Свойства и приложения на оптично стъкло. Оптични свойства на стъклата

И други оксиди. Оптичното стъкло се използва за производство на лещи, призми, кювети и др. Специални оптични стъкла се изработват на базата на група неорганични, оксидни нанопрахови прозрачни керамични материали, органични, минерално-органични стъкла и други материали. Някои разновидности се характеризират със селективна прозрачност към различни лъчи от видимата и невидимата част на светлинния спектър, специална прозрачност и други специални свойства (например различна твърдост, еластичност, биологична съвместимост). Специални изисквания се поставят към очила за производство на контактни лещи, силициеви оптични стъкла, апохромати, лещи за инфрачервени лъчи, рентгенови лъчи и др.

Създаване на специална индустрия - производство на оптично стъкло

За обработка на оптично стъкло се използва специално оборудване и технологии. Дължи се изключително високи изискванияизисквания за качество на изображението, разширяване на обхвата на приложение оптични устройства, възникна необходимост от производството на широка гама специални видове стъкла, различни по свойства и състав. Оптичното стъкло, за разлика от обикновеното стъкло, трябва да има особено висока прозрачност, чистота, еднородност, определен коефициент на пречупване и, в необходимите случаи, селективна прозрачност за определени спектри на дължина на вълната (например в устройства за нощно виждане - прозрачност за инфрачервено лъчение, във филтри , покрития в апохромати и др.). Изпълнението на тези изисквания значително променя химичния му състав, прилага съвременна технология на производство и обработка на оптични стъкла, което позволява тяхното производство. Състав на оптично стъкло на базата на оптични неорганични материаликато силициев оксид (SiO 2), сода, борна киселина, бариеви соли, оловен оксид, флуориди, германиев оксид, оптични органични материали - материали полиметилметакрилат(PMMA), минерално-органични оптични стъкла, позволява подобряване на оптичните възможности на оптичните системи с допълнителни нови свойства.

Видове оптични стъкла

Оптичните стъкла се делят на:

Стъкло от неорганични материали (Неорганично стъкло);

Стъкло от органични материали (Органично стъкло);

Чаши от минерално-органични материали (минерално-органично стъкло).

Оптични стъкла от неорганични материали

Кварцово стъкло

Лещите, изработени от оптично кварцово стъкло, имат редица допълнителни оптични свойства, необходими за специални, прецизни оптични системи, в сравнение с основната група лещи, направени от естествено кварцово стъкло, използвани в областта видим спектърлеки и различни:

Най-ниският индекс на пречупване сред стъклата на базата на SiO 2 ( n D= 1.4584) и най-високата пропускливост на светлина, особено за ултравиолетовите лъчи.

Висока термична устойчивост, коефициент на линейно топлинно разширение по-малък от 1·10 -6 K -1 (в температурен диапазон от 20 до 1400°C).

Температурата на омекване на кварцовото стъкло е 1400°C.

Като добър диелектрик - електрическата проводимост при 20 °C е 10 −14 - 10 −16 Ohm -1 m -1, тангенсът на диелектричните загуби при температура 20 °C и честота 10 6 Hz е 0,0025-0,0006.

Силиконово стъкло

В момента в производството се използват различни видове стъкло модерни технологииполучаване и обработка. Използването на нови абразивни инструменти, включително диамантени инструменти, специални пасти за шлайфане, суперфиниширане и полиране направи възможно създаването на производство на твърди и свръхтвърди оптични стъкла, съчетаващи ултрависока изотропия, ниска дисперсия с най-много висока стойносткоефициент на пречупване (например очила, лещи, огледала, изработени от силиций, в диапазона на дължината на вълната 1-7 микрона имат индекс на пречупване n D = 3,49!, създадени са параболични лещи от силиций, които пречупват и фокусират рентгеновите лъчи - оптични елементи, изработени от силиций).

Оптичните стъкла от силиций имат :

свръхвисока изотропия;

ниска дисперсия;

най-големият с абсолютна стойносткоефициент на пречупване n D =3,49!;

прозрачни в инфрачервената област 2 mm - 760 nm скали електромагнитни вълни;

устойчивост на работа в зоната на рентгеново лъчение;

способността да запазва своите свойства и характеристики за дълго време при евентуално излагане външни фактори(механични, климатични, радиационни, химически, бактериологични и др.);

висока плътност = 2,33 g/cm3.

биосъвместимост за медицинска употреба (биостъкло).

Стъкло от германий

Германият под формата на GeO 2 диоксид се използва широко в производството на оптични устройства като лещи, обективи и др., използвани в оптичната индустрия.

Свойства на GeO 2 оптично стъкло

Коефициент на пречупване n=1,7;

Допълнително висока прозрачност за инфрачервени светлинни лъчи;

Ниска дисперсия;

Висока твърдост.

Това го прави полезен като оптичен материал за производството на широкоъгълни лещи и използването на лещи в оптичен микроскоп.

Като оптични материали за оптични влакна в оптични вълноводи се използват състави на базата на силициев диоксид и германиев диоксид („кварц-германий”).

Правилното дозиране на примеси от германиев диоксид с кварцови елементи, силициеви компоненти и др. при подготовката на заряда за топене на стъкло ви позволява точно да контролирате и регулирате стойността на индекса на пречупване на лещите. Например стъклата от кварц-германий имат по-нисък вискозитет и по-висок индекс на пречупване от стъклата от чист кварц.

В производството на оптични влакна германият сега замества титана като кварцова добавка за силициев диоксид, елиминирайки необходимостта от последваща топлинна обработка, която прави влакната крехки.

Ситал оптични стъкла

Стъклокерамичните оптични стъкла се произвеждат на базата на стъкла от системата Li 2 O-Al 2 O 3 -SiO 2 със светлочувствителни добавки (Au, Ag, Cu съединения), които под въздействието на UV лъчение и по-нататък термична обработка на стъклото, допринасят за образуването на структура с финокристална фаза по време на топене на стъкло поради селективна кристализация. Благодарение на това са получени стъклокерамични оптични материали, надарени с широк спектър от характеристики на стъклените материали. Намират приложение в микроелектрониката, оптиката, ракетата и космически технологии, печат като фоточувствителни материали (например за производство на оптични печатни платки, като светлинни филтри), строителство и др.

Прозрачни керамични материали

Прозрачни керамични лещи- полупрозрачни керамични материали, получени на базата на нанопрахове на базата на нанопрахове, образувани с кубична симетрия на разположение на атомите и междукристални граници в процеса на високотемпературно пресоване с плътност, близка до монокристалите на тези съединения и имащи минимално разсейване на пропускащите светлинни лъчи , висока прозрачност в зоната на късите и други дължини на електромагнитните вълни, твърдост, дисперсност, с коефициент на пречупване n = 2.08 (CASIO EXILIM EX-S100 и CASIO EXILIM EX-S500). .

