光学玻璃能改变光的传播方向,广泛用于光学仪器的透镜、棱镜等。光学玻璃作为光学系统的一个组成部分,必须满足光学成象的要求,因此在生产制造中对光学玻璃质量的要求很高。 可见,光学玻璃质量的判定也包括某些特殊的和较严格的指标。
光学常数及其一致性
每种光学玻璃对不同波长光线有标准折射率数值,实际生产中需严格控制折射率与标准值的偏差范围(通常要求容差在±0.01以内)。同批玻璃的折射率一致性至关重要,以便于仪器统一校正。
透明度与光吸收系数
光学系统成象的亮度和玻璃透明度成比例关系。光学玻璃对某一波长光线的透明度以光吸收系数Kλ表示。光线通过一系列棱镜和透镜后,其能量部分损耗于光学零件的界面反射而另一部分为介质(玻璃)本身所吸收。前者随玻璃折射率的增加而增加,对高折射率玻璃此值甚大。因此对于包含多片薄透镜的光学系统,提高透过率的主要途径在于减少透镜表面的反射损耗,如涂敷表面增透膜层等。而对于大尺寸的光学零件如天文望远镜的物镜等,由于其厚度较大,光学系统的透过率主要决定于玻璃本身的光吸收系数。通过提高玻璃原料的纯度以及在从配料到熔炼的整个过程中防止任何着色性杂质混入,一般可以使玻璃的光吸收系数小于0.01(即厚度为1厘米的玻璃对光透过率大于99%)。
表面质量
表面缺陷(如划痕、麻点)需严格控制,通常以微米级尺寸限制(如40/20标准:划痕≤40μm,麻点≤20μm)。高精度区域采用等效直径法评估,确保整体装配质量。
光学均匀性
内部光学性能需高度一致,避免因应力或杂质导致的光学畸变。有色玻璃需通过精密退火消除永久应力,显色玻璃则需控制显色温度和时间以稳定光谱特性。
尺寸精度与应力控制
光学零件的尺寸需符合设计标准,确保装配精度。同时,玻璃内部应力(如热应力)可能影响性能,需通过退火工艺有效消除。
总之,光学玻璃质量判定需综合考量折射率一致性、透明度、表面质量、光学均匀性及尺寸精度,确保实际成像与设计预期一致。