《光学材料》PPT课件.ppt

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1、光学制造技术光学制造技术西安工业大学西安工业大学徐均琪徐均琪第一篇第一篇光学材料及辅料光学材料及辅料n光学材料光学材料n光学玻璃光学玻璃n光学晶体光学晶体n光学塑料光学塑料n特种光学材料特种光学材料第一节第一节玻璃的特性及结构玻璃的特性及结构一、玻璃的定义：一、玻璃的定义：n德国标准：玻璃是一种在凝固时基本不结德国标准：玻璃是一种在凝固时基本不结晶的无机熔融物。晶的无机熔融物。n不论化学成分和固化温度范围如何，一切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，均称逐渐增加而具有固体的机械性质的，均称之

2、为玻璃。而且由液态变为玻璃态的过程之为玻璃。而且由液态变为玻璃态的过程是可逆的。是可逆的。图2-1玻璃与晶体的体积与温度特性二、玻璃的特性二、玻璃的特性n各向同性各向同性n介稳性介稳性n可逆性可逆性n连续性连续性n无固定熔点无固定熔点三、玻璃的结构三、玻璃的结构n1 1、无规则网络学说（查哈里、无规则网络学说（查哈里-瓦伦学说）瓦伦学说）n玻璃的原子、离子或原子团之间的结合，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很大的不规则性。该学说强调了玻璃结构的的连续性、均匀性和无序性连续性、均匀性和

3、无序性。n2、晶粒学说（别捷列夫）、晶粒学说（别捷列夫）n玻璃是有无数玻璃是有无数“晶粒晶粒”组成的，它们分组成的，它们分散在无定形介质中，并且从晶粒区到无散在无定形介质中，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无明显界限。该学说揭示了玻璃的微不微不均匀性及近程有序性均匀性及近程有序性。n3、无定形、无定形-晶粒学说晶粒学说n玻璃是具有近程有序（晶粒）区域的无玻璃是具有近程有序（晶粒）区域的无定形物质。定形物质。第二节第二节光学玻璃的特性光学玻璃的特性n一、光学玻璃的分类一、光学玻璃的分类n无色光学玻璃无色光学玻璃n普

4、通光学玻璃普通光学玻璃n耐辐射光学玻璃耐辐射光学玻璃n激光玻璃激光玻璃n有色光学玻璃有色光学玻璃n二、光学玻璃的主要特性二、光学玻璃的主要特性n1、组成、组成n玻璃形成体：玻璃形成体：B2O3、P2O5、SiO2、As2O3n中间体：中间体：Al2O3n网络外体：网络外体：Na2O、K2O、CaO、BaO、PbO各种氧化物对玻璃性质的影响各种氧化物对玻璃性质的影响名称名称减小减小增大增大二氧化硅二氧化硅相对密度、膨胀系数相对密度、膨胀系数化学稳定性、耐温性、机械强度、粘度化学稳定性、耐温性、机械强度、粘度氧化铝氧化铝析晶能力（当加析晶能力（当加2-5%时）时）机械强度、化学稳定性、粘度机械强度

5、、化学稳定性、粘度氧化硼氧化硼析晶能力、粘度、膨胀系数析晶能力、粘度、膨胀系数化学稳定性、温度骤变抵抗性、折射率化学稳定性、温度骤变抵抗性、折射率氧化钠、钾氧化钠、钾化学稳定性、耐温性、机械强化学稳定性、耐温性、机械强度、结晶能力、硬度度、结晶能力、硬度膨胀系数膨胀系数氧化镁氧化镁析晶能力、粘度（加析晶能力、粘度（加25%时）时）耐温性、化学稳定性、机械强度耐温性、化学稳定性、机械强度氧化钡氧化钡化学稳定性化学稳定性相对密度、折射率、析晶能力相对密度、折射率、析晶能力氧化铅氧化铅化学稳定性、硬度化学稳定性、硬度折射率折射率氧化锌氧化锌膨胀系数膨胀系数耐温性、化学稳定性、机械强度耐温性、化学稳定