Оптични сода силикатни стъкла

Оптичните сода-силикатни стъкла обикновено се наричат корони. Стъклото, направено с добавяне на фосфорен анхидрид, се нарича фосфорна корона, борният анхидрид се нарича боросиликатна корона и т.н. Оптичното стъкло, което съдържа олово, се нарича Кремък; когато съдържанието му е до 50% - лек, а над 50% - тежък кремък. Кремъкът има по-висок индекс на пречупване от короната.

Тези два вида стъкло са най-популярни при производството на оптични устройства, например лещи за намаляване на хроматичната аберация, работещи в диапазона на дължината на вълната на спектъра на видимата светлина. Положителните лещи (които са по-дебели в центъра, отколкото по краищата) са направени от корона, отрицателните лещи са направени от кремък. При разработването на оптично устройство за всяка леща се избира определен тип оптично стъкло според каталога на производителя. Фигурата показва диаграмата на Abbe за най-често срещаните видове стъкло, в координати зависимостта на индекса на пречупване (nD) от коефициента. светлинна дисперсия (vD). Вижте също диаграма на Abbe nd (Vd) - Schott 2000 от LOMO.

Таблица с основните характеристики на оптичните стъкла

Производство на неорганично оптично стъкло

За да се получи цветно стъкло, по време на готвене към състава на бялото стъкло се добавят вещества, съдържащи мед, злато, селен и др.

Оптичното стъкло се топи от партида в специални огнеупорни съдове, поставени в пещ за топене на стъкло. Партидата може да съдържа до 40% отломки със същия състав като стъклото, което се вари. Процесът на готвене продължава около 24 часа. Нагряването обикновено се извършва с помощта на водородни горелки, а температурата в пещта достига 1500 °C. По време на процеса на топене стъклената стопилка се разбърква непрекъснато с керамична бъркалка до постигане на хомогенно състояние и няколко пъти се взема проба за контрол на качеството. Един от етапите на готвене е избистряне. На този етап в стъклената маса се отделят голямо количество газове от добавените към шихтата избистрящи вещества. Големите мехурчета, които се образуват, бързо се издигат на повърхността, улавяйки по пътя си по-малки, които така или иначе се образуват по време на готвене. След приключване на топенето на стъклото съдът се изважда от пещта и се подлага на бавно охлаждане, което продължава 6-8 дни. Поради неравномерното охлаждане на масата в нея се образуват напрежения, които причиняват напукване на стъклото на голям брой парчета.

След охлаждане парчетата стъкло се сортират по размер и качество, след което тези, които са годни, се изпращат за допълнителна обработка. За да се намали времето за обработка, оптичните части се изработват не от обикновени парчета стъкло, получени след топене, а от специални пресовани плочки или заготовки. За да се избегне напрежението, причинено от неравномерното охлаждане на масата, така получените детайли се нагряват до 500 °C и след това се подлагат на изключително бавно охлаждане в електрически пещи, така нареченото отгряване. Ако температурата спадне рязко, в стъклото ще възникне напрежение, което ще доведе до анизотропия. ( Анизотропия(от гръцки ánisos - неравномерно и tróros - посока) - несходството на физичните (физико-химични) свойства на средата (например електропроводимост, топлопроводимост и др.) В различни посоки в тази среда. Причината за анизотропията е, че при подредено разположение на атоми, молекули или йони, силите на взаимодействие между тях и междуатомните разстояния са неравномерни в различни посоки). Може също да се образува вторична мушица .

След отгряване полученият детайл се изследва с помощта на оптични инструменти за контрол на качеството и се изготвя карта на дефектите, която показва размера, местоположението и естеството на дефектите на стъклото.

Обработка на оптично неорганично стъкло

Обикновено, ръководейки се от карта на дефектите, детайлът се нарязва с диамантени триони на по-малки правоъгълни или от него се изрязват цилиндри с помощта на циркуляри. Те се опитват да придадат на получените заготовки форма, която е възможно най-близка до формата на бъдещия оптичен продукт с малък запас. Също така доста често правоъгълните заготовки се нагряват до състояние на пластична деформация и чрез пресоване от тях се получават продукти с форма, близка до необходимата. След това тези заготовки се фиксират в блокове (обикновено направени от гипс) и се полират. Шлифоването включва няколко етапа; При всяка следваща се използват все по-фини абразивни зърна. След всеки етап на смилане стъклото се измива. След като стъклото е полирано, формата му се контролира и след това детайлът се полира. Полирането на стъкло отнема много време физичен и химичен процес, който продължава до 3 дни. След полиране се получава завършената работна повърхност на изделието, готова за работа. Тази повърхност е защитена, детайлът се отстранява от блока и блокът се сглобява отново, но детайлите се закрепват с другата страна нагоре и другите работни повърхности се шлифоват и полират по подобен начин.

Дефекти в оптично неорганично стъкло

Към оптичното стъкло се предявяват повишени изисквания за хомогенност и изотропност. Стъклени дефекти (Дефекти на стъклото - техническо имедефекти на стъклото, които нарушават неговата хомогенност и изотропност. Специално вниманиепри производството на оптично стъкло приоритетно е отстраняването на дефекти в стъклото; докато при производството на удебелено стъкло и художествено стъкло като цяло, мехурчета, включвания и други нехомогенности могат да служат за създаване на специални оптични ефекти) възникват в реални условия на производство на стъкло (топене) поради ограниченото време за установяване на равновесие в стъклената маса, също бързо охлажданеи т.н.

Стъклото, предназначено за критични оптични елементи, изисква чисти суровини и специални техники за топене и охлаждане. И така, стъкло за заготовки най-големите огледалаоптичните телескопи се охлаждат в продължение на много месеци, за да се облекчи вътрешното напрежение.

Оптични стъкла от органични материали

Оптичното органично стъкло (плексиглас) е твърд, крехък, чисто аморфен материал, характеризиращ се с образуването му при определени условия по време на преохлаждането на разтопения материал полиметилметакрилат(PMMA) (синтетичен полимер метилметакрилат). Оптичният плексиглас (PMMA) често се използва като алтернатива на силикатното оптично стъкло, тъй като то:

Устойчив на външни влияния(влага, студ и др.);

По-меко от обикновеното стъкло и чувствително на надраскване (този недостатък може да се коригира чрез нанасяне на устойчиви на надраскване покрития);

Лесна обработка с конвенционални металорежещи инструменти;

Лесен за лазерно рязане и удобен за гравиране;

Добра прозрачност и пропускливост на UV и рентгеново лъчение, докато отразява инфрачервени лъчи; светлинната пропускливост на плексигласа е малко по-ниска (92-93% срещу 99% за най-добрите видове силикатно стъкло);

Ниска устойчивост на алкохол, ацетон и бензол;

Плексигласът е оптичен материал;

Нераздробяващ се материал (безопасен и използван във всички видове транспорт (особено в самолетостроенето);

Лесно се формова при нагряване;

Водоустойчив материал;

Неутрален към светлинни лъчи, климатични условия, въздействието на авиационни бензини и масла.

Има два вида плексиглас - лят и екструдиран.

Оптични стъкла от минерално-органични материали

Понастоящем контактните лещи се произвеждат от еластични материали, които независимо поддържат необходимата кривина.

