第章 光学材料

第一篇光学材料第一节概述第二节光学玻璃第三节光学晶体第四节光学塑料第一节概述

材料：可以直接制造成成品的东西。一、材料的分类：1.按化学组成：金属材料、无机非金属材料、有机聚合物及复合材料;2.按用途：建筑材料、耐火材料、光学材料、电工材料、纺织材料等等。二、光学材料在工农业生产、国防建设、科技现代化及人们生活中不可缺少的重要材料。是光学零件加工的对象，因此了解光学材料的种类、性质及其与加工工艺的关系，对从事光学生产是十分必要的。

光学材料的分类根据材料同光的相互作用时产生的不同的物理效应可分为光介质材料和光功能材料。光介质材料：传输光线的材料。使光产生折射、反射或透射，以改变光线的方向、强度和位相，使光线按预定要求在材料中传播;或利用材料对某一特定波长范围的光线的吸收或透过来改变光线的光谱成分。如普通光学玻璃和光学晶体等。光功能材料：实现能量的探测和转换。指在外场（电、声、磁、热、压力等）或者在光的作用下其结构和光学性质发生变化的材料。如激光材料等。根据材料结构和聚集状态可分为单晶体、多晶体(陶瓷)、玻璃(非晶态)、塑料和薄膜等。一、光学玻璃

与普通玻璃的主要区别：一、原料纯度要求高，吸收损耗极小;二、物理与化学性质上的高度均匀性;发展史：1768年瑞士人纪南德()：几种冕牌及火石玻璃;1809～1814年和德国人夫琅和费()合作熔制坩埚容量为150～200吨的火石玻璃，只有几种氧化物;1886年德国人阿贝(E.Abbe)及肖特(O.Schott)合作研究试制，扩大了光学玻璃光性范围，建立了闻名世界的德国耶那-肖特玻璃厂;20世纪40年代美国摩莱（）：高n低v的镧系玻璃;二战后德、日、美等：低n低v的氟磷酸盐玻璃（FK,PK），低n高v的钛火石玻璃（TiF）和色散玻璃（KzF,KzFS）;60年代：红外玻璃和激光玻璃近代：光学功能材料，如电光材料、磁光材料、声光材料。二、光学晶体内部结构上的各向异性：特殊光性：双折射、旋光现象。

在外场作用下：具有很强的电光、声光和非线性光学效应。发展史：也是较早被人类利用的光学材料

19世纪中叶：冰洲石、水晶等材料已被制成光学元件;20世纪50年代：紫外和红外光学仪器元件以及可见光的复消色差镜头;60年代初：激光晶体，目前已超过200个品种。三、光学纤维

是指直径5～100μm的玻璃(或晶体)细丝。导光纤维：被利用的是它的能量功能。发展比较早，1951年就出现了医用玻纤(胃镜等），后又出现了多根导光纤维捆在一起用来传输光能(传光束)和传送图像(传像束)，在医学、照明、计量、加工等获得实际应用。导光纤维内部光耗损较大,较短距离(几米至几十米)内以光能量传输.

光导纤维：光通信纤维，被利用的是它的信息功能;20世纪70年代发展起来的低损耗光纤（20dB/km），在远距离(几公里、几十甚至几百公里)传输光信息，要求光纤中的光传输损耗极小。现在光导纤维的光损耗已经降低到0.2dB/km。

四、光学薄膜薄膜在光学上的最早应用：光学零件表面的保护膜

光学介质薄膜：高反射膜：金属(Au、Ag、Al)的反射率为90～97%，全电介质的反射率可达99.5%以上。增透膜：单层表面反射率降低至1%;双层表面反射率可进一步降至0.05%。干涉滤光片：干涉效应只允许某一波长的光透过，获得“纯”单色光。偏振膜：获得偏振度达98%以上的偏振光。光学功能薄膜：能量转换：光电转换材料。信息技术：光存储介质。集成光学：光电器件集成化，光通信和光计算机。光学薄膜的淀积方法：热蒸发和溅射两种。五、背光学主塑料有机性高分窝子聚漂合物宫。优点果：制造枯成本低;色散动比同娇折射兔率的防玻璃梢高;紫外粒与红添外的四透过烟性能基也相尽当好。缺点氏：热膨由胀系肚数高;光学虫常数向选择冠范围册较窄;硬度茅低，易划栏痕或零磨毛，因办此应用喝范围国受到奥了限叹制应用切历史里较早灰：第二怨次世签界大扁战：得制成照的光课学零录件已垂应用工望远异镜、唇照相背机和闯放大梯镜。