用于西格瑪光機光學(xué)系統(tǒng)的玻璃材料大致分為3種,透過光線的棱鏡或半反射鏡等的光學(xué)玻璃,用于反射鏡的基板玻璃,和根據(jù)折射率或波長分散被詳細分類的透鏡用玻璃。 光學(xué)玻璃材料 有代表性的光學(xué)玻璃材料有BK7和合成石英。它們的內(nèi)部品質(zhì)較高,化學(xué)性能穩(wěn)定,也是比較容易采購的材料。 BK7 一般被稱為[BK7]或[BKseven]的光學(xué)玻璃,自很早以前就用于透鏡或棱鏡。 雖然因生產(chǎn)商的不同也有BSC7或BSL7等型號,但是由于成分構(gòu)成,光學(xué)特性,物理特性,化學(xué)特性都基本相同,[BK7]作為一般名稱被使用。 可見譜區(qū)的透過性良好,氣泡或雜質(zhì)較少,對光學(xué)系統(tǒng)有不良影響的條紋和折射率的不均勻性也降低到幾乎不產(chǎn)生影響的水平。 除透鏡或棱鏡之外,也用于反射鏡或分光鏡基板或各種鍍膜濾光片基板等的大部分光學(xué)元件中。 準分子激光用合成石英 紫外線照射到玻璃上時,有時會產(chǎn)生熒光。 而且,長時間不斷透過紫外線時,玻璃內(nèi)部會附著棕色,會產(chǎn)生被稱為曝光變色(Solarization)的現(xiàn)象。 合成石英是不易產(chǎn)生熒光或曝光變色(Solarization)的玻璃,但當紫外線的波長變短時,有時也會產(chǎn)生這種現(xiàn)象。原因是由于玻璃中含有的雜質(zhì)或玻璃內(nèi)部存在分子級別的缺陷導(dǎo)致的。通過提高材料的純度,改善制造方法可以減少這些現(xiàn)象。 通過這種特殊的制造方法生產(chǎn)的合成石英,用于準分子激光ArF(193nm)或KrF(248nm)中。(用于ArF準分子激光時請垂詢。) 合成石英 僅由純粹的二氧化硅構(gòu)成的,不含其它成分的光學(xué)玻璃。與BK7相比,具有在紫外譜區(qū)和紅外譜區(qū)透過率較高,熱膨脹系數(shù)較小的特征。 折射率比BK7略小,但具有和BK7同等水平的內(nèi)部品質(zhì),與BK7一樣用于各種光學(xué)元件。尤其是在可見光之外的波長區(qū)域經(jīng)常被選用。 而且,因為熱膨脹系數(shù)較小,合成石英也用于高面型精度的反射鏡基板或平面樣板。 無水合成石英 合成石英在紅外1.38µm,2.22µm,2.7µm的波長條件下具有特征性的吸收。 這是由于附著在二氧化硅分子上的水(OH基)分子的吸收產(chǎn)生的。 無水合成石英是在沒有二氧化硅與水相結(jié)合的特殊環(huán)境下制造的,擴展到3.0µm的紅外區(qū)域仍然具有較高的透過率。 但是,為了強制脫水而混有其它雜質(zhì),紫外譜區(qū)的透過率不太高。 合成石英和BK7的折射率,透過率比較表(參考數(shù)據(jù)) 板厚 : 10mm
基板玻璃材料 普通反射鏡使用的是經(jīng)過高精度拋光的BK7玻璃或合成石英的基板。但是,在不要求高品質(zhì)面型精度時或使用較薄的基板時,通常使用派熱克斯®,白板或藍板的平板玻璃材料。 盡管這種平板玻璃沒有經(jīng)過拋光,但是有的平板玻璃也具有較高平面度,有時在這種平板玻璃上直接鍍膜后,作為反射鏡使用。 硬質(zhì)玻璃(派熱克斯®) 餐具或耐熱容器等使用的玻璃中,派熱克斯®可以算做具有代表性的材料。 化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定且不易受損傷,也可以作為反射鏡等的玻璃基板使用。 派熱克斯®是康尼公司的注冊商標。
B270®-Superwhite 是一般被稱為白板的平板玻璃。 光學(xué)特性接近BK7,有時可以作為BK7玻璃基板的替代品使用。但是,由于 沒有內(nèi)部品質(zhì)保證,所有其用途受到限制。 B270®是SCHOTT AG公司的注冊商標。