6、性、机械强度氧化钙氧化钙耐温性耐温性膨胀系数、硬度、化学稳定性、机械强膨胀系数、硬度、化学稳定性、机械强度、析晶能力度、析晶能力n二、光学玻璃的主要特性二、光学玻璃的主要特性n光学玻璃与普通玻璃的区别：光学玻璃与普通玻璃的区别：n特定和精确的光学常数特定和精确的光学常数n物理和化学上高度均匀性物理和化学上高度均匀性n高度透明性高度透明性n极小的内应力极小的内应力n注重批次性注重批次性第三节第三节 无色光学玻璃无色光学玻璃一、无色光学玻璃的分类一、无色光学玻璃的分类1.两大系列：两大系列：普通光学玻璃系列（普通光学玻璃系列（P系列）系列）耐辐射光学玻璃系列（耐辐射光学玻璃系列（N系列）系列）冕牌

7、玻璃（冕牌玻璃（K）火石玻璃（火石玻璃（F）折射率小（折射率小（1.50-1.55）折射率大（折射率大（1.53-1.85）色散系数大（色散系数大（55-62）色散系数小（色散系数小（30-45）质轻而硬、透明度好质轻而硬、透明度好质重而软、呈淡黄色、透质重而软、呈淡黄色、透明度差明度差2.两大分类（按色散系数大小）两大分类（按色散系数大小）两大类玻璃的差异两大类玻璃的差异3.18个类型：个类型：n冕牌玻璃：冕牌玻璃：FK、QK、K、PK、BaK、ZK、LaK、TKn火石玻璃：火石玻璃：KF、QF、F、BaF、ZBaF、ZF、LaF、ZLaF、TiF、TF4.135个牌号。个牌号。A普通光学玻

8、璃牌号（普通光学玻璃牌号（P系列系列:1-99）nFK1FK2QK1QK2QK3K1K2K3K4K5K6K7K8K9K10K11K12K16PK1PK2BaK1BaK2BaK3BaK4BaK5BaK6BaK7BaK8BaK9BaK10BaK11ZK1ZK2ZK3ZK4ZK5ZK6ZK7ZK8ZK9ZK10ZK11ZK14ZK15ZK19ZK20LaK1LaK2LaK3LaK4LaK5LaK6LaK7LaK8LaK10LaK11LaK12TK1KF1KF2KF3QF1QF2QF3QF5QF6QF9QF11QF14F1F2F3F4F5F6F7F12F13BaF1BaF2BaF3BaF4BaF5Ba

9、F6BaF7BaF8ZBaF1ZBaF2ZBaF3ZBaF4ZBaF8ZBaF11ZBaF13ZBaF15ZBaF16ZBaF17ZBaF18ZBaF20ZBaF21ZF1ZF2ZF3ZF4ZF5ZF6ZF7ZF8ZF9ZF10ZF11ZF12ZF13ZF14LaF1LaF2LaF3LaF4LaF5LaF6LaF7LaF8LaF9LaF10ZLaF1ZLaF2ZLaF3ZLaF4TiF1TiF2TiF3TiF4TF1TF3TF4TF5TF6B耐辐射光学玻璃牌号（耐辐射光学玻璃牌号（N系列：系列：501-599）45个牌号个牌号K502K505K507K509K510BaK501BaK502Ba

10、K503BaK506BaK507BaK508ZK501ZK503ZK505ZK506ZK507ZK508ZK509ZK510ZK511KF501KF502QF502QF503F502F503F504F505F506BaF502BaF503BaF504BaF506BaF508ZBaF501ZBaF502ZBaF503ZBaF504ZBaF505ZF501ZF502ZF503ZF504ZF505ZF506光学玻璃二次色散图光学玻璃二次色散图冕类光学玻璃冕类光学玻璃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:折射率较折射率较高，阿贝数较低，

11、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（对潮湿大气大气RC（S）、对酸溶液）、对酸溶液RA（S）、研磨相对硬度）、研磨相对硬度Fa确定。确定。二、无色光学玻璃的二、无色光学玻璃的质量指标及检测方法质量指标及检测方法美英新光学系统美英新光学系统“Lucky”“Lucky”拍下最清晰太空照片拍下最清晰太空照片 胜过哈勃胜过哈勃(2007-11-10)“猫眼猫眼”星云星云(NGC6543)(NGC6543)外观外观 球状星团球状星团M13M13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

