光学玻璃的属性:折射率、色散与透射率
现代光学玻璃的质量和完整性基于光学设计师的基本假设。自125年前,奥托·肖特通过系统化研究和发展玻璃成分,开启了一场革命性的变革。他专注于玻璃成分的开发和生产过程的改进,经历了无数次的试验和失败,最终形成了今天的先进技术材料。当前的光学玻璃特性是预测性、可重复性和均匀性——这些是技术材料的基本前提条件。光学玻璃的主要特性包括:
折射率:
折射率是光在真空中传播速度与在特定材料中传播速度的比率,反映了光在穿过光学材料时的减速情况。光学玻璃的折射率,nd,针对的是波长为587.6nm(氦D线)。低折射率的材料通常被称为“冕牌玻璃”,而高折射率的材料被称为“火石玻璃”。我们目录中的组件的典型折射率公差为±0.0005。
色散:
色散是指折射率随波长变化的现象。Abbe数值,vd,被定义为(nd−1)/(nF−nC);其中nF和nC分别是波长为486.1nm(氢F线)和656.3nm(氢C线)时的折射率。Abbe数值较低意味着色散较高。冕牌玻璃的色散通常低于火石玻璃。我们目录中的组件的典型Abbe公差为±0.8%。
透射:
标准光学玻璃在整个可见光谱以及近紫外和近红外区域提供了高透射率。冕牌玻璃在NUV中的透射通常优于火石玻璃。由于火石玻璃的高透射率可能导致较大的菲涅耳反射损失,因此应始终与增透膜一起使用。
光学玻璃样品透射曲线
其他特性:在设计适用于极端环境的光学时,了解各种光学玻璃具有略有不同的化学、热和机械性能至关重要。这些特性可以在下面的数据表中查找到。
所有玻璃类型的基本值
玻璃名称 |
折射率 (nd) |
色散系数 |
密度 |
线性膨胀系数* |
最高工作温度 |
CaF2 |
1.434 |
95.1 |
3.18 |
18.85 |
800 |
Fused Silica |
1.458 |
67.7 |
2.2 |
0.55 |
1000 |
Schott BOROFLOAT® |
1.472 |
65.7 |
2.2 |
3.25 |
450 |
S-FSL5 |
1.487 |
70.2 |
2.46 |
9 |
457 |
N-BK7 |
1.517 |
64.2 |
2.46 |
7.1 |
557 |
N-K5 |
1.522 |
59.5 |
2.59 |
8.2 |
546 |
B270/S1 |
1.523 |
58.5 |
2.55 |
8.2 |
533 |
Schott ZERODUR® |
1.542 |
56.2 |
2.53 |
0.05 |
600 |
N-SK11 |
1.564 |
60.8 |
3.08 |
6.5 |
604 |
N-BAK4 |
1.569 |
56.1 |
3.1 |
7 |
555 |
N-BaK1 |
1.573 |
57.55 |
3.19 |
7.6 |
592 |
L-BAL35 |
1.589 |
61.15 |
2.82 |
6.6 |
489 |
N-SK14 |
1.603 |
60.6 |
3.44 |
7.3 |
649 |
N-SSK8 |
1.618 |
49.8 |
3.33 |
7.1 |
598 |
N-F2 |
1.62 |
36.4 |
3.61 |
8.2 |
432 |
BaSF1 |
1.626 |
38.96 |
3.66 |
8.5 |
493 |
N-SF2 |
1.648 |
33.9 |
3.86 |
8.4 |
441 |
N-LAK22 |
1.651 |
55.89 |
3.73 |
6.6 |
689 |
S-BaH11 |
1.667 |
48.3 |
3.76 |
6.8 |
575 |
N-BAF10 |
1.67 |
47.2 |
3.76 |
6.8 |
580 |
N-SF5 |
1.673 |
32.3 |
4.07 |
8.2 |
425 |
N-SF8 |
1.689 |
31.2 |
4.22 |
8.2 |
422 |
N-LAK14 |
1.697 |
55.41 |
3.63 |
5.5 |
661 |
N-SF15 |
1.699 |
30.2 |
2.92 |
8.04 |
580 |
N-BASF64 |
1.704 |
39.38 |
3.2 |
9.28 |
582 |
N-LAK8 |
1.713 |
53.83 |
3.75 |
5.6 |
643 |
N-SF18 |
1.722 |
29.3 |
4.49 |
8.1 |
422 |
N-SF10 |
1.728 |
28.4 |
4.28 |
7.5 |
454 |
S-TIH13 |
1.741 |
27.8 |
3.1 |
8.3 |
573 |
N-SF14 |
1.762 |
26.5 |
4.54 |
6.6 |
478 |
Sapphire** |
1.768 |
72.2 |
3.97 |
5.3 |
2000 |
N-SF11 |
1.785 |
25.8 |
5.41 |
6.2 |
503 |
N-SF56 |
1.785 |
26.1 |
3.28 |
8.7 |
592 |
N-LASF44 |
1.803 |
46.4 |
4.46 |
6.2 |
666 |
N-SF6 |
1.805 |
25.39 |
3.37 |
9 |
605 |
N-SF57 |
1.847 |
23.8 |
5.51 |
8.3 |
414 |
N-LASF9 |
1.85 |
32.2 |
4.44 |
7.4 |
698 |
N-SF66 |
1.923 |
20.88 |
4 |
5.9 |
710 |
S-LAH79 |
2.003 |
28.3 |
5.23 |
6 |
699 |
ZnSe |
2.403 |
N/A |
5.27 |
7.1 |
250 |
Silicon |
3.422 |
N/A |
2.33 |
2.55 |
1500 |
Germanium |
4.003 |
N/A |
5.33 |
6.1 |
100 |
**蓝宝石是一种双折射材料。所有规格与C轴平行度相对应
-
揭秘光学球心自准反射像法:如何精准定位透镜中心?
你是否好奇,那些精密的光学仪器是如何确保透镜的中心位置精准无误的?今天,就让我们一起看看一种技术——球心自准反射像法,它如何帮助我们精确地定位透镜的中心。
2024-05-20
-
什么是光学折射系统?光学折射系统原理分析
光学折射系统是一种利用透镜或反射镜的折射和反射原理来操纵光线的光学装置。这类系统通过改变光线的传播方向和聚焦特性,实现对光束的控制和成像。伽利略望远镜作为一种典型的光学折射系统,其结构由一个正透镜(物镜)和一个负透镜(目镜)组成,能够实现对远处物体的放大观察。
2024-05-17
-
什么是光学反射系统?反射系统的原理
反射系统,如其名所示,完全由反射元件构成,其中卡塞格林和格里高利镜像系统是最为经典的代表。
2024-05-17
-
电子自准直仪:现代精密测量不可或缺的工具
电子自准直仪的核心创新在于其目镜的电子化。传统的目镜被高分辨率的电子相机所取代,这些相机通常采用CCD或CMOS传感器,具有离散的像素阵列。这种转变不仅仅是技术上的升级,更是测量原理的革新。电子相机可以是二维框架类型,用于在两个方向上进行角度测量,也可以是一维线扫描传感器,专为单轴测量设计。
2024-05-16