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光学玻璃冷加工技术及质量要求

2013-01-25 10:39
月城清浅
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  光学玻璃和其它玻璃的不同之点在于它作为光学系统的一个组成部分,必须满足光学成象的要求。

  其冷加工技术是利用化学气相热处理手段以及单片钠钙硅玻璃来改变其原来分子结构而不影响玻璃原有颜色及透光率,使其达到超硬度标准,在高温火焰冲击下以满足防火要求的超硬度防火玻璃及其制造方法、专用设备。它是由下述重量配比的组份制成:钾盐蒸气(72%~83%)、氩气(7%~10%)、气态氯化铜(8%~12%)、氮气(2%~6%)。

  它包含以下工艺流程:以钠钙硅玻璃为基片进行切割,精磨边的冷加工→对冷加工后的钠钙硅玻璃进行化学气相热处理→将钠钙硅玻璃表面进行镀防火保护膜的处理→将钠钙硅玻璃表面进行特种物理钢化处理。由缸体及其与之相套合的缸盖、与缸盖一体连接的反应釜构成专用热分解气化设备。

  对光学玻璃质量有以下要求:

  一、特定的光学常数以及同一批玻璃光学常数的一致性

  每一品种光学玻璃对不同波长光线都有规定的标准折射率数值,作为光学设计者设计光学系统的依据。所以工厂生产的光学玻璃的光学常数必须在这些数值一定的容许偏差范围以内,否则将使实际的成象质量与设计时预期的结果不符而影响光学仪器的质量。同时由于同批仪器往往采用同批光学玻璃制造,为了便于仪器的统一校正,同批玻璃的折射率容许偏差要较它们与标准值的偏差更加严格。

  二、高度的透明性

  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,如对重燧玻璃一个表面光反射损耗约6%左右。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%)。

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