Ce和Ce的(de)吸收(shou)(shou)帶在(zai)紫(zi)外區。當CeO2含(han)量過高時,在(zai)紫(zi)外、紅外的(de)吸收(shou)(shou)帶延伸(shen)到可見光區,使(shi)可見光的(de)藍(lan)色區域吸收(shou)(shou)增加,導(dao)致玻(bo)(bo)璃呈黃色。同時,也會因(yin)(yin)玻(bo)(bo)璃中(zhong)其他(ta)成分的(de)影(ying)響而加深顏(yan)色,所以CeO2的(de)含(han)量不能(neng)太高,在(zai)K509中(zhong)CeO2的(de)含(han)量約為0.4%~0.5%,在(zai)K709中(zhong)CeO2約為1%。


6、制作原料


以(yi)優質石英(ying)砂為(wei)主料。適當加入(ru)輔料。由于稀土具(ju)有(you)高的折射率,低(di)的色(se)散和良(liang)好


的(de)(de)化學(xue)穩定性(xing),可(ke)生產光(guang)(guang)學(xue)玻(bo)璃,用(yong)于(yu)制造高級(ji)照(zhao)(zhao)相機(ji)、攝像機(ji)、望(wang)遠鏡(jing)等高級(ji)光(guang)(guang)學(xue)儀器(qi)的(de)(de)鏡(jing)頭(tou)。例(li)如一(yi)種(zhong)含氧化鑭(lan)lao360%,氧化硼b2o340%的(de)(de)具有優良光(guang)(guang)學(xue)性(xing)質的(de)(de)鑭(lan)玻(bo)璃,是(shi)制造高級(ji)照(zhao)(zhao)相機(ji)的(de)(de)鏡(jing)頭(tou)和潛望(wang)鏡(jing)的(de)(de)鏡(jing)頭(tou)的(de)(de)不可(ke)缺少的(de)(de)光(guang)(guang)學(xue)材(cai)料。另外(wai),利用(yong)一(yi)些稀土元素的(de)(de)防輻射特性(xing),可(ke)生產防輻射玻(bo)璃。


7、冷加工


一種(zhong)(zhong)利用化(hua)學(xue)氣(qi)相(xiang)(xiang)熱處(chu)(chu)理(li)手(shou)段以(yi)及(ji)單(dan)片(pian)鈉鈣硅(gui)玻(bo)(bo)(bo)璃來(lai)改(gai)變其原來(lai)分子(zi)結構(gou)而(er)不影響(xiang)玻(bo)(bo)(bo)璃原有顏色及(ji)透光率,使其達到超硬度(du)標準,在高溫火(huo)(huo)焰(yan)沖擊下以(yi)滿足(zu)防火(huo)(huo)要(yao)求(qiu)的超硬度(du)防火(huo)(huo)玻(bo)(bo)(bo)璃及(ji)其制造方法(fa)、專用設(she)備(bei)。它(ta)是由(you)下述重量配比的組份制成:鉀鹽蒸氣(qi)(72%~83%)、氬(ya)氣(qi)(7%~10%)、氣(qi)態氯化(hua)銅(8%~12%)、氮氣(qi)(2%~6%)。它(ta)包(bao)含以(yi)下工藝(yi)流程:以(yi)鈉鈣硅(gui)玻(bo)(bo)(bo)璃為基片(pian)進行切割,精磨(mo)邊(bian)的冷(leng)加工→對冷(leng)加工后(hou)的鈉鈣硅(gui)玻(bo)(bo)(bo)璃進行化(hua)學(xue)氣(qi)相(xiang)(xiang)熱處(chu)(chu)理(li)→將(jiang)鈉鈣硅(gui)玻(bo)(bo)(bo)璃表(biao)面進行鍍防火(huo)(huo)保護膜的處(chu)(chu)理(li)→將(jiang)鈉鈣硅(gui)玻(bo)(bo)(bo)璃表(biao)面進行特種(zhong)(zhong)物理(li)鋼(gang)化(hua)處(chu)(chu)理(li)。由(you)缸體及(ji)其與(yu)之相(xiang)(xiang)套(tao)合的缸蓋、與(yu)缸蓋一體連接的反(fan)應釜(fu)構(gou)成專用熱分解氣(qi)化(hua)設(she)備(bei)。


