光学玻璃分类知识讲解

光学玻璃分类

简史

最初用于制造镜头的玻璃，就是普通窗户玻璃或酒瓶上的疙瘩，形状类似“冠”，皇冠玻璃或冕牌玻璃的名称由此而来。那时候的玻璃极不均匀，多泡沫。除了冕牌玻璃外还有另一种含铅量较多的燧石玻璃。

1790年左右法国人皮而·路易·均纳德发现搅拌玻璃酱可以制造质地均匀的玻璃。

1884年卡尔·蔡斯厂的恩斯特·阿贝和奥托•肖特（Otto Schott）在耶拿创建肖特玻璃厂（Schott Glaswerke AG ），在几年内研制了几十种光学玻璃，其中以高折射率的钡质冕牌玻璃的发明为肖特玻璃厂的重要成就。

光学玻璃的成分

光学玻璃是用高纯度硅、硼、钠、钾、锌、铅、镁、钙、钡等的氧化物按特定配方混合,在白金坩埚中高温融化,用超声波搅拌均匀,去气泡；然后经长时间缓慢地降温，以免玻璃块产生内应力。冷却后的玻璃块，必须经过光学仪器测量，检验纯度、透明度、均匀度、折射率和色散率是否合规格。合格的玻璃块经过加热锻压，成光学透镜毛胚。

特种光学玻璃

稀土元素光学玻璃：三十年代出现了新的稀土元素光学玻璃,主要成分是镧、钍、钽的氧化物。稀土元素光学玻璃有很高的折射率，为光学镜头的设计开辟新的可能性。今日大孔径镜头中多有镧玻璃。钍玻璃因有放射性,已停止生产。

无铅光学玻璃：无铅光学玻璃不含铅、砷，以N标志。

化学成分和光学性质相近的玻璃，在阿贝图上也分布在相邻的位置。肖特玻璃厂的阿贝图有一组直线和曲线,将阿贝图分成许多区，将光学玻璃分类;列如冕牌玻璃K5、K7、K10在K区,燧石玻璃F2、F4、F5在F区。玻璃名称中的符号：∙ F 代表燧石

∙K 代表冕牌

∙ B 代表硼

∙BA 代表钡

∙LA 代表镧

∙N 代表无铅

∙P 代表磷

阿贝图是德国物理学家恩斯特·阿贝在1886年发明的玻璃坐标图,至今已一百多年。阿贝图是直角物理坐标图，以玻璃的阿贝数V为横轴（X轴），以玻璃的折射率n为纵轴（Y轴）。V轴和n轴的交点不是零点,V数在V轴上从左到右从大到小排列,从V=100到V=18；折射率n从下到上从小到大排列，从1.42 到2.2。每一种光学玻璃在阿贝图上以一个点标志，没有标志的点，没有符合坐标的玻璃。性质相近的玻璃，在阿贝图上也分布在相邻的位置。肖特玻璃厂的阿贝图有一组直线和曲线,将阿贝图分成许多区;列如冕牌玻璃K5、K7、K10在K区,燧石玻璃F2、F4、F5在F区。

一种光学玻璃在阿贝图上的V，n坐标，只是约数。光学玻璃的阿贝数V必须准确到四位有效数字，折射率n必须准确到六位有效数字，必须另从光学玻璃目录中查找。

光学玻璃的物理参数

∙V d阿贝数四位有效数字

∙n d折射率七位有效数字

∙V e四位有效数字

∙n e七位有效数字

∙玻璃的密度. 四位有效数字

∙玻璃的透明度.四位有效数字

∙折射率随着温度变化的系数三位有效数字

国际玻璃码

国际玻璃码用九位数字表示，形式为：xxxxxx.xxx;

∙头三位数字代表折射率n d小数点后头三位数。

∙下三位数字代表阿贝数V d头三位数，不计小数点。

∙小数点后的三位数代表玻璃的密度，不计小数点

例如K10玻璃

∙n d=1.50137 小数点后头三位数=501

∙V d=56.41 头三位数，不计小数点=564

∙密度=2.52；不计小数点=252

K10 的国际玻璃码是501564.252

肖特玻璃厂阿贝图

光线色散程度越大阿贝数越小，反之光线色射程度越小阿贝数越大。光学玻璃的两个重要参数是折射率和阿贝数。肖特玻璃目录中光学玻璃的阿贝数界于20-90之间。

冕牌玻璃和燧石玻璃的分界:

∙折射率≤1.6, V≥50:冕牌玻璃；V<50:燧石玻璃

∙折射率≥1.6 V≥55:冕牌玻璃；V<55:燧石玻璃

注1:英、德、日、意文版都用n D 589,2纳米, 均误. 应为n d 587.56纳米。