Така наречен мекаЛещите се състоят от специални силикон-хидрогелни органични материали, които, благодарение на комбинацията от хидрофилни свойства и висока пропускливост на кислород, могат да се използват непрекъснато в продължение на 30 дни денонощно.

Материалът на лещите като правило е прозрачен или леко оцветен (така че падналата леща, практически невидима във въздуха и особено във водната среда, е по-лесна за намиране). Има обаче разновидности на лещи, при които центърът е оцветен различни цветовеили цветови комбинации. Това ви позволява да промените цвета на очите си или да го направите напълно необичаен цвят, който не се среща в природата (и дори да приложите дизайн). Шарените контактни лещи обикновено нямат оптична сила и се използват за развлекателни цели.

Лещите могат да бъдат маркирани с маркировки, указващи предната страна и понякога оптичните им свойства.

Оптични свойства на стъклото. Оптични очила

За нас думата „стъкло” не се възприема като нещо замразено или синтеровано. За нас тя се превърна в синоним на думата „светлина“. Тоест дори на подсъзнателно ниво ние оценяваме неговите оптични свойства. Към тезисвойствата включват: отражение на светлината и нейното пречупване, полупрозрачност и абсорбция на светлина, както и дисперсия и разлагане.

Концепцията за оптичните свойства на стъклото

През прозореца виждаме всичко на улицата и това свойство на пропускане на светлинни лъчи се нарича полупрозрачност на стъклото. Но излизайки от стаята на улицата, забелязваме, че цветовете там са по-ярки и нюансите са различни. Оказва се, че част от светлината не достига и се губи по пътя. Където?

Защо сме забравили за слънчевите „зайчета“, за светещите по залез прозорци? Част от светлината се отразява, без да навлиза в стъклото. Това е често срещано явление, когато оптичните лъчи се отразяват на границата на две среди (в нашия случай въздух и стъкло). При строго перпендикулярно падане някои от лъчите се връщат обратно, когато падат под ъгъл, училищният „ъгъл на падане“; равен на ъгълотражения“.

След като влезе в стъклото, светлинният лъч се пречупва (помнете как посоката на парче пръчка, потопено във вода, визуално се променя във водата). Вярно е, че дебелината на стъклото на прозореца е малка, така че практически не забелязваме пречупване. Колкото по-висока е плътността на стъклото, толкова по-голямо е пречупването. Тоест кристалното и кварцовото стъкло имат по-голямо пречупване от обикновеното прозоречно стъкло.

Но ако вземете цялата светлина, падаща върху стъклото, като 100%, тогава, сумирайки отразената и пречупената светлина, се оказва, че получавате само около 88-91%, а не сто. Къде отиде значителната част от падащите лъчи? И те бяха погълнати от стъклото. В стъклото винаги има примеси, всеки от които има свой собствен цвят. Те избирателно поглъщат лъчи с определена дължина на вълната и това е загуба.

Забелязали ли сте, че абажурите и матираните лампи правят светлината по-мека? Факт е, че светлинният лъч се движи по права линия. Следователно интензивното осветление ще бъде грубо за очите ни. Ако тези лъчи се разпръснат в различни посоки, осветяването ще бъде еднакво по интензитет, но меко.

Светлината не се разлага от прозоречно стъкло; за това е необходима призма. Ако виждаме цветове на дъгата върху стъклото, то не е равномерно, което означава, че е дефектно. Можем да наблюдаваме спектъра в нормално стъкло само по лицата му.

Оптично стъкло

Този тип включва стъкло, направено от специални състави и използвано в оптични инструменти. Ясно е, че трябва да се различава от обикновеното прозоречно стъкло с порядък по прозрачност, чистота, еднородност и безцветност. За тях те трябва да бъдат поддържани установени по изискванеиндекс на пречупване и дисперсия (разлагане). Това са основните задължителни характеристики за всяко конкретно оптично стъкло, тяхното изпълнение усложнява производството.

Основните компоненти на оптичните стъкла: силициев диоксид, борна киселина, сода, бариеви соли и флуорни соли, борна киселина и оловен оксид. Съставът определя техните свойства и ги разделя на два вида: корони и кремъци. Короните са натриево-силикатни стъкла и се характеризират с нисък индекс на пречупване и висока дисперсия. Стъклото, съдържащо олово, се нарича кремък. Те се характеризират с висок коефициент на пречупване и нисък коефициент на дисперсия.

Вече има нови видове оптични стъкла, които не са силикатни. Те имат флуорна, фосфатна или боратна основа. Предимството на такива очила е, че те имат по-малко забележими Обратна връзкамежду пречупване и дисперсия, т.е. могат да бъдат предадени свойства като ниско пречупване с ниска дисперсия.

Повече за стъклото и стъклените продукти:

-

-

-

, средна дисперсияИ коефициент на дисперсия. В някои случаи се използва за характеризиране на оптични стъкла. частични отклоненияи роднина частични отклонения.

Индекс на пречупване

Оптичното стъкло се топи от партида в специални огнеупорни съдове, поставени в пещ за топене на стъкло. Партидата може да съдържа до 40% отломки със същия състав като стъклото, което се вари. Процесът на готвене продължава около 24 часа. Нагряването обикновено се извършва с помощта на водородни горелки, а температурата в пещта достига 1500 °C. По време на процеса на топене стъклената стопилка се разбърква непрекъснато с керамична бъркалка до постигане на хомогенно състояние и няколко пъти се взема проба за контрол на качеството. Един от етапите на готвене е избистряне. На този етап в стъклената маса се отделят голямо количество газове от добавените към шихтата избистрящи вещества. Големите мехурчета, които се образуват, бързо се издигат на повърхността, улавяйки по пътя си по-малки, които така или иначе се образуват по време на готвене. След приключване на топенето на стъклото съдът се изважда от пещта и се подлага на бавно охлаждане, което продължава 6-8 дни. Поради неравномерното охлаждане на масата в нея се образуват напрежения, които причиняват напукване на стъклото на голям брой парчета.

След охлаждане парчетата стъкло се сортират по размер и качество, след което тези, които са годни, се изпращат за допълнителна обработка. За да се намали времето за обработка, оптичните части се изработват не от обикновени парчета стъкло, получени след топене, а от специални пресовани плочки или заготовки. За да се избегне напрежението, причинено от неравномерното охлаждане на масата, така получените детайли се нагряват до 500 °C и след това се подлагат на изключително бавно охлаждане в електрически пещи, така нареченото отгряване. Ако температурата спадне рязко, в стъклото ще възникне напрежение, което ще доведе до анизотропия. Може също да се образува вторична мушица.

След отгряване полученият детайл се изследва с помощта на оптични инструменти за контрол на качеството и се изготвя карта на дефектите, която показва размера, местоположението и естеството на дефектите на стъклото.

Технологични дефекти

Технологичните дефекти в оптичните стъкла включват камъни, мехурчета, мушици, мъгла, ивици и напрежение.

