光学材料
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质重而软、呈淡黄色、透 明度差
3. 18个类型：
冕牌玻璃：FK、QK、K、PK、BaK、 ZK、LaK、TK
火石玻璃：KF、QF、F、BaF、ZBaF、 ZF、LaF、ZLaF、TiF、TF
4. 135个牌号。
A 普通光学玻璃牌号（P系列:1-99）
FK1 FK2 QK1 QK2 QK3 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 K12 K16 PK1 PK2 BaK1 BaK2 BaK3 BaK4 BaK5 BaK6 BaK7 BaK8 BaK9 BaK10 BaK11 ZK1 ZK2 ZK3 ZK4 ZK5 ZK6 ZK7 ZK8 ZK9 ZK10 ZK11 ZK14 ZK15 ZK19 ZK20 LaK1 LaK2 LaK3 LaK4 LaK5 LaK6 LaK7 LaK8 LaK10 LaK11 LaK12 TK1 KF1 KF2 KF3 QF1 QF2 QF3 QF5 QF6 QF9 QF11 QF14 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F12 F13 BaF1 BaF2 BaF3 BaF4 BaF5 BaF6 BaF7 BaF8 ZBaF1 ZBaF2 ZBaF3 ZBaF4 ZBaF8 ZBaF11 ZBaF13 ZBaF15 ZBaF16 ZBaF17 ZBaF18 ZBaF20 ZBaF21 ZF1 ZF2 ZF3 ZF4 ZF5 ZF6 ZF7 ZF8 ZF9 ZF10 ZF11 ZF12 ZF13 ZF14 LaF1 LaF2 LaF3 LaF4 LaF5 LaF6 LaF7 LaF8 LaF9 LaF10 ZLaF1 ZLaF2 ZLaF3 ZLaF4 TiF1 TiF2 TiF3 TiF4 TF1 TF3 TF4 TF5 TF6
第一篇 光学材料及辅料
光学材料 光学玻璃 光学晶体 光学塑料 特种光学材料
第一节 玻璃的特性及结构
一、玻璃的定义： 德国标准：玻璃是一种在凝固时基本不结
晶的无机熔融物。 不论化学成分和固化温度范围如何，一切
由熔体过冷却所得的无定形体，由于粘度 逐渐增加而具有固体的机械性质的，均称 之为玻璃。而且由液态变为玻璃态的过程 是可逆的。
普通光学玻璃 耐辐射光学玻璃 激光玻璃
有色光学玻璃
二、光学玻璃的主要特性
1、组成
玻璃形成体：B2O3、P2O5、SiO2、As2O3 中间体：Al2O3 网络外体：Na2O、K2O、CaO、BaO、PbO
各种氧化物对玻璃性质的影响
名称
减小
增大
二氧化硅 相对密度、膨胀系数
化学稳定性、耐温性、机械强度、粘度
B 耐辐射光学玻璃牌号（N系列：501-599）
45个牌号
K502 K505 K507 K509 K510 BaK501 BaK502 BaK503 BaK506 BaK507 BaK508 ZK501 ZK503 ZK505 ZK506 ZK507 ZK508 ZK509 ZK510 ZK511 KF501 KF502 QF502 QF503 F502 F503 F504 F505 F506 BaF502 BaF503 BaF504 BaF506 BaF508 ZBaF501 ZBaF502 ZBaF503 ZBaF504 ZBaF505 ZF501 ZF502 ZF503 ZF504 ZF505 ZF506
美英新光学系统“Lucky” 拍下最清晰太空照片 胜过哈勃(2007-11-10)
球状星团M13
—距离地球2.5万光年；这幅照片中，我们可以 对M13中最小相距1光天的恒星加以区分。
谷歌地球拍下的卫星照，曝光了美国的后备舰队2010-2-24
二、无色光学玻璃的 质量指标及检测方法
1、折射率、色散系数与标准数 值的允许差值Δnd、Δνd
氧化铝 析晶能力（当加2-5%时）
机械强度、化学稳定性、粘度
氧化硼 析晶能力、粘度、膨胀系数 化学稳定性、温度骤变抵抗性、折射率