8、發展


光(guang)學玻(bo)璃(li)的(de)(de)發(fa)展和光(guang)學儀(yi)器(qi)的(de)(de)發(fa)展是密不可分(fen)的(de)(de)。光(guang)學系統新(xin)的(de)(de)改革往(wang)往(wang)向光(guang)學玻(bo)璃(li)提(ti)出新(xin)的(de)(de)要求(qiu),因而推動了光(guang)學玻(bo)璃(li)的(de)(de)發(fa)展,同(tong)樣(yang),新(xin)品種(zhong)玻(bo)璃(li)的(de)(de)試制成功也也往(wang)往(wang)反過來促(cu)進了光(guang)學儀(yi)器(qi)的(de)(de)發(fa)展。


最早被人們(men)用(yong)(yong)(yong)來制作(zuo)光(guang)學(xue)零(ling)件(jian)的(de)光(guang)學(xue)材料是(shi)天(tian)然晶(jing)(jing)體,據(ju)稱古(gu)(gu)(gu)代亞(ya)西利(li)亞(ya)用(yong)(yong)(yong)水晶(jing)(jing)作(zuo)透鏡(jing),而在(zai)古(gu)(gu)(gu)代中(zhong)國(guo)則應用(yong)(yong)(yong)天(tian)然電氣石(茶(cha)鏡(jing))和黃水晶(jing)(jing)。考古(gu)(gu)(gu)家(jia)證明(ming)公元三(san)千年前在(zai)埃及和我們(men)(戰(zhan)國(guo)時(shi)代)人們(men)已(yi)能制造玻(bo)璃(li)。但是(shi)玻(bo)璃(li)作(zuo)為(wei)眼(yan)鏡(jing)和鏡(jing)子還是(shi)十三(san)世紀(ji)在(zai)威尼(ni)斯開始的(de)。恩格斯在(zai)“自然辨證法”中(zhong)對此曾給予很高的(de)評價(jia),認為(wei)這是(shi)當時(shi)的(de)卓越發明(ming)之一。此后由于天(tian)文學(xue)家(jia)與航海學(xue)的(de)發展需要(yao),伽利(li)略、牛頓、笛卡兒等也用(yong)(yong)(yong)玻(bo)璃(li)制造了望遠鏡(jing)和顯微鏡(jing)。從十六(liu)世紀(ji)開始玻(bo)璃(li)已(yi)成為(wei)制造光(guang)學(xue)零(ling)件(jian)的(de)主(zhu)要(yao)材料了。

到了(le)十七世紀,光(guang)(guang)學系統(tong)的(de)消色(se)差成為光(guang)(guang)學儀器的(de)中心問題(ti)。這(zhe)時由(you)于改進了(le)玻(bo)璃成分,在玻(bo)璃中引入了(le)氧化鉛,赫爾才于1729年獲得第一(yi)對消色(se)差透(tou)鏡,從此(ci),光(guang)(guang)學玻(bo)璃就被分為冕牌和燧(sui)石玻(bo)璃兩個大類。

1768年紀南在法國(guo)(guo)(guo)首先用粘土棒攪拌(ban)的(de)方法制得了均勻的(de)光(guang)學(xue)玻璃,從而開始(shi)建立(li)(li)了獨(du)立(li)(li)的(de)光(guang)學(xue)玻璃制造工業。在十九世(shi)紀中(zhong)葉,幾個發達的(de)資本主(zhu)義國(guo)(guo)(guo)家都先后建立(li)(li)了自己(ji)的(de)光(guang)學(xue)玻璃工廠,如法國(guo)(guo)(guo)帕臘-芒圖公(gong)(gong)司(si)(1872年)、英國(guo)(guo)(guo)錢斯公(gong)(gong)司(si)(1848)、德國(guo)(guo)(guo)蕭(xiao)特公(gong)(gong)司(si)(1848)等(deng)。