12、加以区分。哈勃哈勃LuckyLucky谷歌地球拍下的卫星照，曝光了美国的后备舰队2010-2-241 1、折射率、色散系数与标准数、折射率、色散系数与标准数值的允许差值值的允许差值nd、d二、无色光学玻璃的二、无色光学玻璃的质量指标及检测方法质量指标及检测方法折射率？折射率？色散？色散？nn nD D-钠光谱钠光谱D D线线(589.3nm)(589.3nm)测量值；测量值；nn nd d-钠光谱钠光谱d d线线(587.6nm)(587.6nm)测量值（国测量值（国标规定）；标规定）；n通常说的玻璃折射率通常说的玻璃折射率指指d d光的折射率光的折射率波波长长（nmnm）谱线谱线符符号号40

13、4.7404.7h h435.8435.8g g486.1486.1F F546.1546.1e e589.3589.3D D656.3656.3C C766.5766.5 A A类别类别折射率折射率nd的允许的允许差值差值00210-40310-41510-42710-431010-442010-4折射率与标准数值的允许差值折射率与标准数值的允许差值类别类别色散系数色散系数d的允的允许差值许差值000.2%00.3%10.5%20.7%30.9%41.5%色散系数与标准数值的允许差值色散系数与标准数值的允许差值Nd1.82折射率及色散系数的测量：折射率及色散系数的测量：V V棱镜法（国标规定

14、）棱镜法（国标规定）临界角法（常用方法）临界角法（常用方法）2、一致性、一致性同一批玻璃中，折射率及色散系数的一致性。同一批玻璃中，折射率及色散系数的一致性。级别同一批无色光学玻璃中的最大差值折射率色散系数A0.15%BCD在所定类别内在所定类别内3、光学均匀性、光学均匀性光学均匀性是指同一光学均匀性是指同一块玻璃中折射率的玻璃中折射率的渐变。由于退火炉内各由于退火炉内各处温度不均匀所引起的。温度不均匀所引起的。小小块玻璃用玻璃用鉴别率比率比值法法测量。量。大大块玻璃用多光束干涉玻璃用多光束干涉仪测量。量。光学均匀性测试（对于小块玻璃）光学均匀性测试（对于小块玻璃）光学均匀性测试（对于小块玻璃

15、）光学均匀性测试（对于小块玻璃）对于测量结果为对于测量结果为1 1和和2 2类，补测星点图。类，补测星点图。1 1：圆亮环无断裂、无尾刺、畸角和变形现象。：圆亮环无断裂、无尾刺、畸角和变形现象。2 2：变形不严重，大体保持圆环、两环间距大体：变形不严重，大体保持圆环、两环间距大体相等，每个环的宽度允许变化，但不应断裂。相等，每个环的宽度允许变化，但不应断裂。光学均匀性（对于大块玻璃）光学均匀性（对于大块玻璃）4 4、玻璃、玻璃应力双折射力双折射n当玻璃受到外力作用，或者退火当玻璃受到外力作用，或者退火过程中由于玻璃内外温度不一致，程中由于玻璃内外温度不一致，或者退火炉内各或者退火炉内各处的炉温

16、不一致的炉温不一致等都会等都会产生双折射。可分生双折射。可分为中部中部应力和力和边缘应力。力。应力双折射分类应力双折射分类应力双折射测试应力双折射测试5、玻璃的条纹度、玻璃的条纹度n条纹是玻璃内部折射率的局部不均匀，条纹是玻璃内部折射率的局部不均匀，引起光的方向变异，主要由玻璃熔炼过引起光的方向变异，主要由玻璃熔炼过程中各部分成分不同引起。最易引起条程中各部分成分不同引起。最易引起条纹的玻璃是纹的玻璃是ZF类，其次为类，其次为F、BaF、BaK等。等。玻璃的条纹度测试玻璃的条纹度测试玻璃的条纹度分类玻璃的条纹度分类6、玻璃的气泡度、玻璃的气泡度n玻璃内部气泡相当于微小的透镜，引起玻璃内部气泡相

17、当于微小的透镜，引起光的散射和折射。最易引起气泡的玻璃光的散射和折射。最易引起气泡的玻璃是是BaK、BaF、ZK等。等。气泡度检验气泡度检验玻璃气泡度分类玻璃气泡度分类(1)(1)按最大气泡的按最大气泡的直径分为直径分为3 3类类(2)(2)按气泡的总截按气泡的总截面积分面积分7 7级。级。级别级别100cm3玻璃中，直径玻璃中，直径0.05mm的气泡平均数的气泡平均数(个个)a00a0abcde123.3103090180(3)(3)按气泡的数量多少分为按气泡的数量多少分为7级级7、光吸收系数、光吸收系数1cm1cm厚的光学玻璃所吸收的白光光通量与厚的光学玻璃所吸收的白光光通量与进入该玻璃的