氧化钠、钾 化学稳定性、耐温性、机械强 膨胀系数
度、结晶能力、硬度
氧化镁 析晶能力、粘度（加25%时） 耐温性、化学稳定性、机械强度
氧化钡 化学稳定性
相对密度、折射率、析晶能力
2、晶粒学说（别捷列夫）
玻璃是有无数“晶粒”组成的，它们分 散在无定形介质中，并且从晶粒区到无 定形区的过渡是逐步完成的，两者间并 无明显界限。该学说揭示了玻璃的微不 均匀性及近程有序性。
3、无定形-晶粒学说
玻璃是具有近程有序（晶粒）区域的无 定形物质。
第二节 光学玻璃的特性
一、光学玻璃的分类 无色光学玻璃
一、无色光学玻璃的分类
1. 两大系列： 普通光学玻璃系列（P系列） 耐辐射光学玻璃系列（N系列）
2. 两大分类（按色散系数大小）
两大类玻璃的差异
冕牌玻璃（K）
火石玻璃（F）
折射率小（1.50-1.55） 折射率大（1.53-1.85）
色散系数大（55-62） 质轻而硬、透明度好
色散系数小（30-45）
图2-1 玻璃与晶体的体积与温度特性
二、玻璃的特性
各向同性 介稳性 可逆性 连续性 无固定熔点
三、玻璃的结构
1、无规则网络学说（查哈里-瓦伦学说） 玻璃的原子、离子或原子团之间的结合，
构成一个连续的网络体，而网络体呈现出 很大的不规则性。该学说强调了玻璃结构 的连续性、均匀性和无序性。
光学玻璃二次色散图 冕类光学玻璃K: 折射率较低，阿贝数较大，在图中左侧；火石光学玻璃F: 折射率较 高，阿贝数较低，在图中右侧；玻璃的加工性能一般根据玻璃的化学稳定性（对潮
湿大气RC（S）、对酸溶液RA（S））、研磨相对硬度Fa确定。
二、无色光学玻璃的 质量指标及检测方法
哈勃
Lucky
“猫眼”星云(NGC6543)外观
氧化铅 化学稳定性、硬度
折射率
氧化锌 膨胀系数
耐温性、化学稳定性、机械强度
氧化钙 耐温性
膨胀系数、硬度、化学稳定性、机械强 度、析晶能力
二、光学玻璃的主要特性 光学玻璃与普通玻璃的区别： 特定和精确的光学常数 物理和化学上高度均匀性 高度透明性 极小的内应力 注重批次性
wk.baidu.com三节 无色光学玻璃
3. 18个类型：
冕牌玻璃：FK、QK、K、PK、BaK、 ZK、LaK、TK
火石玻璃：KF、QF、F、BaF、ZBaF、 ZF、LaF、ZLaF、TiF、TF
4. 135个牌号。
A 普通光学玻璃牌号（P系列:1-99）
FK1 FK2 QK1 QK2 QK3 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 K12 K16 PK1 PK2 BaK1 BaK2 BaK3 BaK4 BaK5 BaK6 BaK7 BaK8 BaK9 BaK10 BaK11 ZK1 ZK2 ZK3 ZK4 ZK5 ZK6 ZK7 ZK8 ZK9 ZK10 ZK11 ZK14 ZK15 ZK19 ZK20 LaK1 LaK2 LaK3 LaK4 LaK5 LaK6 LaK7 LaK8 LaK10 LaK11 LaK12 TK1 KF1 KF2 KF3 QF1 QF2 QF3 QF5 QF6 QF9 QF11 QF14 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F12 F13 BaF1 BaF2 BaF3 BaF4 BaF5 BaF6 BaF7 BaF8 ZBaF1 ZBaF2 ZBaF3 ZBaF4 ZBaF8 ZBaF11 ZBaF13 ZBaF15 ZBaF16 ZBaF17 ZBaF18 ZBaF20 ZBaF21 ZF1 ZF2 ZF3 ZF4 ZF5 ZF6 ZF7 ZF8 ZF9 ZF10 ZF11 ZF12 ZF13 ZF14 LaF1 LaF2 LaF3 LaF4 LaF5 LaF6 LaF7 LaF8 LaF9 LaF10 ZLaF1 ZLaF2 ZLaF3 ZLaF4 TiF1 TiF2 TiF3 TiF4 TF1 TF3 TF4 TF5 TF6
第一篇 光学材料及辅料
光学材料 光学玻璃 光学晶体 光学塑料 特种光学材料