十九(jiu)世紀光(guang)(guang)學儀(yi)器有(you)很(hen)(hen)大發展(zhan)。第一次世界大戰前夕(xi),德國為了(le)迅(xun)速發展(zhan)軍用光(guang)(guang)學儀(yi)器,要求打破光(guang)(guang)學玻(bo)(bo)璃(li)(li)品(pin)種(zhong)貧乏的限制。這(zhe)時(shi),著名物理學家阿員參加了(le)蕭(xiao)特廠的工(gong)作。他在(zai)玻(bo)(bo)璃(li)(li)中加入(ru)了(le)新的氧化(hua)物如BaO,B2O3,ZnO,P2O3等(deng),并且研究了(le)它(ta)他對玻(bo)(bo)璃(li)(li)光(guang)(guang)學常數的影響。在(zai)這(zhe)基(ji)礎上,發展(zhan)了(le)鋇(bei)冕、硼冕、鋅冕等(deng)類型玻(bo)(bo)璃(li)(li),同(tong)時(shi)也(ye)開始試(shi)制了(le)特殊相對部分色散的燧石玻(bo)(bo)璃(li)(li)。在(zai)這(zhe)時(shi)期(qi)內,光(guang)(guang)學玻(bo)(bo)璃(li)(li)品(pin)種(zhong)有(you)了(le)很(hen)(hen)大的擴展(zhan),因而在(zai)光(guang)(guang)學儀(yi)器方面出現了(le)較完整(zheng)的照相機及顯微(wei)鏡(jing)物鏡(jing)。

直至二十(shi)世紀三(san)十(shi)年代以前,大部分工作仍(reng)在蕭特廠基礎上進(jin)行(xing)。到(dao)(dao)1934年獲得了一系列重冤玻璃,如德國號(hao)SK-16(620/603)及(ji)SK-18(639/555)等。到(dao)(dao)此為止,可以認為是光學玻璃發展的(de)一個(ge)階(jie)段(duan)。


二次(ci)世界大戰前(qian)后,隨著各種(zhong)光(guang)(guang)學(xue)儀(yi)器(qi)如(ru)航空攝影,紫外與紅外光(guang)(guang)譜儀(yi)器(qi)、高(gao)級(ji)照相(xiang)物鏡等的(de)發展,對光(guang)(guang)學(xue)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)又(you)產生了(le)(le)(le)(le)新的(de)需要。這時(shi),光(guang)(guang)學(xue)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)也(ye)就(jiu)相(xiang)應地有了(le)(le)(le)(le)新的(de)發展。1942年,美國摩(mo)萊(Morey)及以后蘇聯(lian)與德(de)國的(de)科學(xue)工作者(zhe)都相(xiang)繼把稀士及稀散氧化(hua)物引入玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)中(zhong),因而(er)擴大了(le)(le)(le)(le)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)品種(zhong),得到(dao)了(le)(le)(le)(le)一系(xi)列(lie)高(gao)折(zhe)射率低色(se)散的(de)光(guang)(guang)學(xue)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li),如(ru)德(de)國LaK,LaF,蘇聯(lian)CTK及ТЬФ等品種(zhong)系(xi)列(lie)。與此同時(shi),也(ye)進行了(le)(le)(le)(le)低折(zhe)射率大色(se)散玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)的(de)研究并得到(dao)一系(xi)列(lie)氟鈦硅酸鹽系(xi)統的(de)光(guang)(guang)學(xue)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)。


由于(yu)各(ge)種新品(pin)種光學玻璃在(zai)加(jia)工(gong)或(huo)使用性能(neng)上或(huo)多或(huo)少地(di)存在(zai)著缺陷,因此在(zai)研究擴(kuo)展光學玻璃領域的同時,還針對改善各(ge)種新品(pin)種光學玻璃的物(wu)理和物(wu)理化(hua)學性質。以(yi)及(ji)生(sheng)產工(gong)藝進行了許(xu)多工(gong)作(zuo)。


綜觀以(yi)上歷史發(fa)展的過程,可以(yi)預(yu)言今后(hou)光學玻璃的發(fa)展方向是:


①制得(de)特別高(gao)折射率的(de)玻(bo)璃(li);


②制得特殊相(xiang)對部分(fen)色散的(de)玻璃;


③發展(zhan)紅外(wai)及紫外(wai)光學玻璃;


④取代玻璃中某些(xie)不(bu)良的(de)(de)成分如放(fang)射性的(de)(de)THO2,有毒的(de)(de)BcO,Sb2O3等;


⑤提高玻(bo)璃的化(hua)學(xue)穩(wen)定性;


⑥提(ti)高玻璃透(tou)明度和防止玻璃輻射著色(se);


⑦改進工藝過程,降(jiang)低(di)新品種玻璃(li)價格。

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