近几页年来霜：塑百料眼辟镜片瓜、棱险镜、金电视骗机前蜡的菲誓涅耳灾透镜普通歌光学稼材料标与新爱型光危学材衬料普通侄光学膏材料：是指豆常用膛的光围学介矩质材景料。知如在对可见承光范黄围里杂用作辟透镜烈、棱半镜、匆窗口福等的回光学践玻璃哪和光胞学晶宰体。新型拼光学颤材料：是指轮为适学应红恒外、洗激光迈、信按息、国空间减等新徐兴技吐术的宰需要旦而发未展起巴来的绢各种叶光学现功能准材料荒和具放有特锄殊光裳学性彻能的陵光介边质材甚料。如激光影材料万、电赤光材鞠料、称声光口材料捷、非王线性川光学炒材料落、光替信息榜存储牵材料林、光耻导纤键维以芬及高鹊功率袜红外宗与紫聪外窗套口材主料。第二馆节怨光学喝玻璃2.压1摩光六学玻辅璃概顷况2.榴2撤无女色光笛学玻绍璃2.顶3寄有愚色光挽学玻热璃2.倘4场特竞种光率学玻将璃2.赴5必光朱学玻盾璃的棍制造2.咐1、光学阶玻璃概况一、暖结构兆及特颠性主要烟成分母：二密氧化谁硅（蔑Si我O2），制又名芳石英柏砂。机械吓强度注高、尚化学烟稳定咽性好输、热巧膨胀棉系数倘小，东但熔裳点太锋高（庄17吉00惧℃以首上）。由多泻种氧救化物密组成。构成伤玻璃匠主体麻（网辉络体消）炎：A婶O2、A2O3和A2O5型，匆如B2O3、A爷S2O3、S掉iO2、T锻a2O5等对玻士璃的踢物理窑、化待学性莫质起押决定远性的峰作用构成简网络车外体施：括A2O和已AO凭型，贤如如愚Na2O、属K2O、鼠Ca窗O、忽Ba假O、温Pb乒O等。改变旨玻璃健的性秩质。撒如B妖aO起、P惰bO虑可增立大n牵，但瞎化学斜稳定皱性降闻低。玻璃附中氧民化物瓜的组室成不块同，浇其结林构和腊性质关也不中同讽。表份2-活1列佩出了轻各种单氧化惹物对功玻璃君性质烫的影待响。表2惊-1列出劫了各效种氧翻化物纪对玻暂璃性身质的机影响二、魄物理潜特性物质梁的玻旅璃态思：固态羞的玻伪璃保炒留了宪液态伍分子捆无规打则排丽列的谜结构岔，即融低温掌的固饼态保陶留了剧高温讨液态响的无淡定性陷结构锈。物理衰特性：各向疫同性怠：玻姻璃的抬性质航（硬讽度、报弹性鬼模数雹、折场射率屠）在日各向吉测得胡的数廉值相玩等。介稳逆状态伍：在讲一定笛条件摇下，怠物质语可能晚处于墙相对拘稳定袋状态怕，但具并不蓬是能丛量最桨低的甘存储鉴状态私，称冻为介捞稳状品态降。玻璃氏从熔馅融态签向固岸态转记化过密程是连续删可逆的，图2员-1所示强，Tf为玻教璃呈警塑性穷的最沿低温愤度，渐即是房诚玻璃疑拉丝牵的温这度。Tg为玻慎璃呈牙脆性斗的最皱高温按度，土即是陪玻璃苏退火塑的上筐限温锻度。玻璃佛由固态痕变成捐熔融厚态的狠过程槽正好产相反躁，但晋也是击连续平的。玻璃夺的性蓝质如迅粘度氏、比腾热等览也是决连续纺可变泡的。如图骗2-欧2所示。图2钞-1在图巡寿2-债2三、侵分类放与命默名光学竞玻璃蜂：无色越光学核玻璃沙、有压色光赴学玻死璃和济特种浅光学窜玻璃分类订与命糊名：主要建是针惧对无龟色光茄学玻巡寿璃。分类熄：冕摸牌和与火石腰（燧粘石）玩两类骂。中国帐：冕牌贫：P宣bO宜含量蓝<3剃％(王重量盒百分糟比）衫。用沈“K爪”表绩示。火石：Pb究O含运量>姜3％匀(重睬量百就分比栋）。详用“彩F”尘表示狐。德国饿：冕桶牌：nd<1召.6善、νd>5罗0的糠玻璃伯;其罗余为惜火石狐。日本：冕牌泛：nd<1霜.6迈、νd>5胆5的桑玻璃弱;其轧余为教火石总。命名级：在摊K和小F下的按其接组成衫和物桌化性盾能又亦派生夕出其胳余次舰类：化学碧成分阻Ba储、L被a：副La魔K、出La根F、旦Ba墨K、邮Ba暂F;折射索率高破低（匠Q、棉Z）粉：Q垂F、挥ZF拖;特殊惯相对劳色散骗：T拍F;我国牙现有苦光学宽玻璃18魄个品种邪，14骄1个牌集号。巴如表夕2-秋2所讽示。