  • камъниса малки, непрозрачни частици, отделени от съда по време на топенето на стъклото, или неразтопени частици от заряда. Малък брой и малък размер камъни, ако не са разположени във или близо до фокалната равнина, не влияят на качеството на изображението, тъй като блокират само малка част от светлината, преминаваща през стъклото.
  • Мехурчетасе образуват по време на процеса на топене на стъклото поради отделянето на газове от съставните части на заряда, които влизат в реакцията. Почти неизбежно в производството на стъкло. Мехурчетата причиняват разсейване на светлината и известна загуба на яркост на изображението, тъй като светлинните лъчи, пречупени върху повърхностите на мехурчетата под значително по-големи ъгли, отколкото върху останалата част от площта на обектива, се абсорбират почти напълно от вътрешните повърхности на камерата и рамката на обектива.
  • Миджпредставлява голям клъстерв масата на стъклото има малки мехурчета, които заемат значителна част от неговия обем. Мушицата причинява разпръскване голямо количествосветлина, преминаваща през стъклото.
  • Димкиимат вид на паяжина или лека вълнообразна мъгла в стъклена среда. Те възникват главно от синтероване на гънки, образувани по време на процеса на пресоване, както и от синтероване на незабелязани преди това пукнатини.
  • Свилисе наблюдават в стъклената маса под формата на прозрачни ивици или нишки поради нееднаквия индекс на пречупване на стъклената маса. Сравнение с капка наситен разтвор на захар, въведена в чаша вода, може да даде представа за силата. Когато се разтвори, капка разтвор ще образува ясно видима следа във водата под формата на вълнообразни ивици и нишки.
  • Напрежениявъзникват поради хетерогенност на стъклото, обикновено причинена от неравномерното му охлаждане по време на производствения процес. Механично напрегнато състояниестъклото причинява така нареченото двойно пречупване. При нормални условия двойното пречупване е невидимо за окото и се определя чрез проверка на стъклото с помощта на специално устройство- полярископ. Директно в оптичните части напрежението (и съответното двойно пречупване) може да възникне под въздействието на собствената маса на частта или натиск върху стъклото при фиксирането му в рамки.

Установени са категории и класове на качество за оптични стъкла (GOST 23136-93). Тоест целият набор от дефекти е разделен на диапазони (според техния брой, размер, форма), които трябва да включват марки стъкло. За безцветно оптично стъкло има стандарти GOST 3514-94 (предишен GOST 3514-76). За цветно оптично стъкло - GOST 9411-91 (бивш GOST 9411-76).

Тъй като оптичното стъкло се произвежда за специфични цели, стандартизира се не само наличието на дефекти, но и отклоненията на оптичните индикатори от нормата. По-лесно е да изберете стъкло за вашите нужди, ако предварително определите критериите за качество.

Лечение

Обикновено, ръководейки се от карта на дефектите, детайлът се нарязва с диамантени триони на по-малки правоъгълни или от него се изрязват цилиндри с помощта на циркуляри. Те се опитват да придадат на получените заготовки форма, която е възможно най-близка до формата на бъдещия оптичен продукт с малък запас. Също така доста често правоъгълните заготовки се нагряват до състояние на пластична деформация и чрез пресоване от тях се получават продукти с форма, близка до необходимата. След това тези заготовки се фиксират в блокове (обикновено направени от гипс) и се полират. Шлифоването включва няколко етапа; При всяка следваща се използват все по-фини абразивни зърна. След всеки етап на смилане стъклото се измива. След шлайфане на стъклото детайлът се полира и след това се контролира неговата форма (фигура). Полирането на стъклото е дълготраен физико-химичен процес, който продължава до 3 дни. След полиране се получава завършената работна повърхност на изделието, готова за работа. Тази повърхност е защитена, детайлът се отстранява от блока и блокът се сглобява отново, но детайлите се закрепват с другата страна нагоре и другите работни повърхности се шлифоват и полират по подобен начин.

Оптично покритие

След полиране се следи качеството на стъклената повърхност и след това, за да се подобрят характеристиките на продукта, оптиката може да се избистри чрез нанасяне на тънки прозрачни филми, обикновено диелектрични. Тези филми подобряват оптичните характеристики и могат да подобрят механичните характеристики, например защита на стъклото от помътняване, когато е изложено на влажна атмосфера за дълго време.

История

Един от първите сериозни опити за получаване на оптично стъкло, тоест стъкло с достатъчна химична и физическа хомогенност и притежаващо специфични оптични свойства, може да се отдаде на XVII век. Така в работата на немския химик Йоханес Кункел „Ars vitraria experimentalis“ (1689) се споменават борната и фосфорната киселина като компоненти на стъклото и боросиликатната корона, която е подобна по състав на някои съвременни разновидности. През 1663 г. в патента на англичанина Тилсън се споменава въвеждането на оловен оксид в "флинт стъкло", а през 18 век това стъкло започва да се използва за производството на ахроматични лещи, първо от Честър Мур Хол (1729), а след това , с по-голям успех, от Peter Dollond (1758).

Началото промишлено производствооптичното стъкло може да се счита за резултат от дългогодишната работа на швейцареца Гуинан, който заедно с Фраунхофер успяха да въведат повече или по-малко надежден метод за производство на добро оптично стъкло в съдове с капацитет до 400 кг в Utzschneider завод в Бенедиктбойерн (Бавария). Ключът към успеха беше изобретената от Гуинан техника за механично смесване на стопилката по време на готвене, като се използват кръгови движения на глинен прът, вертикално спуснат в чашата. През 1811 г. Guinan и Fraunhofer пуснаха два вида оптично стъкло: корона (72% SiO 2, 18% K 2 O, 10% CaO) и кремък (45% SiO 2, 12% K 2 O, 43% PbO)

Проектиран технологичен процеснаправи възможно производството на доста задоволителни лещи с диаметър до 200-250 mm. Обхватът на оптичните стъкла, произвеждани от стъкларските фабрики през първата половина на 19 век, обаче е практически ограничен до два вида.

През втората половина на 19 век немският химик Ото Шот извършва, по предложение на Ернст Абе, фундаментално изследване на влиянието на различни компоненти върху свойствата на стъклото, а през 1884 г. О. Шот и Е. Абе и К. Цайс основава завод в Йена, който започва да произвежда различни видове оптично стъкло

  • Н. Н. Качалов и В. Г. Воано.Основи на производството на оптично стъкло. Л. ОНТИ-Химтеорет, 1936г
  • Кратко фотографско ръководство. Под общо изданиед.т. н. Пускова В.В., изд. 2-ри, М., Изкуство, 1953.
  • Ящолд-Говорко В. А.Снимка и обработка. Снимки, формули, термини, рецепти. Изд. 4-то, съкр. М., „Искусство“, 1977 г.
  • GOST 23136-93 - Оптични материали - Параметри
  • GOST 3514-94 - Безцветно оптично стъкло - Спецификации
  • GOST 9411-91 - Оптично цветно стъкло - Спецификации
  • Връзки


    Фондация Уикимедия. 2010 г.

