光学镜片的特点及应用
光学镜片具有稳定的光学性质,制作的主要材料有无色光学玻璃、有色光学玻璃、红外光学材料、晶体材料、玻璃态材料和塑性材料等多种光学材料。
光学镜片的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。
由于各种新品种光学镜片在加工或使用性能上或多或少地存在着缺陷,因此在研究扩展光学玻璃领域的同时,还针对改善各种新品种光学玻璃的物理和物理化学性质。以及生产工艺进行了许多工作。
光学玻璃按光学特性分类
1、无色光学玻璃。对光学常数有特定要求,具有可见区高透过、无选择吸收着色等特点。按阿贝数大小分为冕类和火石类玻璃,各类又按折射率高低分为若干种,石英玻璃,并按折射率大小依次排列。多用作望远镜、显微镜、照相机等的透镜、棱镜、反射镜等。
2、防辐照光学玻璃。对高能辐照有较大的吸收能力,有高铅玻璃和CaO-B2O2系统玻璃,前者可防止γ射线和X射线辐照,后者可吸收慢中子和热中子,光学石英玻璃,主要用于核工业、医学领域等作为屏蔽和窥视窗口材料。
3、有色光学玻璃。又称滤光玻璃。对紫外、可见、红外区特定波长有选择吸收和透过性能,按光谱特性分为选择性吸收型、截止型和中性灰3类;按着色机理分为离子着色、金属胶体着色和硫硒化物着色3类,主要用于制造滤光器。
4、光学石英玻璃。以二氧化硅为主要成分,具有耐高温、膨胀系数低、机械强度高、化学性能好等特点,用于制造对各种波段透过有特殊要求的棱镜、透镜、窗口和反射镜等。
5、紫外和红外光学玻璃。在紫外或红外波段具有特定的光学常数和高透过率,用作紫外、红外光学仪器或用作窗口材料。
6、耐辐照光学玻璃。在一定的γ射线、X射线辐照下,可见区透过率变化较少,品种和牌号与无色光学玻璃相同,用于制造高能辐照下的光学仪器和窥视窗口。
光学玻璃高精化的方法
在线电解修锐法(Elect roly tic Inprocess Dressing ,光学石英, 简称ELID 法) 较初的在线电解休整磨削对光学玻璃进行加工的方法,其得到的光学玻璃材料表面仍存在一些亚表面损伤和微裂纹,这些表面缺陷可以通过游离的磨粒进行抛光而去除。因而,人们想找到一种更好的、能结合ELLD磨削的光整加工工艺。EL ID 磨削可用来进行硬脆材料的高精度、高效率磨削,JGS1光学石英,而MRF 可用来进行确定性形状的修正与抛光。本文提出结合MRF 与EL ID 磨削的组合工艺对各种光学材料(如玻璃透镜、碳化硅、硅晶玻璃等) 进行**精密加工的方法,即采用EL ID 磨削进行预抛光以高效率地获得高质量表面,然后采用MRF 以进一步减小表面粗糙度和形状误差。利用该组合加工工艺可以在短时间内得到亚纳米级的表面粗糙度和峰谷值为λ/ 20nm的形状精度。由此可见,该方法是可取的。