表2-嫁3为各滑国光济学玻亩璃品仔牌对求照表光学耐常数孙：是指汉光学瓶玻璃接对各排波长货的光纲线的折射转率和色散影值。一般盖为nd、和钩中部亭色散nF-nc、ν、相田对部汉分色歉散等毒。由于吓不同盘波长往的光功在同烈一介饰质中粘的传疯播速朴度不壳同，侮因而其光的防折射好率nλ也是减不一扫样的。nd是指移d光船（5鸦87陪6埃补）;nF是取色F谱茧线(摇48议61埃）皮;nc是取C谱萍线(烟65盈63埃）用;中部霜色散：nF-nc色散障系数童（阿捏贝数责）：νd＝(nd-1射)/闷(nF-nC)，ν值越狗大，端色散邻作用涨越小奖。光学街常数伯是选添择光灯学材楼料的状依据龙。在nd－ν领域洗图中炒不同畅玻璃销处于似不同抹的位惜置。陵按n夜和ν不同泽分了吓若干棋区域加。每泛一光据学玻胳璃牌签号有梅其特楚定的羞n和ν，如图2产-3所示图2呜-32.切2亏无色竞光学搏玻璃光学甲玻璃虾用来遍制造查光学轿仪器台的透判镜、简棱镜藏、分页划板婆、反矛射镜春等光填学元首件，风它必签须满跑足光工学仪摘器的位成像弦要求饱。一般浪要求：光学抱性能帜：光学樱常数铸在允免许偏麻差范眼围内总，否竹则影翻响像惕质。具有隆高度艺的透剥明度桥：光能班损失孩于光颜的吸融收和予光的鸽反射疗。不部同的讨光学响仪器奖对光悟吸收摇性能远（白丢光经渐过1柄cm晴玻璃宋吸收培光能便的百夜分比懂称光电吸收炼系数舱）的刮要求局不同震。如光跳纤<捧0.兄05剑%;光程拨为2滑00华mm衰的军辈用仪易器：钥<0旺.1裹～0辩.2帖％;光程技在5肚0～谎20游0m翅m的车光学富仪器叨：0抱.2柴～0先.4吊％;光程歪<5年0m秋m的撕光学浩仪器总：0竭.4铃～0淡.6均％;保护佩、观剂察窗佛玻璃颈：>引0.漆6％巴;彩电拜、摄狗像、放变焦厅镜头诵：红孟蓝绿缺三种钻色彩裹吸收星很小蜓。化学论及物卖理的烦均匀搅性：化学故均匀节性：勿由于墓局部舅化学筛成分全（气始泡、定结石别、条舞纹）范不同旅而造择成的僵化学像不均奸匀性牺。物理衣均匀健性：阀由于犬内应稼力使贤其各百部分豪折射京率不堪同而坊造成夜的物柱理不今均匀孟性。化学龙稳定卵性：影响嗓光学号仪器嫌的寿再命。主要察是指权抵抗塌潮湿泳大气框和酸晓、碱凡、盐潜等介榴质的捆侵蚀辱能力孟。机械列性质袖和热火膨胀排系数稼：一般织均能唱满足任要求刻。无色牌光学雹玻璃镰的质却量要迁求：质量长指标（G侦B9逢03槐-8厨7）折射扶率、共色散仗系数辱的允拢差及左一致帅性：折射辅率、监色散菜系数绣与标需准值轿所允哗许的武误差笑，分把为0引0,骆0、惑1、盗2、摩3、尿4六盘类。同一疏批光锄学玻灭璃中巧折射冷率、腿色散挂系数尺的不耍一致愧性，掉分为妇A、暖B、皱C、飘D四飘级。光学饥均匀趴性：同规一块躁玻璃脏中各聪部分挽折射腿率变素化的吓不均寒匀程规度。按最家小鉴敌别角跪或折叛射率惊微差微最大扣值分张为4虚类。应力订双折复射：由扶于内钟应力围使一葡束光剂经过偷后产晒生两队束传舟播速棉度不全同的旁光线叔。以o每光和鹊e光区通过甩每1驴cm浮厚的巡寿玻璃们产生掠的光玩程差倚大小眼，分武为4飘类。光吸乖收系靠数：国家释标准舅规定跳，玻绵璃的放吸收次系数冲分为郊00神，0乌，1驰，2呀，3跟，4桂，5冒，6遗八类。质量除指标（G商B9悲03膨-8鉴7）条纹串度：玻偿璃中男化学陈成分固不均畜匀所施产生牺的内名部缺确陷而案使其砌n不妄同。条纹名度按先规定历分为瓣00应，0尚，1脚，2啦四类;并按言检验像观察丑方向旷分为斩A、退B、读C三寒级。气泡集度：在熔弃炼过终程中如气体微来不呆及逸年出所脂致。按所耕含最伪大气震泡的此直径断分为离0、锹1、岁2三板类;并按光每1祖00肉cm3玻璃乞内允右许含回有的阻气泡体总面育积（午㎜2）分终为A00、A0、A阳、B臂、C旨、D荐、E绪七级怠。耐辐割射性担能：用佣一定沸剂量悟的X惭射线运辐射辟玻璃店后每裕1c纯m厚蛮上的倡光密剥度增估量ΔD1来表命示2.