    Голяма политехническа енциклопедия

    оптично стъкло- - [L.G.Sumenko. Английско-руски речник по информационни технологии. М.: Държавно предприятие ЦНИИС, 2003.] Теми информационни технологиикато цяло EN оптично стъкло... Ръководство за технически преводач

    оптично стъкло- optinis stiklas statusas T sritis chemija apibrėžtis Labai skaidrus, visiškai vienalytis stiklas. атитикменис: англ. оптично стъкло рус. оптично стъкло... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

    оптично стъкло- optinis stiklas statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. оптично стъкло vok. optisches Glas, n рус. оптично стъкло, n pranc. verre optique, m … Fizikos terminų žodynas

    Високо прозрачно хомогенно стъкло, устойчиво на химикали. Произвежда се с точно определени оптични свойства, коефициент на пречупване (от 1.47 до 2.04) и коефициент на дисперсия (от 70 до 78), в зависимост от комбинацията на кои O. s.... Велика съветска енциклопедия

    Високо прозрачно хомогенно стъкло, устойчиво на химикали. Произведени с точно определена оптика. с индекс на пречупване (от 1,47 до 2,04) и коефициент на дисперсия (от 70 до 25,4), в зависимост от комбинацията на O. s. разделен на корони...... Голям енциклопедичен политехнически речник

    НЕОРГАНИЧНО СТЪКЛО, квазиаморфно твърдо вещество, което, въпреки че има ред в къси разстояния (вижте КРАТКОСРОЧЕН РЕД), липсва ред в далечни разстояния (вижте РЕД В ДАЛЕЧИ РЕД И РЕД КЪСКИ-КЪСКИ РЕД) в подреждането на частиците. IN съвременно разбиранеконцепция..... енциклопедичен речник

    Стъкло: Стъклото е твърд неорганичен аморфен материал (прозрачен или непрозрачен), състоящ се от силициеви оксиди или други „стъклообразуващи оксиди“ с включвания на „модифициращи оксиди“ и някои вещества от друг произход.... ... Wikipedia

    Този термин има други значения, вижте Стъкло (значения). Скитос. Цветно стъкло. Източно Средиземноморие. Първата половина на 1 век Ермитаж ... Уикипедия

    Видове стъкла

    Тип стъкло: Прозорец, Сервиз, Огледало, Парфюм, Бутилка, Полукристал, Химическа лаборатория, Топлоустойчив тип, Опал, Термометрично, Електровакуумно, Стъклофибър.

    При подробно изследване на стъклото в зависимост от техническите условия се изследват: физико-химсвойства: вискозитет, повърхностно напрежение, вътрешни напрежения, температура на омекване, специфично тегло, якост на натиск, опън и огъване, твърдост, модул на еластичност, газопропускливост, топлинно разширение, топлинен капацитет, топлопроводимост, електропроводимост, диелектрични загуби, индекс на пречупване, спектрални характеристики във видимата и невидимата част на спектъра, химическа устойчивост, кристализация способност и други. Якостта на опън зависи от дебелината на стъклото и неговата термична обработка. Прозрачното кварцово стъкло има най-висока топлопроводимост.

    Характеристика на основните видове стъкла

    ОПТИЧНО СТЪКЛО -- чисто стъкловсякакви химичен съставс висока степен на хомогенност. Съдържа 46,4% PbO, 47,0% Si0 и други оксиди; корони - 72% SiO, алкални и други оксиди.

    Оптичното стъкло се използва за производство на лещи, призми, кювети и др. Стъкло за оптични инструментие произведен още през 18 век, но появата на действителното производство на оптично стъкло датира от началото на 19 век, когато швейцарският учен П. Гуинан изобретява метод за механично разбъркване на стъклена стопилка по време на готвене и охлаждане - кръгово движение на глинен прът, вертикално потопен в стъкло. Тази техника, която е запазена и до днес, позволява получаването на стъкло с висока степен на хомогенност.

    Производството на оптично стъкло се развива допълнително благодарение на съвместната работа на немските учени Е. Аббе и Ф. О. Шот, в резултат на което през 1886 г. в Йена (Германия) възниква известната фабрика за стъкло на партньорството Шот, която за първи път произвежда огромно разнообразие от модерни оптични стъкла.

    До 1914 г. производство на оптично стъкло съществува само в Англия, Франция и Германия. В Русия началото на производството на оптично стъкло датира от 1916 г. Достигна голямо развитиеедва след Великата октомврийска революция социалистическа революцияблагодарение на работата на съветските учени D.S. Рождественски, И.В. Гребенщикова, Г.Ю. Жуковски, Н.Н. Качалова и др. Основно изискване към оптичното стъкло е висока степенхомогенност. Липсата на еднородност кара светлинните лъчи да се отклоняват от техните правилният начин, което прави стъклото негодно за предназначението му.

    Хомогенността на оптичното стъкло се нарушава от химични и физични фактори. Химическата хетерогенност се причинява от локални промени в химичния състав и се елиминира чрез разбъркване на оптичното стъкло по време на процеса на готвене. Физическата нехомогенност се причинява от напрежения, генерирани по време на процеса на охлаждане на оптичното стъкло, и се елиминира чрез внимателно отгряване. Оптичното стъкло трябва да има определени оптични свойства - точни показатели на пречупване за лъчи с различни дължини на вълната. Голяма гама от оптични стъкла с различни показателипречупването и средната дисперсия е от голямо значение при изчисляването и проектирането на оптични системи за намаляване на техните дефекти, по-специално за елиминиране на вредното влияние на вторичния спектър и коригиране на качеството на изображението.

    Оптичните свойства на стъклото зависят от неговия химичен състав. Чрез използването на разнообразна комбинация от оксиди е възможно да се получи стъкло с необходимите стойности на оптичните константи. Някои видове оптично стъкло, например, не съдържат силициев диоксид (основната съставка на всяко стъкло), други съдържат често използвани окислители, но в изключително големи количества.

    Прозрачността на оптичното стъкло трябва да бъде висока, около 90-97% на 100 mm път на лъча в стъклото. Оптичното стъкло трябва да бъде химически устойчиво на действието на влажна атмосфера и на действието слаби киселини, характеризираща тяхното „зацапване“, т.е. чувствителност при допир с ръце.

    Суровините, използвани за производството на оптично стъкло, са същите като за другите видове стъкло. Въпреки това изискванията за чистота на суровините са много високи. Особено вредни примесиса съединения на желязото и хрома, които оцветяват стъклото и увеличават поглъщането на светлина. Оптичното стъкло се топи в едно- и двуколонни пещи.

    Най-важната операция в производството на оптично стъкло е разбъркването на стъклото по време на процеса на топене и особено по време на процеса на охлаждане. Използват се три метода за рязане на оптично стъкло:

    • 1) охлаждане на стъклото заедно с тенджерата, последвано от разчупването му на парчета и формоването на тези парчета в загрято състояние;
    • 2) отливане на стъклена стопилка в желязна форма;
    • 3) валцоване на стъклена стопилка, излята върху маса в лист.

