Химия - Оптическое стекло - Основные оптические свойства стекла
01 марта 2011Оглавление:
1. Оптическое стекло
2. Основные оптические свойства стекла
3. Типы оптических стёкол
4. Производство
5. Дефекты
6. Обработка
7. История
Основные свойства оптического стекла характеризуются показателем преломления, средней дисперсией и коэффициентом дисперсии. В отдельных случаях для характеристики оптических стёкол используется частные дисперсии и относительные частные дисперсии.
Показатель преломления
С XIX века и до недавнего времени для характеристики оптических стёкол использовался показатель преломления , определяемый для жёлтой спектральной D-линии натрия.
Однако это не одиночная линия, а пара: так называемый «натриевый дублет», что не могло не сказаться на точности измерений. Поэтому сейчас в качестве главного показателя преломления принимают его значение либо для жёлтой d-линии гелия с λ=587,56 нм, либо для жёлто-зелёной e-линии ртути с λ=546,07 нм. Первый используется такими производителями как Schott, Hoya, Ohara и др., второй, в частности, принят в документации российских производителей.
В настоящее время достигнутые пределы значений промышленных оптических стёкол составляют примерно 1,43 2,17.
Допустимое отклонение зависит от категории оптического стекла и нормируется величиной ±×10
Средняя дисперсия
Средняя дисперсия определяется как разность показателей преломления nF для синей линии спектра λ=488,1 нм и nC для красной линии спектра с λ=656,3 нм; Величина средней дисперсии представляется как×10 и лежит в диапазоне 639 3178, с допустимым отклонением ±×10.
Коэффициент дисперсии
Коэффициент дисперсии задаётся отношением разности показателя преломления без единицы к средней дисперсии.
Ранее определялось выражением, включающим показатель преломления для жёлтой спектральной линии натрия.
В настоящее время основными вариантами коэффициента дисперсии являются, либо
либо
где средняя дисперсия определяется, как разность показателей преломления для голубой и красной линий кадмия.
В настоящее время значения для промышленных оптических стёкол находятся в пределах от 17 до 95.
Частные дисперсии и относительные частные дисперсии
Частные дисперсии это разности двух значений показателя преломления при некоторых произвольно выбранных длинах волн и , не совпадающих с длинами волн и , выбранными для расчёта средней дисперсии.
Относительные частные дисперсии это отношения частных дисперсий к средней дисперсии.
Хотя, для большинства оптических стёкол зависимость относительных частных дисперсий от коэффициента средней дисперсии близка к линейной, однако, зависимость показателя преломления оптического материала от длины волны света представляет собой сложную кривую. Форма этой кривой определяется параметрами конкретного материала и будет различной для разных типов оптических стёкол. Таким образом, частные дисперсии и относительные частные дисперсии служат для детализации зависимости изменений показателя преломления стекла от изменений длины волны.
Такая детализация необходима при расчёте высококачественных ахроматических и апохроматических компонентов, поскольку учёт хода относительных дисперсий, на этапе выбора стёкол, позволяет в дальнейшем значительно уменьшить вторичный спектр. Так как, в общем случае, величина вторичного спектра пропорциональна отношению разности частных дисперсий выбранной пары стёкол к разности показателей средних дисперсий этих стёкол.
где: и относительные частные дисперсии; и коэффициенты средней дисперсии; -фокусное расстояние объектива.
Для практики наиболее важны частная дисперсия для синего участка спектра или и соответствующая ей относительная частная дисперсия , поскольку в пределах именно этого участка показатель преломления материалов изменяется с длиной волны наиболее значительно.
Коэффициент поглощения света
Составляет не более 0,2-3,0 %.
Просмотров: 10818
|