景3认有色迈光学锈玻璃在基排本的见无色坦光学贞玻璃兼中，躺加入屯少量哗着色水剂而漆成。不（滤煮光玻蛋璃）一、梯主要认特性污：光谱昨特性常以产对各雾种波微长的昏透过斩率τλ、吸定收率溪Eλ和光魄密度柳Dλ表示旧。光谱描特性齿主要暮取决爸于引倦入着兔色剂市的性卷质和莫数量笔、玻自璃的悼基本述成分择、熔灿制工源艺等全。二、涂分类誓：1、责离子建着色甚玻璃：选择变吸收球玻璃着色墓剂在续玻璃烛中呈详离子姓状态，常采殃用金庆属钴裹、镍游、锰汽、铬麻、铀浇、钛双、铜颠的氧启化物惯。如然氧化到钴玻立璃呈裂蓝色按，氧闭化亚蛾镍使膛玻璃妙呈紫扎色或成棕色怜。品种若最多绵：Z时WB房诚、Z巧B、今QB腊、L制B、桑HW各B、翅FB崖、B躺B。τλ－λ舰谱线脂特性娃：对某判一光钩谱区范有显型著的编“拦唇截”佳或“雹透明谋”，胞图1主-2酒2中辽的2兴线。2.口3寒有色姜光学邀玻璃2、抚中性盘玻璃：τλ－λ捉谱线笔特性龙：在也可见尽光区尽域内栗均匀眯降低未光强描度，患而不圆改变镰其光英谱成绑分，脂图1共-2坚2中坚的3呢线。牌号孔：毫ZA张B1熔、Z欲AB斧2…适…Z存AB扭103、辈硒镉水玻璃疏：着色孟剂是关采用档硒化死镉和秀硫化宜镉τλ-λ谱龙线特拐性：耍较宽疾的高颜透过爱区和挂一个以高吸蚁收区良，过马渡区厉愈窄轰截止班性能留就愈艇好。申图1键-2仁2中罪的1咱线。品种裂：H对B（子红色抹）、签JB层（金弓黄色黄）、率CB遭（橙项色）速、Z抚JB洞（紫艇外）劝、H躬WB槐（红沫外透授可见笔吸收肉）。2.叛4费特种疲光学祝玻璃一、扑耐辐攻射光欠学玻星璃普通裳的无救色光披学玻璃请：对短蛇波光响的吸炼收，脆在受饱到一展定剂露量的蓄γ射较线和性X射币线照迫射后逗，玻姨璃会村变暗纪或着早色，迹甚至假完全获失透。加入插一种这含多怒价性笛离子耍的抑见制剂择，高爹能辐顿射线拆作用贵于玻墨璃时贯，首策先改唯变多采价性阶离子登的价批态，甘而不接产生推着色秩中心议，这兼样玻你璃就懒具有孤耐辐漏射的遍稳定嗽性。如含揭有C刑eO2抑制塑剂的强玻璃志在受途高能抓辐射陕线辐晋射后华，四处价铈障离子痛变成悟三价淡，而幻玉三价篇和四拍价的哗铈离粗子在萄紫外坝波段拔才有垦吸收掉带，爱在可治见光胳范围控内均喷无吸达收峰赞，玻归璃不芹会着释色。命名啄：如K50风9具有壶耐辐忆射能株力为满105伦琴获，保旗持K9玻璃殿的光暗学常跑数和拥其它扬性质脆。2.呆4逃特种版光学迈玻璃二、塔防辐那射光举学玻热璃具有脖吸收策有害尖辐射痛线的耐能力缘瑞：绿原子头核实未验中束观察在窗γ射昂线是一重种穿流透能吩力最帆强的撒射线谅，命玻璃淹吸收γ射叼线的能陡力，堵随其蚊密度剑增加蛛而急州剧增暂大。日前票我国昨使用炒的防撕辐射泥玻璃腐是含业铅、聋钡量嘱高、悠密度钱大的那ZF1、Z粱F6、Z慢F7玻璃妹。防辐房诚射玻盆璃能排吸收形各种倘射线蝇，对疫操作询人员劣起到轧保护细作用势。为防脱止着期色，济必须牧加入奶耐辐卧射的滚抑制音剂。2.薯4六特种驼光学球玻璃三、领透红费外和匠透紫牌外玻治璃只能省在某富一红俘外波的段内岸具有芹一定旅的透溉过能高力红外裂光学喘玻璃瞧：1.流光学汽石英讲玻璃损：牌摸号有悠JG乒S1、JG摄S2、J耳GS3。其话中J币GS1、JG猪S2为远抛紫外溪和紫较外光毙学石秩英玻踢璃，话JG烧S3为红让外光何学石废英玻革璃。2.道铝酸交钙玻合璃：钟以C誓aO协、A呢l2O3为主埋要成定分的旁透红兴外玻寻璃。过其透牛过波浆长是机1～鞋5μ愚m。勉牌号独有H堡WC31。2.昆5悔光塘学玻恒璃的该制造制造谈过程傻：配料高温塔熔炼成形精密孕退火四个臭阶段一、抽配料间：光学麦玻璃喝原料宏的组明成：分主要细原料规和辅警助原岛料。主要辅原料：构假成玻筛璃的预主体躺，对据玻璃墓的物仇理、剃化学挨性质虹起决吃定性近的作耐用。辅助斜原料：对另玻璃焦的性逢能起铜一定丘的调枣节作吐用。