    Оптичните стъкла се произвеждат от стъкларските заводи под формата на правоъгълни парчета с различни размери "плочки" и под формата на заготовки - "преси" (лещи, призми). Оптичните стъкла включват и специално оцветени цветни стъкла, използвани за производството на прецизни светлинни филтри, които под формата на плоскопаралелни пластини често се използват в оптическите инструменти и служат за промяна на спектралния състав на светлината, преминаваща през тях. Тези цветни стъкла се произвеждат във фабрики за оптично стъкло, като се използват същите техники като оптичното стъкло.

    СТРОИТЕЛНО СТЪКЛО -- изделия от стъкло използвани в строителството. Строителното стъкло се използва за остъкляване на светли отвори, изграждане на прозрачни и полупрозрачни прегради, облицовки и довършителни стени, стълбища и други части на сгради. Към строителното стъкло се отнасят и топло- и звукоизолационните материали от стъкло (пеностъкло и стъклена вата), стъклени тръби за скрити електрически инсталации, водоснабдяване, канализация и други цели, архитектурни детайли, елементи от стъклобетонни подове и др.

    По-голямата част от асортимента строителни стъкла се използват за остъкляване на светли отвори: листови прозоречни стъкла, огледални, вълнообразни, армирани, шарени, двуслойни, кухи блокове и др. Същият асортимент от стъкла може да се използва и за изграждане на прозрачни и полупрозрачни прегради .

    Листовото прозоречно стъкло, най-широко използвано в строителството, се произвежда от разтопена стъклена стопилка, главно чрез вертикално или хоризонтално непрекъснато разтягане на лента, от която, докато се охлажда и втвърдява, от единия край се изрязват листове с необходимите размери. Значителен недостатък на листовото прозоречно стъкло е наличието на известна вълнообразност, която изкривява обектите, гледани през него (особено под остър ъгъл).

    Огледалното стъкло е обработено чрез шлифоване и полиране от двете страни, поради което има минимално оптично изкривяване.

    Съвременният най-разпространен метод за производство на огледално стъкло се състои от хоризонтално непрекъснато валцоване на стъклена стопилка между два вала, отгряване на формованата лента в тунелна пещ, шлайфане и полиране на механизирани и автоматизирани конвейерни агрегати. Огледалното стъкло се произвежда с дебелина 4 mm и повече (in специални случаи- до 40 mm), за готвенето му се използват висококачествени материали, така че има и по-висока пропускливост на светлина от обикновеното прозоречно стъкло; използва се предимно за остъкляване на прозорци и врати в обществени сгради, витрини и за изработка на огледала; механичните свойства се различават малко от механичните свойства на прозоречното стъкло. Валцуваното шарено стъкло има шарена повърхност, получена чрез търкаляне между две ролки, едната от които е набраздена; произвеждат се както безцветни, така и цветни; използва се в случаите, когато е необходима дифузна светлина. Шарени стъкла с матиран или матиран модел се използват за вътрешни прегради, панели на врати и остъкляване на стълбища; Изработва се чрез обработка на повърхността на прозоречно или огледално стъкло.

    Матовият модел се получава чрез третиране на повърхността със струя пясък под шаблона. Модел, напомнящ мразовит модел върху стъкло, се получава чрез нанасяне на слой животинско лепило върху повърхността, което се отделя по време на процеса на сушене заедно с горни слоевестъклена чаша Армираното стъкло съдържа телена мрежа в своята дебелина; по-издръжлив е от обикновено; при счупване от удари или напукване по време на пожар, неговите фрагменти се разпръскват, като са свързани с армировка; Ето защо армираното стъкло се използва за остъкляване на фенери в промишлени и обществени сгради, кабини на асансьори, стълбища и отвори за противопожарни стени.

    Произвежда се по метода на непрекъснато валцуване между ролки с валцуване на телена мрежа, навита от отделен барабан. Вълнообразното армирано стъкло, оформено като вълнообразни азбестоциментови листове, се използва за изграждане на прегради, фенери и покриване на стъклени галерии и проходи.

    Двойни (партидни) стъкла с въздушен или светлоразсейващ слой (например от стъклени влакна) имат добри топлоизолационни свойства; се изработват чрез облепване на 2 стъкла с флизелин. Дебелината на двойното стъкло с въздушна междина е 12-15 мм. Кухите стъклени блокове се изработват чрез пресоване и след това заваряване на две стъклени полукутии; използва се за запълване на светли отвори, главно в промишлени сгради; осигуряват добра осветеност на работните места и имат високи топлоизолационни свойства.

    Блоковете се полагат в отворите с хоросан под формата на панели, свързани с метални връзки. Облицовъчното стъкло (мраблит) е непрозрачно оцветено листово стъкло. Произвежда се чрез периодично валцуване на стъклена стопилка върху леярска маса, последвано от отгряване в тунелни пещи. Използва се за довършване на фасади и интериори на жилищни и обществени сгради. Облицовъчното стъкло също включва цветно метализирано стъкло.

    КВАРЦОВО СТЪКЛО - съдържа минимум 99% SiO- (кварц). Кварцовото стъкло се топи при температури над 1700° C от най-чистите разновидности на кристален кварц, планински кристал, жилков кварц или чист кварцов пясък. Кварцовото стъкло е прозрачно ултравиолетови лъчи, има много висока температуратопене, поради ниския си коефициент на разширение, издържа внезапна промянатемператури, устойчиви на вода и киселини. Кварцовото стъкло се използва за производство на лабораторна стъклария, тигли, оптични инструменти, изолационни материали, живачни лампи ("планинско слънце"), използвани в медицината и др.

    ОРГАНИЧНО СТЪКЛО (плексиглас) е прозрачна, безцветна пластична маса, образувана при полимеризацията на метиловия естер на метакриловата киселина. Лесно се поддава на механична обработка. Използва се като листово стъкло в самолетостроенето и машиностроенето, за производство на домакински продукти, защитно оборудване в лаборатории и др.

    РАЗТВОРИМО СТЪКЛО - смес от натриеви и калиеви силикати (или само натрий), водни разтворикоито се наричат течно стъкло. Разтворимото стъкло се използва за производство на киселиноустойчиви цименти и бетони, за импрегниране на тъкани, производство на огнезащитни бои, силикагел, за укрепване на слаби почви, офис лепило и др.

    ХИМИКО-ЛАБОРАТОРНО СТЪКЛО - стъкло с висока химична и термична устойчивост. За да се увеличат тези свойства, в състава на стъклото се въвеждат цинкови и борни оксиди.

    FIBERGLASS е изкуствено влакно със строго цилиндрична форма с гладка повърхност, получено чрез разтягане или разчленяване на разтопено стъкло. Широко използван в химическата промишленост за филтриране на горещи киселинни и алкални разтвори, пречистване на горещ въздух и газове, изработване на уплътнителни кутии в киселинни помпи, подсилване на фибростъкло и др.

    И други компоненти.