18、白光光通量之比。进入该玻璃的白光光通量之比。玻璃透射率测试装置玻璃透射率测试装置三、光学玻璃的化学稳定性三、光学玻璃的化学稳定性n玻璃抵抗潮湿空气、水、酸、碱、玻璃抵抗潮湿空气、水、酸、碱、盐的侵蚀能力。盐的侵蚀能力。1 1、耐水性、耐水性(耐潮稳定性耐潮稳定性)水和水蒸气对玻璃具有侵蚀作水和水蒸气对玻璃具有侵蚀作用（玻璃的水解反应）；空气中的用（玻璃的水解反应）；空气中的二氧化碳也能溶解在水中，生成少二氧化碳也能溶解在水中，生成少量碳酸，碳酸虽然为弱酸，但能于量碳酸，碳酸虽然为弱酸，但能于硅酸盐起化学反应，从而加剧玻璃硅酸盐起化学反应，从而加剧玻璃的腐蚀。的腐蚀。耐水性测试及分类耐水性测试及

19、分类测试条件：701；RH=100%；一周1 1级级:浊度值浊度值BaK7BaK7的浊度值，无水斑；的浊度值，无水斑；2 2级级:浊度值浊度值BaK7BaK7的浊度值，有水斑；的浊度值，有水斑；3 3级级:浊度值浊度值ZK9ZK9的浊度值；的浊度值；4 4级级:浊度值浊度值ZK9ZK9的浊度值。的浊度值。浊度浊度H=(TA-TB)/TA2、耐酸性、耐酸性酸对玻璃的腐蚀主要是发生了酸对玻璃的腐蚀主要是发生了NaNa+和和H H+的交的交换，生成易溶解的盐类，使玻璃的溶解加速。换，生成易溶解的盐类，使玻璃的溶解加速。3 3、耐碱性、耐碱性 碱性溶液中的碱性溶液中的OHOH-离子会离子会对玻璃中的硅

20、原子产生破坏，对玻璃中的硅原子产生破坏，使硅氧键断裂，玻璃腐蚀严使硅氧键断裂，玻璃腐蚀严重。重。四、光学玻璃的其他性能四、光学玻璃的其他性能n密度密度n硬度硬度n脆性脆性n抗张强度抗张强度(3.0-8)107Pa、抗压强度、抗压强度(5.0-20)108Pan弹性弹性n热性能热性能n线热膨胀系数线热膨胀系数n导热系数导热系数n转变温度转变温度n退火温度退火温度n折射率温度系数折射率温度系数第四节第四节 有色光学玻璃有色光学玻璃一、种类及光谱特性（一）截止型玻璃（硒镉着色玻璃）（一）截止型玻璃（硒镉着色玻璃）n着色剂：半导体化合物CdSe、CdSn特征：一个宽的高透过区和一个高一个宽的高透过区和

21、一个高吸收区，在两者之间有一个过渡区，吸收区，在两者之间有一个过渡区，此外光谱透过率的变化是异常迅速此外光谱透过率的变化是异常迅速的；其光谱特性是吸收短波，透过的；其光谱特性是吸收短波，透过长波区。长波区。n品种：HB、JB、CB（二）选择吸收玻璃（离子着色玻璃）（二）选择吸收玻璃（离子着色玻璃）n离子着色利用过渡金属和二价铜稀土元素等离子对光谱区的吸收作用制成的玻璃。n着色剂：Co、Ni、Cu、Mn、Cr、Ti、Mo、U等的氧化物。n特征：对某一光谱区有显著的对某一光谱区有显著的“拦截拦截”或或“透明透明”，即对某一波段吸收多一些，而对另，即对某一波段吸收多一些，而对另一波段透过多一些一波段