着色据剂：用来汽控制灭玻璃辰的透灾光性免能。邻掺入歼不同娃的过畏渡金雅属、尝稀土吃金属源离子卸后就周能制盗成显腐示不赏同颜壤色的垂只允镜许一挺定波找长范隶围的秒光通侦过的太滤光熊玻璃等;澄清虚剂：促进喇熔融普玻璃雅液中状气泡残的排术除骆。如偏常用羞的澄涛清剂嫩A宫s2O3;助熔俗剂：降低专熔炼荡温度颤，常商用的粪助熔换剂有励Na2SO4、B距aS锯O4等。光学葛玻璃仗对原葬料的诵要求驶：纯度戚要高熟：着色驾杂质浴总量狗要求母在0茶.0邮1％淘以下舒，过品量因呢着色仁而影若响透批过率精;原料终粒度胜：过大钟或过巨小都隆不易葵混合前均匀疲而影狡响熔歌化时汽间和金玻璃涨质量识。一早般来腿说，逝难熔著和比陪重大孝的：合颗粒欺要小剑些;街反之南亦反叨。配料陷：配料御计算：根鸭据光梨学常虏数和榆物理夺、化肝学性殊质上越的要这求，正通过讨理论志计算稳确定蝴出该泄种玻扒璃的徐组成桐，再堪换算圾成各杀种原与料配讨合量军的百们分比讽。根勤据所紫需熔芽炼的顷玻璃撇总量罪计算黄出各展种配乔合料槽实际却使用短量。称料兴混合后：根据宋计算手结果状，称职取各棋种配桂合料欣，原选料经祥混合箱均匀五后送飘至玻雁璃熔烟炼炉进。二、遗玻璃帽的熔霉炼将各运种配谷合料秧高温丛加热析熔融傲成合阁乎成从型要丹求的刷玻璃编液的邮过程。是轨玻璃漠生产坛最重重要的或环节夫之一勉。坩埚隔熔炼忍：同浙一空扇间不篇同时啊间内园进行铁。连续山熔炼挤：将绪几个岛坩埚猎串联粱起来纳，使肠玻璃平的熔罗炼在守同时据于不畅同的神坩埚比中进鹿行。过程竞：包括初玻璃生成极反应、澄清取、均配化、睛降温等相插互影冒响的对分过栋程。玻璃目生成鼓反应杜：配合跳料被浮加热妄直至拔全部旨熔融宅成玻创璃液吗的过跌程中命所发弦生的趟一系楼列错综苦复杂叹的物理秩、化新学反哗应。（单冕牌草为例猜）熔炼蒙过程硅酸安盐形望成：贤炉料鹊加热赌发生飘分解弓生成许共融健化合遣物，明进而设形成串了硅浑酸盐甜和硼梨酸盐其。（80蹲0～9劳00℃）玻璃候生成蓬：硅被酸盐凡熔融呈液互已相溶展解并则将游渗离的胜固体Si诵O2,P抗bO等溶尊解于绿其中北，最租后成谷为透盆明和尸均一耀的玻到璃态们物质四。（典1在25遇0～敌13菊00℃）玻璃柿液的精澄清：消输除可婶见气约泡的谣过程贡。（14贵00离～1落50梁0℃）提高尿玻璃狼液的王温度瓜：将昼玻璃门液在瞒一定览温度侧下搁物置一绸段时丝式间，障可达补澄清对目的涉。加澄跨清剂涝：微吉气泡收（直普径毁<0异.1享mm华），龄常用As2O3、S领b2O3。玻璃附液的狼均化输：除去境玻璃沫中的退条纹俭，在栏化学伸成分标上达臣高度幻玉均匀亏性。搅拌盟过程击：溶解冻扩散融：玻璃百液的它降温棒：将已赚澄清斗和均怜化玻雷璃液奶降温吼，使逼其具资有成扶型所光需要逃的粘披度。三、占玻璃颠的成版形是指喉把经烂过高速温熔榆炼后念的玻土璃液奔做成选所要漫求的谦的形馅状，协并冷筛却到腿固化势状态愧的过梢程。衫是玻牢璃生隔产过只程中里重要茧的工火序，朱其方避法和顾技术暑水平邻的高磨低决慢定玻鸣璃成扫品经骡和质斥量。成型袜方法衡：传统输成型妖：在坩抬埚中修熔炼杜玻璃韵，把锁坩埚惧取出磁在炉欠外成乏型。届分破埚奔法（杰古典堤法）灾、浇池注法窝、滚俗压法敏三种展。（拒见附豆图）传统仪成型晃：在坩熔埚中勤熔炼绢玻璃唤，把怎坩埚贝取出秩在炉衫外成姜型。分破埚制法（富古典床法）湾、浇嫌注法妇、滚签压法境三种谣。（见附敞图）传统割成型否法漏料维成型躺：在玻奋璃池炉捞的成聋形部炒或坩梨埚的匹底部颂装接坝漏料奴管，枪让玻爷璃液辞沿着味管子像连续情流出栏，根戚据需蛛要将少玻璃控液漏紫注成淋不同技形状凝的成星品。丧可分梢为拉呈制条两状玻中璃、凳压制平元件怒毛坯停和漏简注大死尺寸末制品骆三类。（见附窑图）漏料律成型色法精密报压型（无缝研磨际压型嗽）：不需雾要研响磨、息抛光插、磨锄边等壁光学渠加工沙，直垒接装灾置到菊光学提仪器赏上。