    Основни оптични свойства на стъклото

    Основните свойства на оптичното стъкло се характеризират с индекс на пречупване, средна дисперсияИ коефициент на дисперсия. В някои случаи се използва за характеризиране на оптични стъкла. частични отклоненияи роднина частични отклонения.

    Индекс на пречупване

    Разграничават се и се използват индексът на затихване на монохроматичното излъчване и индексът на затихване на бялата светлина на стандартен източник А.

    Въз основа на стойността на индекса на затихване на бялата светлина на лъчение от източник А се установяват осем категории на качество, определени от граничните стойности μ A (\displaystyle \mu _(A)) .

    Към първия най-висока категория, включва стъкло чиито μ A (\displaystyle \mu _(A))лежи в диапазона от 0,0002 до 0,0004 cm−1. За такива стъкла вътрешната пропускливост на слой с дебелина 10 cm варира от 0,991 до 0,995.

    Стъкло, принадлежащо към осма, най-ниска категория има μ A (\displaystyle \mu _(A)), вариращи от 0,0066 до 0,013 cm−1. Този диапазон от стойности на индекса на затихване съответства на диапазон от стойности за вътрешната пропускливост на стъклен слой с дебелина 10 cm от 0,741 до 0,859.

    Видове оптични стъкла

    Историческата класификация на оптичните стъкла се основава на общото разбиране за връзката между химическия състав и оптичните константи. Преди работата на Шот, оптичните стъкла се състоят почти изключително от силициев диоксид, комбиниран с оксиди на натрий, калий, калций и олово. За такива очила има функционална зависимостмежду индексите на пречупване ни средни коефициенти на дисперсия v, което беше отразено в така наречената диаграма на Abbe. В тази диаграма безцветните оптични стъкла са разположени под формата на широка зона, удължена от долния ляв ъгъл на диаграмата до нейния десен горен ъгъл. По този начин беше възможно да се види връзката между промените в две основни оптични характеристики и химическия състав на оптичните стъкла. Освен това, с увеличаване на индекса на пречупване, коефициентът на дисперсия, като правило, намалява.

    В тази връзка са идентифицирани два основни вида оптични стъкла: корони(стъкла с нисък коефициент на пречупване и високи стойности на коефициента на дисперсия) и кремъци(стъкла с нисък коефициент на дисперсия и висок индекс на пречупване). В същото време сода-силикатното стъкло принадлежи към групата на короната, а стъклото, съдържащо олово, принадлежи към групата на кремъка.

    По-късно, поради увеличаването на броя на оптичните стъкла, се наложи диаграмата на Abbe да се раздели на по-голям брой секции, съответстващи на нови типове. Така леките, тежките и свръхтежките корони (LK, TK, STK) бяха отделени от короните, а леките, тежките и свръхтежките кремъци (LF, TF, STF) бяха отделени от кремъците. Освен това между светлите корони и светлите кремъци се появява група от коронни кремъци.

    Появиха се нови видове стъкла, както на базата на несиликатни стъклообразуватели (борат, фосфат, флуорид и др.), така и включващи нови компоненти (оксиди на лантан, тантал, титан). Такива типове често (като правило в каталози на чуждестранни производители) се обозначават с имената химически елементи, чиито оксиди придават специфични свойства на стъклата.

    Използването на подобни стъкла, които се характеризират с различни комбинации от основния индекс на пречупване и коефициента на дисперсия, значително разшири площта, заета от оптични стъкла на диаграмата на Абе. В допълнение, връзката между намаляването на коефициента на дисперсия и увеличаването на индекса на пречупване е станала по-малко забележима.

    "Специални" очила

    Освен това има т.нар "специален"стъкло, или стъкло с „чрез специален курс на частични дисперсии“. Повечето от тях принадлежат към два вида, обединени от събирателни термини "ланг-крон"(корони с повишени относителни частични отклонения) и "Кърц-Флинтс"(кремъци с намалени частични отклонения). Тези наименования, произлизащи от немските думи lang (дълъг) и kurz (къс), са много произволни и за повечето „специални“ стъкла не са пряко свързани с характеристиките на химичния състав и/или структура.

    В съвременните каталози за оптично стъкло се използват графики (диаграми) на зависимостта на относителните частични дисперсии от средния коефициент на дисперсия (например в каталога на Шот) за показване на „специални“ характеристики. В тези графики оптичните стъкла са разположени по протежение на т.нар "нормална линия", директно върху който е разположено стъклото с линейна зависимост P g F (\displaystyle P_(gF))от ν d (\displaystyle \nu _(d)).

    В същото време стъкла с леко отклонение в хода на частични дисперсии ( Δ ν λ 1 ≤ 3 (\displaystyle \Delta \nu _(\lambda _(1))\leq 3)) и разположени близо до нормалната линия обикновено се наричат "нормален", а разположените на по-голямо разстояние (с по-голямо отклонение в хода на частичните дисперсии) са „особени” („ненормални”).

    Диаграмата „относителна частична дисперсия - коефициент на дисперсия“ също беше предложена от Ernst Abbe, но за да се избегне объркване, не е обичайно да се нарича с името на автора.

    От стъклата, принадлежащи към първия тип (Lang-kron), трябва да се отбележат така наречените нискодисперсионни стъкла, различни по състав, но характеризиращи се както с високи стойности на средния коефициент на дисперсия, така и с висока стойност на относителна частична дисперсия (т.е. значително отклонение в хода на частичните дисперсии от "нормалното").

    Групата на „Kurts-Flints” също комбинира стъкло с различни композиции. По-специално, почти всички стъкла на Шот от типове LaK, LaF, LaSF, както и руските STK и TBP с високо съдържаниелантанови оксиди. Освен това отклоненията на специалните кремъци от „нормалната права линия“ като правило са малки.

    „Специални“ кремъци с повишени стойности на относителна частична дисперсия ( Ланг-Флинтс) - това са по правило или тежки и свръхтежки кремъци с максимално съдържание на оловен оксид, или титанови кремъци с високо съдържание на титанов оксид.

    производство

    За да се получи цветно стъкло, по време на готвене към състава на безцветното стъкло се добавят вещества, съдържащи мед, злато, селен и др.

    Оптичното стъкло се топи от партида в специални огнеупорни съдове, поставени в пещ за топене на стъкло. Партидата може да съдържа до 40% отломки със същия състав като стъклото, което се вари. Процесът на готвене продължава около 24 часа. Нагряването обикновено се извършва с помощта на водородни горелки, а температурата в пещта достига 1500 °C. По време на процеса на топене стъклената стопилка се разбърква непрекъснато с керамична или платинена бъркалка до постигане на хомогенно състояние и няколко пъти се взема проба за контрол на качеството. Един от етапите на готвене е избистряне. На този етап в стъклената маса се отделят голямо количество газове от добавените към шихтата избистрящи вещества. Големите мехурчета, които се образуват, бързо се издигат на повърхността, улавяйки по пътя си по-малки, които така или иначе се образуват по време на готвене. След приключване на топенето на стъклото съдът се изважда от пещта и се подлага на бавно охлаждане, което продължава 6-8 дни. Когато масата се охлади неравномерно, в нея се образуват механични напрежения, които могат да доведат до напукване на стъклото на голям брой парчета.

