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光学玻璃标准

作者:菠菜app    更新时间:2020-10-26 04:31

  光学玻璃标准_理学_高等教育_教育专区。无色光学玻璃 该标准适用于直径或边长不大于 300mm,厚度不大于 60mm 的无色光学玻璃毛坯(以下简称为玻璃) 1.系列、类型和牌号 1.1 系列 无色光学玻璃分为两个系列: (a) 普通光

  无色光学玻璃 该标准适用于直径或边长不大于 300mm,厚度不大于 60mm 的无色光学玻璃毛坯(以下简称为玻璃) 1.系列、类型和牌号 1.1 系列 无色光学玻璃分为两个系列: (a) 普通光学玻璃系列(P 系列),其牌号序号由 1~99; (b) 耐辐射光学玻璃系列(N 系列),其牌号序号由 501~599。 1.2 类型 根据折射率? d 和色散系数? d 在? d ?? d 领域图(见图 1-2)中的位置,无色光学玻璃按表 1-1 分 为 18 种类型。 代号 FK QK K PK BaK ZK LaK TK KF 1.3 牌号 玻璃类型 表 1-1 无色光学玻璃类型 名称 氟冕玻璃 轻冕玻璃 冕玻璃 磷冕玻璃 钡冕玻璃 重冕玻璃 镧冕玻璃 待冕玻璃 冕火石玻璃 代号 QF F BaF ZbaF ZF LaF ZlaF TiF TF 玻璃类型 名称 轻火石玻璃 火石玻璃 钡火石玻璃 重钡火石玻璃 重火石玻璃 镧火石玻璃 重镧火石玻璃 钛火石玻璃 特种火石玻璃 各牌号玻璃的折射率? d 、中部色散? F ? nC 及色散系数的标准数值按表 1-2 的规定。 玻璃牌号 K9 BaK7 …… 折射率(nd) 1.51637 1.56889 …… 表 1-2(略) 中部色散 0.008060 0.01050 …… 色散系数(ν d) 64.07 59.67 …… 冕玻璃 钡冕玻璃 …… 2.质量指标、类别和级别 2.1 质量指标 玻璃按下列各项质量指标分类和分级: (a) 折射率、色散系数与标准数值的允许差值; (b) 同一批玻璃中,折射率及色散系数的一致性; (c) 光学均匀性; (d) 应力双折射; (e) 条纹度; (f) 气泡度; (g) 光吸收系数; (h) 耐辐射性能(N 系列玻璃。 2.2 分类分级 2.2.1 折射率、色散系数 2.2.1.1 根据折射率及色散系数与标准数值的允许差值,玻璃按表 1-3 和表 1-4 各分为 6 级。 表 1-3 无色光学玻璃允许差值 类别 00 0 1 折射度 nd 允许差值 +2X10-4 +3X10-4 +5X10-4 类别 2 3 4 折射率 nd 允许差值 +7X10-4 +10X10-4 +20X10-4 表 1-4 允许差值 类别 色散系数ν d 允许差值 类别 色散系数ν d 允许差值 00 +0.2% 2 +0.7% 0 +0.3% 3 +0.9% 1 +0.5% 4 +1.5% 表 1-3 和表 1-4 中的 4 类仅适用于 nd 大于 1.82 的玻璃 2.2.1.2 根据同一批玻璃中,折射率及色散系数的最大差值,玻璃的一致性按表 1-5 分为 4 级。 表 1-5 玻璃一致性的分级 级别 同一批玻璃中的最大差值 折射率 色散系数 A 0.5X10-4 0.15% B 1X10-4 C 2X10-4 D 在所定类别内 在所定类别内 2.2.2 光学均匀性 光学均匀性指同一块玻璃中各点折射率的不一致性,是由于退火炉内各处温度不均匀所引起 的。光线通过一块折射率不均匀的玻璃时,会使各部分光程产生不规则的变化,因而影响光学系 统的成像质量。按国家标准规定,当玻璃直径或边长不大于 150mm 的无色光学玻璃毛坯的光学均 匀性用分辨率的比值法表示;玻璃直径或边长为 150mm~300mm 的无色光学玻璃(称大块光学玻 璃)的光学均匀性以一块玻璃中各部位间的折射率微差最大值表示。 2.2.2.1 玻璃的光学均匀性以分辨率的比值 a/a0 表示时,按表 1-6 分为 4 类。 表 1-6 玻璃光学均匀性的分类 类别 1 a/a0 最大比值 1.0 星点图 中央是一个明亮的圆斑,外面是些同心的圆环,但不应出现断裂、 尾翘、畸角及扁圆变形等 2 1.0 中央是一个明亮的圆斑,外面是些变形的同心圆环,所有圆环趋 向一致,大致保持圆形,两环之间的间隔大体相等,每个环的宽 度允许有变化,但不应有断裂、尾翘、畸角等 3 1.1 — 4 1.2 — 注:a0 代表平行光管的理论分辨离;a 代表玻璃放入平行光管后的分辨率。 2.2.2.2 玻璃的光学均匀性以一块玻璃中各部位间的折射率微差最大值Δ nmax 表示时,按表 1 -7 分为 4 类。 类别 H1 H2 H3 H4 折射率最大微差Δ nmax +2X10-6 +5X10-6 +1X10-5 +2X10-5 2.2.3 应力双折射 光学玻璃的内应力是指退火时各处温度不均匀而带来的应力。