22、透过多一些。n种类：ZWB、ZB、QB、LB、HWB，FB、BB（三）中性玻璃（三）中性玻璃n特征：在可见光区域内能比较均在可见光区域内能比较均匀地降低光源的光强度，而不改匀地降低光源的光强度，而不改变其光谱成分变其光谱成分。n牌号：AB1、AB2、AB3、AB10有色光学玻璃的特点和用途有色光学玻璃的特点和用途玻璃种类玻璃种类着色剂着色剂特点特点用途用途硒镉玻璃硒镉玻璃 胶体胶体CdSe,CdSCdSe,CdS宽的高透射、高反射区；宽的高透射、高反射区；（截止滤光片型）（截止滤光片型）截止滤光片或与截止滤光片或与薄膜组合应用。薄膜组合应用。黄、橙、红色滤黄、橙、红色滤光片。光片。离子着色离子

23、着色选择吸收选择吸收玻璃玻璃Co,Ni,Cu,Co,Ni,Cu,Mn,Cr,Ti,Mn,Cr,Ti,Mo,UMo,U等氧等氧化物化物具有一定的通带（阻带）具有一定的通带（阻带）；（带通带阻滤光片型）；（带通带阻滤光片型）多用于光源；多用于光源；紫、紫、蓝、绿滤光片蓝、绿滤光片中性玻璃中性玻璃在可见区内均匀改变光在可见区内均匀改变光强度；（均匀衰减型）强度；（均匀衰减型）中性滤光片或衰中性滤光片或衰减片减片二、其他质量指标二、其他质量指标n应力双折射应力双折射n条纹度条纹度n气泡度气泡度第五节第五节 特种光学玻璃特种光学玻璃n一、光学石英玻璃一、光学石英玻璃n优良的光谱特性优良的光谱特性n耐高温

24、和热膨胀系数小耐高温和热膨胀系数小n化学稳定性好化学稳定性好n机械性能好机械性能好nJGS1是用SiCl4为原料，用氢氧焰生产的合成石英玻璃，其特性是没有气泡，极高的纯度，透紫外光谱良好，应用波长为175-2500nm，由于用氢氧焰生产，所以含有大量的羟基（2000ppm）,合成石英玻璃在2730nm处具有很强的吸收峰，无颗粒结构。nJGS2是用石英原料和氢氧焰生产的石英玻璃，含有几十ppm的金属杂质。在2730nm处有吸收峰（羟基含量100-200ppm），其应用波长为200-2500nm。有小气泡，条纹和颗粒结构。nJGS3是用石英原料和真空电熔法生产的石英玻璃，含有几十ppm的金属杂质。

25、有小气泡、颗粒结构和条纹，几乎不含（OH），是理想的透红外光谱材料，其应用波长为260-3500nm。各种光学石英玻璃所能达到的最高类别各种光学石英玻璃所能达到的最高类别nJGS-1JGS-2JGS-3n生产方法合成CVD气炼电熔气泡类别022双折射1-21-21-2颗粒结构122条纹1-21-22均匀性1-222荧光122防辐射性能不变色轻微变色变色n其在可见光的透过率均大于90%二、微晶玻璃（零膨胀系数玻璃）二、微晶玻璃（零膨胀系数玻璃）n1 1、概述、概述n既具有玻璃态，又具有微晶态的两个相的既具有玻璃态，又具有微晶态的两个相的光学材料。光学材料。n2 2、性能、性能n1.1.热膨胀系数

26、小热膨胀系数小n2.2.强度大强度大n3.3.硬度高、相对密度小硬度高、相对密度小n4.4.稳定性极高稳定性极高三、其他特种光学玻璃三、其他特种光学玻璃n耐辐射光学玻璃耐辐射光学玻璃n防辐射光学玻璃防辐射光学玻璃n激光玻璃激光玻璃n红外和紫外光学玻璃红外和紫外光学玻璃n光学功能玻璃光学功能玻璃第三章第三章 光学晶体光学晶体n一、晶体的概念一、晶体的概念晶体可以定义为具有格子结构的固体。构成晶体内部的质晶体可以定义为具有格子结构的固体。构成晶体内部的质点（分子、原子、离子），是以点阵的形式在三维空间作点（分子、原子、离子），是以点阵的形式在三维空间作有规律的、重复的排列，构成空间格子结构。有规律

