光学玻璃种类与性能区别光学玻璃加工制造的方法

玻璃是一种古老的建筑材料，早在古埃及时期就已出现。伴随着人类社会共同发展，玻璃行业创造出了各种功能独特的玻璃，使玻璃家族不断兴旺，例如防弹玻璃、光电玻璃、真空玻璃等，都在各自的领域发挥着不可替代的作用。我们将介绍光学玻璃种类与性能区别，并说明光学玻璃加工制造的方法。

一、光学玻璃种类与性能区别

根据不同的要求，可把光学玻璃分为三大类：

①无色光学玻璃

在可见及近红外相当宽广波段内几乎是全透明的，是使用量非常大的光学玻璃。按折射率和色散的不同有上百个牌号，可分为两个品种，即冕牌光学玻璃(以K代表)和火石光学玻璃(以F代表)。冕牌玻璃是硼硅酸盐玻璃，加入氧化铝后成为火石玻璃。二者的主要区别是火石玻璃的折射率和色散都非常大，因而光谱元件多用它制造。

②耐辐射光学玻璃

具有无色光学玻璃的各项性质，并能在放射性照射下基本不改变性能。用于受γ辐照的光学仪器，其品种及牌号与无色光学玻璃相同。其化学成分是在无色光学玻璃的基础上，添加少量二氧化铈来清理高能辐射在玻璃中形成的色心，使这种玻璃在受辐照后光吸收变化很小。

③有色光学玻璃

对某些波长的光具有特定吸收或透射性能。亦称滤光玻璃，有百余个品种。颜色滤光片对某些颜色能选择吸收，中性滤光片对所有波长的光的吸收相同，只是减低光束强度而不改变其颜色。干涉滤光片则是根据光的干涉原理，将不需要的颜色反射掉而不是吸收。

二、光学玻璃加工制造的方法

主要的生产过程是熔炼、成型、退火和检验。

①熔炼

有单坩埚间歇熔炼法和池窑(见窑)连续熔炼法。单坩埚熔炼法又可分为粘土坩埚熔炼法和铂坩埚熔炼法。不论采用何种熔炼方式均需用搅拌器搅拌，并严格控制温度和搅拌，使玻璃液达到高度均匀。粘土坩埚能熔炼绝大部分冕玻璃和火石玻璃，成本低，且在玻璃的熔化温度超过铂的使用温度时采用。铂坩埚可熔炼质量较高、对粘土坩埚有严重侵蚀作用的玻璃，如重冕、重钡火石、稀土玻璃和氟磷玻璃。铂坩埚用电加热，一般采用硅碳棒或硅钼棒电炉。但制造析晶倾向大、要求迅速降温以及对气氛有一定要求的玻璃，则可采用高频加热。

60年代以来，各国相继采用内衬铂的连续池窑熔炼，使光学玻璃的产量大大提高，质量也好，这是目前光学玻璃生产工艺发展的主要趋势。

②成型

光学玻璃的成型法有古典破埚法、滚压法和浇注法，但目前越来越广泛地采用漏料成型（用单坩埚或连熔流出料液），能直接拉棒或滴料压型或漏料成型大尺寸的毛坯，提高料滴利用率和成品率。

③退火

为了更大限度地清理玻璃的内应力，提高光学均匀性，必须制定严格的退火制度，进行准确退火。

④检验

测定的指标有：光学常数、光学均匀度、应力双折射、条纹、气泡等。

相关概念

玻璃

玻璃是非晶无机非金属材料，一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料，另外加入少量辅助原料制成的。它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸盐复盐，是一种无规则结构的非晶态固体。广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃，和通过物理或者化学的方法制得的钢化玻璃等。