20绕世纪俩70该年代造：日俊本保似谷：也古典图17腰0日玻、铂腹金坩女埚3领4日览缩短亚到3裙日;请成品恳率4评0％厌提高倘到9齐0％旗以上她。80抗年代亏中期碍在德柴国、亏日本固：面笨形精旅度λ/亲10;双耕折射孝<λ/乳10汗0;炼厚度桶和直钳径公匠差达功10μm等四、谣精密馒退火玻璃件放在炎退火披炉里岂升温钞到退船火点璃温度合（玻过璃中粉消除丑应力削的上眯限温前度）铺后再用徐缓惨冷却寒到室遗温的过汽程。退火摸目的晓：消除障玻璃圆中应罪力。玻璃虎中应府力的污存在吴破坏馅了光漆学玻厘璃光阻学性逆质的权均化熊(如拥产生沫应力凭双折阁射、柱折射偶率分粮布不允均匀零等)。精密典退火库规程掩：根据煤不同眯牌号互的玻牙璃和长所要峡求达贷到的劈燕质量御指标，其店退火渴温度誉、退活火速完率、拌保温社时间既及加偷热和躁冷却倍速率逼不同闲。四、异精密夸退火(2朴)左图维为直区径为洲12圆0m袭m，概厚4林0m炊m的慢ZK叼58剩9/道61晃2光维学玻谈璃，白要求恰退火流到一宴类应林力及启二类掘光学晋均匀吴性的悲退火亿曲线。升温嘱（加眼热速傻率2追5℃香/h那）恒温扬（6单30跌℃，停保持附20浊h）退火铅（速粗率1昏℃/个h，和温度幸范围请10熔0℃火）快速寇冷却吉（速牲率1菜0℃仰/h秃）惯性薪冷却（20羊0℃墙以下焦依靠绝电炉药）思考息与习盆题1、盟概念饶：物质惜的玻叉璃态甚，化胀学稳背定性姓、光傍学常榜数。2、约光学润玻璃提的分付类、举命名晃。3、释无色诱光学缺玻璃貌的质劲量指与标4、驼有色熟光学逢玻璃泉的特贵性。5、哲特种枕光学歪玻璃物的特扫性。6、善光学含玻璃边的制狱造过银程。第三狭节距光倡学晶温体3.研1馋晶深体结欧构及瞧其性猫质3.乓2轻晶墓体的昨质量状指标3.货3筝晶番体的货生长3.舅4雾晶患体的何应用3.滑1晶体笨结构障及其势性质一、贷光学老晶体嚼结构与光薪学玻雾璃间宾的主要赚差别是内部钩结构贡是有序的，赴即组小成晶君体的姿质点冒(原疾子、时分子赖或离味子)厚在空破间有菌规律屈地排零列在禽一定察的格携位上疲。结晶狭质：绞凡是址质点旺有规况则排冈列而搅具有职格子求构造宵的物器质。晶体圆：是结瓣晶质士在空拥间的既有限期部分骂。质点坟是以峰点阵驻的形迹式在柏三度司空间委作规缩慧律的保重复第排列坦——惕格子漠结构虑。晶胞互：组抽成晶供体的轧最小蝴单位浆。晶胞事的特甜性参速数晶胞细三个馒棱的听方向宏称为夫晶轴评。实端际上牺代表仙表格割中三默个行州列的育方向牛通常拐以a扮,b咬,c悟（或笋x,菌y,峰z）森表示趋，如图近2-举1所示材。晶胞虽在三漏个不准同行沈列上鬼的结汪点间陈距a0,b0和c0，分膏别表仿示晶丙轴a弄、b追、c缴方向费上的笼单位根长度滑。各糖晶轴玩间的量夹角鼠称为利轴角阀，分彻别以征希腊蹄字母怀α(疯b^疫c)转、β方（a怕^c银）和抱γ（咱a^雷b）长表示跌。a0,b0、c0、α窑、β赛和γ伏是决垄定晶烦胞形炸状和织大小录的特张征参生数，重称为晶胞跨常数。晶体青分类绞：根据岔晶胞普常数健的不壳同，技晶体娇可分阿为三大语晶族还七大鸣晶系，如表橡2-嫩1。光学浪晶体仰多用叠中级去和高蜓级晶愈族的蜡晶体语，如钻石英概晶体惯是属兰中级疗晶族赵中的轨六方催晶系变，萤参石是吨高级果晶族池，属捞立方钥晶系某。二、研基本堂性质1爽自限胞性：晶体毕在一遮定的毯条件枯下，望可以卖自发塑地形阴成封脱闭的羊几何买多面铃体，舌该性蚁质称所为晶厚体的构自限酸性。2、柏均误一性筝：晶体功内部个质点耳的排怒列方扁式及拾性质棋是重些复的约，称拉为晶登体的潮均一辛性。3、退对嫩称性宜：晶体类的性群质是纪各向令异性符的，铁但在漂某一讽个或林几个六特定孩方向哥上具惑有相联同的不性质辆，此料方向句称为取晶轴及。其挪它方塞向的可性质候是以库晶轴宪为对属称轴都作对旁称分坚布。。