27、的、重复的排列，构成空间格子结构。铌酸锂晶体铌酸锂晶体硝酸钡晶体硝酸钡晶体CaF2晶体晶体二、晶体的基本性质二、晶体的基本性质n均匀性均匀性n各向异性各向异性n对称性对称性n自范性自范性n最小内能性最小内能性n稳定性稳定性三、晶体的光学性质三、晶体的光学性质晶体名称晶体名称透光波段范围透光波段范围/m m折射率折射率/(n/(n/m)m)特点和用途特点和用途石英晶体石英晶体(SiO(SiO2 2)0.120.124.54.5n no o=1.544=1.544，n ne e=1.553=1.553双折射双折射方解石方解石(CaCO(CaCO3 3)0.20.25.55.5n no o=1.65

28、8=1.658，n ne e=1.486=1.486双折射双折射二氧化钛二氧化钛(TiO(TiO2 2)0.430.436.26.2n no o=2.616=2.616，n ne e=2.903=2.903双折射双折射宝石宝石(Al(Al2 2O O3 3)0.140.146.56.51.834/0.2651.834/0.265，1.755/1.011.755/1.011.586/5.581.586/5.58硬，轻微双折射硬，轻微双折射红外系统，低折射率红外系统，低折射率氟化镁氟化镁(MgF(MgF2 2)0.110.117.57.5n no o=1.378=1.378，n ne e=1.39

29、0=1.390薄膜薄膜氟化锂氟化锂(LiF)(LiF)0.120.129.09.01.439/0.2031.439/0.203，1.38/1.501.38/1.501.109/9.81.109/9.8棱镜，窗口，复消色棱镜，窗口，复消色差透镜差透镜氟化钙氟化钙(CaF(CaF2 2)0.130.1312121.454/0.31.454/0.3，1.423/2.061.423/2.061.406/4.31.406/4.3棱镜，窗口，复消色棱镜，窗口，复消色差透镜差透镜氟化钡氟化钡(BaF(BaF2 2)0.250.2515151.512/0.2541.512/0.254，1.468/0.011.

30、468/0.011.414/11.01.414/11.0窗口窗口氯化钠氯化钠(NaCl)(NaCl)0.20.226261.791/0.21.791/0.2，1.528/1.61.528/1.61.175/27.31.175/27.3棱镜，窗口，易潮解棱镜，窗口，易潮解氯化银氯化银(AgCl)(AgCl)0.40.428282.096/0.52.096/0.5，2.002/32.002/31.907/201.907/20易解理，易腐蚀易解理，易腐蚀溴化钾溴化钾(KBr)(KBr)0.250.2540401.590/0.404 1.590/0.404，1.536/3.41.536/3.41.46

31、3/25.11.463/25.1棱镜，窗口，软，易棱镜，窗口，软，易潮解潮解碘化钾碘化钾(KI)(KI)0.250.2545451.922/0.271.922/0.27，1.630/2.361.630/2.361.557/291.557/29软，易潮解软，易潮解透透光光波波段段宽宽吸收率低吸收率低色散小色散小n双折射双折射n旋光性旋光性n吸收性和多色性吸收性和多色性四、晶体的其他性质四、晶体的其他性质n解理解理n硬度（莫氏硬度）硬度（莫氏硬度）n热膨胀系数热膨胀系数五、晶体的溶解度五、晶体的溶解度n晶体的溶解度表示在一定的温度晶体的溶解度表示在一定的温度下，该晶体在下，该晶体在100100克水

32、中所能溶克水中所能溶解的克数。解的克数。六、光学晶体的分类及应用六、光学晶体的分类及应用n（一）按晶体的用途分类（一）按晶体的用途分类n偏光晶体偏光晶体n分光晶体分光晶体n消色差晶体消色差晶体n闪烁晶体闪烁晶体n窗口晶体窗口晶体n（二）按晶体的硬度分类（二）按晶体的硬度分类n硬质晶体硬质晶体n软质晶体软质晶体n水溶性晶体水溶性晶体晶体名称晶体名称 透光范围透光范围um主要特点和应用领域主要特点和应用领域折射率折射率ndCaF2萤萤石石0.13-10.5 我国储量高；低色散我国储量高；低色散，可作高级镜头的消色差镜可作高级镜头的消色差镜片；片；机械性能好；机械性能好；MgF2、CaF2单晶广泛应