    След охлаждане парчетата стъкло се сортират по размер и качество, след което тези, които са годни, се изпращат за допълнителна обработка. За да се намали времето за механична обработка, оптичните части се изработват не от обикновено стъкло, получено след разтопяване, а от специални пресовани плочки или заготовки. За да се избегнат напреженията, причинени от неравномерното охлаждане на масата, така получените детайли се нагряват до 500 °C и след това се подлагат на изключително бавно охлаждане в електрически пещи, т.нар. отгряване. Ако температурата спадне рязко, в стъклото ще възникнат напрежения, което ще доведе до анизотропия, включително анизотропия на индекса на пречупване. Може също да се образува вторична мушица.

    След отгряване полученият детайл се изследва с помощта на оптични инструменти за контрол на качеството и се изготвя карта на дефектите, която показва размера, местоположението и естеството на дефектите на стъклото.

    Технологични дефекти

    Технологичните дефекти в оптичните стъкла включват камъни, мехурчета, мушици, мъгла, ивици и напрежение.

    • камъниса малки, непрозрачни частици, отделени от съда по време на топенето на стъклото, или неразтопени частици от заряда. Малък брой и малък размер камъни, ако не са разположени във или близо до фокалната равнина, не влияят на качеството на изображението, тъй като блокират само малка част от светлината, преминаваща през стъклото.
    • Мехурчетасе образуват по време на процеса на топене на стъклото поради отделянето на газове от съставните части на заряда, които влизат в реакцията. Почти неизбежно в производството на стъкло. Мехурчетата причиняват разсейване на светлината и известна загуба на яркост на изображението, тъй като светлинните лъчи, пречупени върху повърхностите на мехурчетата под значително по-големи ъгли, отколкото върху останалата част от площта на обектива, се абсорбират почти напълно от вътрешните повърхности на камерата и рамката на обектива.
    • МиджТова е голямо натрупване на малки мехурчета в масата на стъклото, заемащи значителна част от неговия обем. Мушицата причинява разсейване на голямо количество светлина, преминаваща през стъклото.
    • Димкиимат вид на паяжина или лека вълнообразна мъгла в стъклена среда. Те възникват главно от синтероване на гънки, образувани по време на процеса на пресоване, както и от синтероване на незабелязани преди това пукнатини.
    • Свилисе наблюдават в стъклената маса под формата на прозрачни ивици или нишки поради нееднаквия индекс на пречупване на стъклената маса. Сравнението с капка наситена вода може да даде представа за свила. Директно в оптичните части напрежението (и съответното двойно пречупване) може да възникне под въздействието на собствената маса на частта или натиск върху стъклото при фиксирането му в рамки.

    Установени са категории и класове на качество за оптични стъкла (GOST 23136-93). Тоест целият набор от дефекти е разделен на диапазони (според техния брой, размер, форма), които трябва да включват марки стъкло. За безцветно оптично стъкло има стандарти GOST 3514-94 (предишен GOST 3514-76). За цветно оптично стъкло - GOST 9411-91 (бивш GOST 9411-76).

    Тъй като оптичното стъкло се произвежда за специфични цели, стандартизира се не само наличието на дефекти, но и отклоненията на оптичните индикатори от нормата. По-лесно е да изберете стъкло за вашите нужди, ако предварително определите критериите за качество.

    Лечение

    Обикновено, ръководейки се от карта на дефектите, детайлът се нарязва с диамантени триони на по-малки правоъгълни или от него се изрязват цилиндри с помощта на циркуляри. Те се опитват да придадат на получените заготовки форма, която е възможно най-близка до формата на бъдещия оптичен продукт с малък запас. Също така доста често правоъгълните заготовки се нагряват до състояние на пластична деформация и чрез пресоване от тях се получават продукти с форма, близка до необходимата. След това тези заготовки се фиксират в блокове (обикновено направени от гипс) и се полират. Шлифоването включва няколко етапа; При всяка следваща се използват все по-фини абразивни зърна. След всеки етап на смилане стъклото се измива. След шлайфане на стъклото детайлът се полира и след това се контролира неговата форма (фигура). Полирането на стъклото е дълготраен физико-химичен процес, който продължава до 3 дни. След полиране се получава завършената работна повърхност на изделието, готова за работа. Тази повърхност е защитена, детайлът се отстранява от блока и блокът се сглобява отново, но детайлите се закрепват с другата страна нагоре и другите работни повърхности се шлифоват и полират по подобен начин.

    Оптично покритие

    След полиране се следи качеството на стъклената повърхност и след това, за да се подобрят характеристиките на продукта, оптиката може да се избистри чрез нанасяне на тънки прозрачни филми, обикновено диелектрични. Тези филми подобряват оптичните характеристики и могат да подобрят механичните характеристики, например защита на стъклото от помътняване, когато е изложено на влажна атмосфера за дълго време.

    История

    Някои от първите сериозни опити за производство на оптично стъкло, тоест стъкло с достатъчна химична и физическа хомогенност и притежаващо специфични оптични свойства, могат да бъдат датирани от 17 век. Така в работата на немския химик Йоханес Кункел „Ars vitraria experimentalis“ (1689) се споменават борната и фосфорната киселина като компоненти на стъклото и боросиликатната корона, която е подобна по състав на някои съвременни разновидности. През 1663 г. в патента на англичанина Тилсън се споменава въвеждането на оловен оксид в "флинт стъкло", а през 18 век това стъкло започва да се използва за производството на ахроматични лещи, първо от Честър Мур Хол (1729), а след това , с по-голям успех, от Peter Dollond (1758).

    Началото на промишленото производство на оптично стъкло може да се счита за резултат от дългогодишната работа на швейцареца Гуинан, който заедно с Фраунхофер успяха да въведат повече или по-малко надежден метод за производство на добро оптично стъкло в съдове с капацитет от до 400 кг в завода Utzschneider в Benediktbeuern (Бавария). Ключът към успеха беше изобретената от Гуинан техника за механично смесване на стопилката по време на готвене, като се използват кръгови движения на глинен прът, вертикално спуснат в чашата. През 1811 г. Guinan и Fraunhofer пуснаха два вида оптично стъкло: корона (72% SiO 2, 18% K 2 O, 10% CaO) и кремък (45% SiO 2, 12% K 2 O, 43% PbO)

    Разработеният технологичен процес направи възможно производството на доста задоволителни лещи с диаметър до 200-250 mm. Обхватът на оптичните стъкла, произвеждани от стъкларските фабрики през първата половина на 19 век, обаче е практически ограничен до два вида.

  • Ящолд-Говорко В. А.Снимка и обработка. Снимки, формули, термини, рецепти. Изд. 4-то, съкр. М., „Искусство“, 1977 г.
  • GOST 23136-93 - Оптични материали - Параметри
  • GOST 3514-94 - Безцветно оптично стъкло - Спецификации
  • GOST 9411-91 - Оптично цветно стъкло - Спецификации