其危害为: (1) 应力较大时,在光学加工过程中,容易引起玻璃炸裂;即使应力不大时,也容易使光圈变 坏。 (2) 产生与杂散光相类似的影响,造成像质变坏。 (3) 应力分布不均匀,导致折射率不均匀,使通过玻璃后的光波波面变形,像质也会变坏。 光学玻璃的应力分为中部应力与边缘应力。按规定,小块玻璃检验中部应力;大块玻璃(直径大 于 150mm 和重量超过 3kg)除了检验中部应力,还要检验边缘应力。 2.2.3.1 玻璃的应力双折射以其最长边中部单位厚度上的光程δ (nm/cm)差表示时,按表 1 -8 分为 4 类。 表 1-8 类别 玻璃中部光程差δ (nm/cm) 1 2 1a 4 2 6 3 10 2.2.3.2 玻璃的应力双折射以其距边缘 5%直径或边长处单位厚度上的最大光程差δ max(nm/cm) 表示时,按表 1-9 分为 4 类。 表 1-9 类别 S1 玻璃边缘最大光程差异δ max(nm/cm) 3 S2 5 S3 10 S4 20 2.2.4 条纹度 条纹是指玻璃内部折射率的局部不均匀,外形如线状条纹,类似于圆柱透镜,引起光线方向的变 异,主要是由于光学玻璃熔炼过程中各部分成分不同而引起的。最易引起条纹的玻璃是 ZF 类,其 次为 F、BaF、BaK 等。 2.2.4.1 玻璃用投影条纹仪从规定方向观测时,条纹度按表 1-10 分为 4 类。 表 1-10 玻璃条纹度分类(mm) 类别 光阑孔 玻璃与投影屏 光阑与投影屏 在屏上观测结果 径 间的距离 间的距离 00 1 0 2 1 3 2 4 650+30 650+30 250+10 250+10 2000+100 2000+100 750+30 750+30 无任何条纹影像 无任何条纹影像 无任何条纹影像 每 300cm3 玻 璃 中 允 许 有 长 度 小 于 是 2mm 的条纹影像 10 根,但彼此相距不得 小于 10mm 2.2.4.2 根据规定观察玻璃的方向数,玻璃条纹度按表 1-11 分为 3 级 表 1-11 玻璃条纹度分级 级别 A B C 观察玻璃方向数 3 2 1 2.2.5 气泡度 玻璃中的气泡相当细微的凹透镜,引起光的散射和折射。最容易引起气泡玻璃是含有 BaO 的 BaK、 BaF 和 ZK 等。 2.2.5.1 玻璃的气泡度类别根据其直径或最大边长及所含最大气泡的直径,按图 1-1(略)分为 3 类。 2.2.5.2 玻璃的气泡度级别根据每 100cm3 玻璃内允许含有气泡的总截面积(mm2)的大小,按 表 1-12 分为 7 级(结石、结晶体及其它内含物亦作为气泡计算。扁长气泡取最长轴和最短轴的算术平均 值为直径计算截面积)。 表 1-12 玻璃气泡度分级(mm2/100mm3) 级别 直径径φ ≥0.05mm 气泡的总截面积 A00 0.003~0.03 A0 0.03~0.10 A 0.10~0.25 B 0.25~0.50 C 0.50~1.00 D 1.00~2.00 E 2.00~4.00 光学玻璃的气泡度级别也可根据每 100cm3 玻璃内允许含有的气泡数量按表 1-13 分为 7 级 表 1-13 玻璃气泡度分级 气泡级别 每 100cm3 玻璃中,直径φ ≥0.05mm 的气泡平均数(个) a00 1 a0 2 a 3.3 b 10 c 30 d 90 e 180 结石、结晶体及其它内含物亦作为气泡计算;扁长气泡的直径为最长轴和最短轴的算术平均值。 2.2.6 光吸收系数 在“应用光学“中曾介绍过光束通过透明介质时吸收损失的计算公式为 F2 ? F1e?kl 式中; l 为透明介质厚度,以厘米为单位; F1 为入射到厚度为 l 的透明介质的光通量; F2 为通过 厚度为的透明介质后的光通量;k 为光的吸收系数。 我们称因子 e ?kl 为透明介质的内透过率,用?内 表示,即 ? i? ? e ?kl 对上式两边取自然对数,得 1n? i? ? ?kl 或 k ? ? 1n? i? l 若取为单位长度(1cm),则 k ? ?1n?内 ,这就是说:玻璃的光吸收系数用白光通过下班中每厘 米路程的内透过率的自然对数的负值表示,按表 1-14 分为 8 类。 表 1-14 玻璃光吸收系数分类 类别 光吸收系数最大值 类别 光吸收系数最大值 00 0.001 3 0 0.002 4 1 0.004 5 2 0.006 6 0.008 0.010 0.015 0.030 玻璃牌号 K9 BaK7 质量范围及供货条件应遵守下表的规定(部分): 气泡度 应力双折射类别 光吸收系 类别 级别 中部应力 边缘应力 数类别 0-2 A00-B 1-4 S1-S4 0-4 0-2 A-C 1a-4 S2-S4 1-4

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