33、用于激光、单晶广泛应用于激光、红外、紫外光学、高能探测等科技领域。它们是目红外、紫外光学、高能探测等科技领域。它们是目前已知的紫外截止波段最短的光学晶体，可靠性高、前已知的紫外截止波段最短的光学晶体，可靠性高、透过率高，广泛应用于紫外光电倍增管，准分子激透过率高，广泛应用于紫外光电倍增管，准分子激光器及可见红外光学系统中。光器及可见红外光学系统中。1.39Si1.2-1.51.半半导导体工体工业业中；中；2.红外成像系统红外成像系统 3.43(3um)Ge1.8-221.光光纤纤通通讯讯；2.红外成像系统；红外成像系统；3.半导体行业中半导体行业中4.04(3um)Al2O3蓝宝石蓝宝石0.1

34、4-6.51.极极为坚为坚固固,是高是高压压条件下的理想窗口，条件下的理想窗口，对对化学攻化学攻击击抵抗力也抵抗力也较较强强，包括能抗，包括能抗强强酸；酸；2.激光晶体激光晶体1.71ZnSe-21.81.常用在常用在红红外聚光外聚光镜镜中中 II-IV公司常用公司常用2.半导体兰激光器中半导体兰激光器中2.44KDP 1.光光电电开关开关1.51LiNbO30.37-51.光光电调电调制器常用；制器常用；2.激光器中的常用材料激光器中的常用材料1.483第四章第四章 光学塑料光学塑料光光学学塑塑料料非非球球面面元元件件一、组成一、组成n主要成分：高分子聚合物主要成分：高分子聚合物树脂。树脂。

35、添加增强剂、增塑剂、稳定剂和添加增强剂、增塑剂、稳定剂和润滑剂来改善性能。润滑剂来改善性能。n光学塑料分为热塑性和热固型光光学塑料分为热塑性和热固型光学塑料。学塑料。二、光学塑料的主要特性二、光学塑料的主要特性n（一）优点（一）优点n相对密度小相对密度小n耐冲击强度高耐冲击强度高n透红外、紫外性能好透红外、紫外性能好n耐温度骤变能力强耐温度骤变能力强n易成型、成本低易成型、成本低n（二）主要缺点（二）主要缺点n热膨胀系数高，吸水性大热膨胀系数高，吸水性大n耐磨性差耐磨性差n光学常数选择范围有限光学常数选择范围有限n难以达到很高的面形精度难以达到很高的面形精度n存在双折射存在双折射nPMMA（聚

36、甲基丙烯酸甲酯）（聚甲基丙烯酸甲酯）有机有机玻璃、王冕塑料、雅克利玻璃、王冕塑料、雅克利nPS（聚苯乙烯）（聚苯乙烯）火石塑料火石塑料nPC（聚碳酸酯）（聚碳酸酯）nADC或或CR39（烯丙基二甘醇硝酸酯）（烯丙基二甘醇硝酸酯）n环氧光学塑料环氧光学塑料三、几种常用光学塑料三、几种常用光学塑料名称名称折射率折射率基本特性基本特性工作温度工作温度PMMA有机玻璃有机玻璃1.491.5176PS聚苯乙烯聚苯乙烯1.581.6便宜，着色力强，易于成型。便宜，着色力强，易于成型。与与PMMA组合构成消色差系组合构成消色差系统。用于低温环境统。用于低温环境93PC聚碳酸酯聚碳酸酯1.5851.587耐高

37、冲击韧性，强度是热塑耐高冲击韧性，强度是热塑性光学材料中最好的。耐高性光学材料中最好的。耐高温，耐低温。适于作精密零温，耐低温。适于作精密零件。件。熔点高，成型条件要求高熔点高，成型条件要求高-50120作业作业1n1、玻璃有什么特性？光学玻璃和、玻璃有什么特性？光学玻璃和普通玻璃相比，主要区别是什么普通玻璃相比，主要区别是什么？n2、有色光学玻璃分为哪些种类？、有色光学玻璃分为哪些种类？各具有怎样的光学特性？各具有怎样的光学特性？n3、无色光学玻璃的质量指标有哪、无色光学玻璃的质量指标有哪些？些？4、用椭偏仪测得，某种玻、用椭偏仪测得，某种玻璃的色散服从以下关系，璃的色散服从以下关系，试计算玻璃的折射率和色试计算玻璃的折射率和色散系数。散系数。(波长单位为波长单位为m)其中，其中，1.3793 0.0075677 -0.0005447波波长长（nmnm）谱线谱线符号符号404.7h435.8g486.1F546.1e589.3D656.3C766.5 A