藍板 被稱為[堿石灰玻璃]或[藍板]的材料是比較經(jīng)濟實惠的門窗用的玻璃。 為了可以在低溫下熔解而加入強堿,因而帶有顏色,一般泛有淺綠色。除特殊情況外,幾乎不用于光學(xué)元件。 透鏡用玻璃 用于照相機鏡頭或各種光學(xué)儀器的透鏡中,折射率和波長分散(色散系數(shù))各不相同的多種玻璃材料。 只用一種玻璃材料制造透鏡系統(tǒng)時,色差會很大,不能得到良好的光學(xué)特性。 但是,如果每個透鏡使用不同的玻璃材料時,可以制造出高性能的透鏡系統(tǒng)。 如果是激光的聚光或準直等的實驗用的簡單透鏡系統(tǒng),一種玻璃也可以達到目的,在這個產(chǎn)品目錄中只介紹一部分透鏡用的玻璃材料。 產(chǎn)品目錄里玻璃材料使用一般的名稱。符合RoHS標準的產(chǎn)品使用不含鉛或有害物質(zhì)的環(huán)保材料。
冕玻璃和火石玻璃 消色差透鏡通過組合折射率和色散較小的玻璃與折射率和色散較大的玻璃來校正色差。 色散較?。ㄉ⑾禂?shù)為55以上)的玻璃被稱為冕玻璃,色散較大(色散系數(shù)為50以上)的玻璃被稱為火石玻璃。透鏡用玻璃大致分為這兩種。 冕玻璃和火石玻璃都根據(jù)折射率和色散的特征被詳細分類,例如有命名為冕玻璃K,硼珪冕玻璃BK,火石玻璃F,重火石玻璃SF等,被稱為○○冕或××火石玻璃。據(jù)說BK7是第七個被開發(fā)的硼珪冕玻璃。 現(xiàn)在,一般使用SCHOTT公司的舊簡稱型號,不太使用復(fù)雜的玻璃名稱稱呼。 順便說一下,所謂冕玻璃在熔化時粘性很高,玻璃熔漿落下到液面時濺起呈皇冠(crown)狀的波浪,因此被命名為冕玻璃。 據(jù)說原來是由玻璃工匠的暗語中得來的。 火石玻璃是在原料中使用了火石(flint)而來的。 玻璃濾光片 在玻璃里添加金屬離子等的具有吸收特性的材料,能夠吸收特定波長區(qū)域光線的玻璃。 因此透過波長不同時,玻璃的成分也不相同,有時光學(xué)特性,化學(xué)特性,機械特性會有較大差異。雖然有時透過波長的特性相似,但是因此認為折射率等特性相似是危險的。關(guān)于各種玻璃濾光片的特性,請向芬創(chuàng)科技垂詢。 低膨脹玻璃材料 在溫度劇烈變化的環(huán)境下使用面型精度較高的反射鏡時,反射鏡的面型精度有時會產(chǎn)生變化。 這是由于反射鏡的玻璃基板上產(chǎn)生溫度分布,溫度高的部分和低的部分膨脹的數(shù)量不同。因此,需要高精度反射鏡時,基板需要使用低膨脹材料。 一般經(jīng)常使用石英玻璃(熱膨脹系數(shù)5.5×10-7/℃),但是要求更高精度時,使用低膨脹玻璃或被稱為零膨脹玻璃的材料。 微晶玻璃® 是在低膨脹玻璃中混有膨脹系數(shù)為負的晶體的晶體化玻璃,在0℃?50℃的溫度范圍內(nèi)膨脹系數(shù)可以降低到±1×10-7/℃。 由于晶體的散射導(dǎo)致玻璃變得模糊不清,玻璃中的光線將會被衰減。 由于比較容易加工,容易拋光,常被用于大型的反射鏡中。 微晶玻璃®是SCHOTT AG的注冊商標。
CLEARCERAM®-Z 玻璃中析出負膨脹系數(shù)微小晶體的零膨脹的晶體化玻璃。 在0℃?50℃的溫度范圍內(nèi)膨脹系數(shù)可以降低到±1×10-7/℃。 由于玻璃內(nèi)部是透明的,可以通過光線。具有良好的導(dǎo)熱性質(zhì),機械性質(zhì),化學(xué)性質(zhì),可用于激光反射鏡或樣板塊規(guī)。 CLEARCERAM®是株式會社小原的注冊商標。
上海芬創(chuàng)信息科技有限公司2004年成立至今,作為專業(yè)的光機電產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)提供商,芬創(chuàng)科技長期致力于將國際上先進的光學(xué)元件及研究方法介紹引進到中國;專注為中國的光學(xué)電子/微電子/激光應(yīng)用/生物/醫(yī)藥/物理、光學(xué)研究機構(gòu)/計量檢測機構(gòu)/機械加工用戶提供高品質(zhì)的光學(xué)元件和技術(shù)服務(wù)。 |