第一节 玻璃的特性及结构
一、玻璃的定义： 德国标准：玻璃是一种在凝固时基本不结
晶的无机熔融物。 不论化学成分和固化温度范围如何，一切
由熔体过冷却所得的无定形体，由于粘度 逐渐增加而具有固体的机械性质的，均称 之为玻璃。而且由液态变为玻璃态的过程 是可逆的。
普通光学玻璃 耐辐射光学玻璃 激光玻璃
有色光学玻璃
二、光学玻璃的主要特性
1、组成
玻璃形成体：B2O3、P2O5、SiO2、As2O3 中间体：Al2O3 网络外体：Na2O、K2O、CaO、BaO、PbO
各种氧化物对玻璃性质的影响
名称
减小
增大
二氧化硅 相对密度、膨胀系数
化学稳定性、耐温性、机械强度、粘度
B 耐辐射光学玻璃牌号（N系列：501-599）
45个牌号
K502 K505 K507 K509 K510 BaK501 BaK502 BaK503 BaK506 BaK507 BaK508 ZK501 ZK503 ZK505 ZK506 ZK507 ZK508 ZK509 ZK510 ZK511 KF501 KF502 QF502 QF503 F502 F503 F504 F505 F506 BaF502 BaF503 BaF504 BaF506 BaF508 ZBaF501 ZBaF502 ZBaF503 ZBaF504 ZBaF505 ZF501 ZF502 ZF503 ZF504 ZF505 ZF506
美英新光学系统“Lucky” 拍下最清晰太空照片 胜过哈勃(2007-11-10)
球状星团M13
—距离地球2.5万光年；这幅照片中，我们可以 对M13中最小相距1光天的恒星加以区分。
谷歌地球拍下的卫星照，曝光了美国的后备舰队2010-2-24
二、无色光学玻璃的 质量指标及检测方法
1、折射率、色散系数与标准数 值的允许差值Δnd、Δνd
氧化铝 析晶能力（当加2-5%时）
机械强度、化学稳定性、粘度
氧化硼 析晶能力、粘度、膨胀系数 化学稳定性、温度骤变抵抗性、折射率
氧化钠、钾 化学稳定性、耐温性、机械强 膨胀系数
度、结晶能力、硬度
氧化镁 析晶能力、粘度（加25%时） 耐温性、化学稳定性、机械强度
氧化钡 化学稳定性
相对密度、折射率、析晶能力
2、晶粒学说（别捷列夫）
玻璃是有无数“晶粒”组成的，它们分 散在无定形介质中，并且从晶粒区到无 定形区的过渡是逐步完成的，两者间并 无明显界限。该学说揭示了玻璃的微不 均匀性及近程有序性。
3、无定形-晶粒学说
玻璃是具有近程有序（晶粒）区域的无 定形物质。
第二节 光学玻璃的特性
一、光学玻璃的分类 无色光学玻璃
一、无色光学玻璃的分类
1. 两大系列： 普通光学玻璃系列（P系列） 耐辐射光学玻璃系列（N系列）
2. 两大分类（按色散系数大小）
两大类玻璃的差异
冕牌玻璃（K）
火石玻璃（F）
折射率小（1.50-1.55） 折射率大（1.53-1.85）
色散系数大（55-62） 质轻而硬、透明度好
色散系数小（30-45）
图2-1 玻璃与晶体的体积与温度特性
二、玻璃的特性
各向同性 介稳性 可逆性 连续性 无固定熔点
三、玻璃的结构
1、无规则网络学说（查哈里-瓦伦学说） 玻璃的原子、离子或原子团之间的结合，
构成一个连续的网络体，而网络体呈现出 很大的不规则性。该学说强调了玻璃结构 的连续性、均匀性和无序性。
光学玻璃二次色散图 冕类光学玻璃K: 折射率较低，阿贝数较大，在图中左侧；火石光学玻璃F: 折射率较 高，阿贝数较低，在图中右侧；玻璃的加工性能一般根据玻璃的化学稳定性（对潮
湿大气RC（S）、对酸溶液RA（S））、研磨相对硬度Fa确定。
二、无色光学玻璃的 质量指标及检测方法
哈勃
Lucky
“猫眼”星云(NGC6543)外观
氧化铅 化学稳定性、硬度
折射率
氧化锌 膨胀系数
耐温性、化学稳定性、机械强度
氧化钙 耐温性
膨胀系数、硬度、化学稳定性、机械强 度、析晶能力
二、光学玻璃的主要特性 光学玻璃与普通玻璃的区别： 特定和精确的光学常数 物理和化学上高度均匀性 高度透明性 极小的内应力 注重批次性
wk.baidu.com三节 无色光学玻璃