二、券基本梅性质4、未异向规性：晶体徐的空丧间点稻阵的滑排列阔方式榨在各光个方迎向上害是不眯同的景，因竿此，为晶体舱的性爪质随惨观察你方向秋不同安而异顽。晶亦体的闸这种谎性质较称为旦晶体育的异丈向性柜。5、艘最小柳内能侧性和队稳定吩性：物体名的内辜能是日指内尾部质巾点作卖无规拒则运掀动的狱动能暑及由右质点嫁相互滔位置滥所决盲定的度势能啊之和裹。势能蜜：取决贱于物叫质内学部质关点的或排列挂方式性和相假互间召的距裁离。动能坝：主要阅取决罢于物彻体的根热力患学条尸件。二、间基本延性质最小影内能悬性:在一鸽定的阀热力亩学条袋件下拿，对并于具税有相坐同化馅学成晃分而抚呈不辛同物饥相的障物体酿而言余，以娱晶体未的内刷能为斑最小暗，故泽称晶坐体具辛有最小蓄内能桌性。晶体佛的稳吗定性隐:是最合小内育能性糠的必喷然结商果。竭正是乒由于国晶体湿的内驴能最参小，津因此阁，它律不能少自发肯地转阳变为需其它跑状态若，也败就是围说结的晶态钉是一经个相废对稳守定的筒状态钉，晶机体具句有稳定扣性。三、东晶体璃的特弊性1、淹光学妥性质：Ｐ控４１双折抚射性：三枯大晶置族对半于双急折射伙的情廉况是干不同仇的。洽有正届、负奶光性瓜之分邮。旋光仇性：当与平面录偏振柳波沿邻着光诊轴方他向传坑播时诞，其谨偏振当面发仙生旋艘转的首现象苍。吸收厌性与舅多色秃性：对坦光的订吸收伴具有摔各向下异性峰。2、丝式机械秩性质埋：解理：解删理是亲指晶权体在堤外界拾定向肿机械愤力的熊作用陈下，馒按着酱一定直的方港向分苍裂成戏光滑赵平面萌的能讲力。晶体贿的解乔理对岂加工哑虽然软不是界好事我，但军加工乎者有垮时却反可以否利用唯晶体轰的解蹈理特触性进扮行晶放体切红割。三、相晶体初的特勒性（2雷）硬度掠：硬度贤通常纺表示住物体围对外妄来机终械侵秩入所续表现债的抵稍抗能厦力。崇硬度生的标巾准因露测定房诚方法冷不同铸而异内。对靠晶体直最常形用的峡是莫脾氏硬贯度。俗掌握算晶体缺的硬此度，杂对于和合理觉地选洗择晶棚体加柿工的燥磨料扇和抛舱光剂找是十伍分必馆要的邀。溶解剃度：表示内在一催定的器温度能下，受该晶夺体在蜓10袜0g路水中跨所能绕溶解栗的克靠数。唇晶体使溶解闪的大由小是透晶体未潮解临性能财的重惯要标渔志，丽它决强定了阁晶体愉在什击么条芹件下鬼进行蠢加工波和使帮用。3、删热性利能：根据炸晶族滚的不冷同而著不同视。导热社性能仁：导舞热系申数γ热膨剥胀系懒数：视热膨花胀系槐数α3.哨2番晶约体的驼质量墓指标1、织折射齐率与韵中部风色散锈的允往差：2、夏光学体均匀慎性：3、啦应力搁：4、冰散射脊颗粒左：5、默光吸本收系腊数：6、买线位飞错密抓度：7、蛛单晶馒大小比：3.疮3唐晶有体的呀生长人类喉最初放利用梦天然盼矿物静晶体走制作诊光学涌元件编。由旦于天晋然晶窜体产枪量有出限，代且一堂般有贪缺陷上和杂瓜质，粪难以削满足桨科研遵和生绸产发焦展的虚需要降，人峰们开捐始研奔究用茅人工乐方法执培育净单晶僚。1晌90传2年黎，维铅纳尔姐(V渴er哥ne倾ui拿l)相发明角了以镰氢氧茶焰生景长红税宝石般单晶晌的焰革熔法责，为络人工爷培育组单晶鲜以替消代天远然晶厦体开菌创了另先例胜。之渐后，骨科学偷工作漆者先闯后研卸制成诵功了刷制备郊有实读用价壤值的锦大晶也体的卖多种纯方法诱。这累些方蹄法中链适于颈生长做光学凑晶体粉的有焰熔医法、得提拉嘉法、甩温梯观法、顾熔剂观法和校从溶破液中生长瓜晶体办的方笼法等零。任一外晶体宵生长手过程田都包窑含成此核与吧生长筹两个系阶段强。结后晶时雹，一育般总叹是先药从系棋统内注某一奥处(内局部骨)形斜成新缘瑞相的恰原子远集团乌(即师形成梯晶核馋)，淘接着柜晶核帐上的弄界面陡不断朱扩大绳，直袭至结房诚晶过杨程完丧成焰熔哗法（万又称度维纳壶尔法）图2泊-8点是生棵长激割光宝返石时完所使被用的各焰熔乖法结房诚晶炉爽。从O2处输雾入氧界气，做从H2处输六入氢加气，面两种洋气体拜在燃淘烧器纤顶端总混合预后燃冤烧，泻产生羞20敢00肤℃以日上的手高温拘。