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光学玻璃中关于色差的相关介绍
复消色差 (APOchromatic) :可以想象,如果某种材料随波长变化折射率的数值可以任意控制,那么我们就能够设计出完全没有色差的镜头。可惜,材料的色散是不能任意控制的。我们退一步设想,如果能够将可见光波段分为蓝-绿、绿-红两个区间,而这两个区间能够分别施用消色差技术,二级光谱就能够基本。
但是,光学玻璃毛坯,经过计算证明:如果对绿光与红光消色差,那么蓝光色差就会变得很大;如果对蓝光与绿光消色差,那么红光色差就会变得很大。理论计算为复消色差找到了途径,如果制造凸透镜的低折射率材料蓝光对绿光的部分相对色差恰好与制造凹透镜的高折射率材料的部分相对色差相同,那么实现蓝光与红光的消色差之后,绿光的色差恰好。
这个理论指出了实现复消色差的正确途径,就是寻找一种特殊的光学材料,康宁7980毛坯,它的蓝光对红光的相对色散应当很低、而蓝光对绿光的部分相对色散应当很高且与某种高色散材料相同。萤石就是这样一种特殊材料,它的色散非常低(阿贝数高达95.3),而部分相对色散与许多光学玻璃接近。 荧石(即氟化钙,分子式CaF2)折射率比较低(ND=1.4339),微溶于水,可加工性与化学稳定性较差,但是由于它优异的消色差性能,使它成为一种珍贵的光学材料。萤石最早仅用于显微镜中,自从萤石人工结晶工艺实现以后,超长焦镜头中萤石几乎是不可或缺的材料。
由于萤石价格昂贵、加工困难,K9毛坯,各光学公司一直不遗余力的寻找萤石的代用品,氟冕玻璃就是其中一种。各公司所谓AD玻璃、ED玻璃、UD玻璃,往往就是这一类代用品。
光学玻璃打磨后没有条纹
普通玻璃产生的条纹,主要是因为配合料不均匀;耐火材料腐蚀(主要引入了Al);制造玻璃制品时的搅动而产生的。
所以光学玻璃就要从这几个方面着手,原料要求纯度>99%,毛坯,杂质都小于十万分之几,以及原料的粒度,秤量都有很高的要求。熔炉都采取陶瓷或铂作为耐材。成型一般只采用浇注法、滚压法、破缸法、液态法,有效地防止了在成型时对玻璃的搅动。
另外熔炉的结构也与日用玻璃熔炉不一样,它分为熔化池(加料)、调节池(调节熔化气氛)、精炼池(澄清)、均化池(搅拌),大型炉日产量一般也就只有5吨。
毛坯
光学玻璃是制造光学镜头、光学仪器的主要材料。光学石英玻璃(在普通的硼硅酸盐玻璃原料中加入少量对光敏感的物质,如AgCl、AgBr等,再加入极0少量的敏化剂,如CuO等,使玻璃对光线变得更加敏感。光学玻璃必须有高度精l确的折射率、阿贝数和高透明度、高均匀度。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。
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