贮善料筒礼中的详粉料蜘受伺猴服系改统控难制，姐均匀胀、定辜量地松往下严撒落福，经愉高温明火焰生熔融把后滴粘落在桨马弗哑炉内漠的定者向籽扬晶上岛，形许成熔苏液层隆。然笛后将排籽晶水逐渐你下降暑使液舰层凝赏固，重同时毅，调斥节供滥料速芹度使剩其与逼溶液记凝固头速度艘相平碎衡，迟晶体插便逐童渐长方大。焰熔炎法（丹又称传维纳愁尔法）（2并）能够宪生长闯出直乔径1酷5～老30低mm饺,长认50围0～天10王00纪mm然的大司尺寸宴激光递红宝卧石，舟生长诊速率予为6垒～8宜mm拦/h鸣。特点：不报使用登坩埚场，避菊免坩帝埚杂彻质对旗晶体绸的污敌染；咸装置愉比较怠简单弓，晶抱体生名长速类度快收。缺点：氢料氧焰羡所形乖成的巧热场贼，温做度梯晌度太帝大，公且不躲易实盘现精乖密温信度控膝制，滋所以脊长出驴的晶葱体热缘瑞应力彩大，巷光学纤均匀布性较帝差。现在屡，焰摩熔法火已广僵泛应忙用于军生长骗工业晴宝石弓。一假些难瓣熔氧商化物播激光翁晶体钓，如镰红宝新石(搞Al2O3:C绞r3+)、残掺钕肿氧化但钇(溜Y2O3:N结d3+)等登，都保曾经嘱使用协焰熔叛法生搁长。3.铁4鼓晶杀体的波分类背及应芝用一、召按用组途：紫外助、红部外晶辈体、偿偏振丑晶体益、复其消色手差晶爪体和驱激光充晶体饭。主要捕特点歪是透验光范锈围宽斧：术0.扫12遮～5怠0μ涉m（驰玻璃唉为0饰.3纷～5久μm郑）。塔一些述晶体液具有均明显着的双此折射呈性能费，另纤一些茎晶体肆则具农有特处殊色令散性训能。1、钳在更塑宽的顶波段暮上选健作紫外期与红辣外的分佳光棱忘镜、垒窗口倡、成秘像透铜镜的惨材料堆，补茄充光史学玻锁璃的浸不足普。如凳石英调（S纸iO虫2）削、萤嗽石（友Ca邮F2屡）氟隶化锂棍（L蹦iF侵）、睡岩盐马（N饺aC蛋l）鼻、硅六（S盆i）加、锗神（G事e）骄等。一、贞按用舅途：2、偏振：具搅有明绣显双恩折射上特性细的晶煮体(幕如冰浊洲石勇，水踏晶等索)可匹制作培偏光妹镜、柜波片巾、补振偿器欣等光絮学元僵件。3、复消垃色差疗镜头：如严氟化袖锂(鞠Li狠F)燃．氟冒化钙套(C殃aF孤2)棚等，尖在可牛见光绝波段扩色散涛特别亩小(渗V＝隶95伟～9尸9)钻。4、句晶体略光栅丹：用换于X勇射线辱、γ目射线浩等高鸭能射景线谱睁仪上阻作分按光元唯件。5、恢激光配晶体模：如矮红宝锹石、撇氟化响钙和贴钇铝薪石榴惠石等做。二、猛按硬伙度和鸣工艺静方法服：可分删为硬玩质晶赏体、忌软质配晶体初和水削溶性器晶体伐。1.战硬质广晶体胸：莫氏犹硬度章比玻功璃高论的晶暖体。皱玻璃惧的莫谱氏硬才度为梅六，滨石英昼晶体暂、红境宝石纲、钇圆铝石蓄榴石堂等，怖莫氏寸硬度箭在7炸～9暗之间体。2.锋软质稳晶体锁：大部菌分光伪学晶汽体均触属于滔软质漫晶体钞，其暗莫氏砖硬度副为2书～4敏。常更用的帐软质格晶体嘱有萤宋石和态方解河石等武。3.第水溶愿性晶哈体：水溶鸦性晶愧体的雷种类谦很多暗，如语氯化苹钠、解氯化盾钾和炭AD臂P、犹KD蓝P等导。这貌类晶亏体主拉在光玻谱仪亚器和颤激光映中具惜有重核要作继用。主但由像于具别有潮高解性球，加践工困客难，种因此鼠使用疗受到崇限制养。3.润4埋常用箭光学叮晶体Ｐ４扯４思考吊与习趣题1、韵晶体钥的概列念2、摘晶体演的基躁本性谢质3、薯晶体懂的特肉性4、狮晶体印的分扶类与驴应用第四遍节软光疏学塑咽料4.尤1稻塑料呢的结呜构与支分类4.木2麻光学拼塑料亦的特筝性和筋使用4.罗3子几种肠常用猫光学勇塑料4.大1廉结构礼与分眨类一、冰塑料：是葛可塑断性材塌料的盯简称节。主要钢成分丘：树源脂，薄占总阳重量抹的4碎0～笔10油0％构；树脂供：天双然树辅脂：合成伍树脂栽：由违低分瓜子量吗化合编物经由过各廉种聚跑合反愁应或购缩聚衣反应挺而制尤得高渔分子坟量树奶脂状歪物质挡。添加缓剂：艺增强垮材料筐、填盖料、霉增塑枝