Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
По химическому составу основную группу среди оптических стекол составляют силикатные стекла, в которых содержание массовых долей стеклообразующего диоксида кремния составляет от 30 до 80 %.
Основой стекол типа флинтов и тяжелых флинтов является тройная система из оксидов кремния, свинца и калия; некоторые марки флинтов содержат диоксид титана. Баритовые кроны, баритовые и особые флинты и кронфлинты в некоторых случаях содержат оксиды цинка и сурьмы. На силикатной основе нельзя получить стекла с показателем преломления выше, чем 2,0-2,05, из-за сравнительно низкого показателя преломления кремнезема. Дальнейшее его повышение возможно при переходе к более высокопре-ломляющему стеклообразователю, каким является диоксид теллура. Показатели преломления теллуритных стекол доходят до 2,17-2,23 при коэффициенте дисперсии, равном 19-17 соответственно.
Широко применяют стекла, в которых основным стеклообразо-вателем вместе с кремнеземом является борный ангидрид. Так, основой всех тяжелых кронов являются оксиды бора, кремния, алюминия и бария.
Добавление к борному ангидриду в больших количествах оксидов редкоземельных элементов (лантана, тантала, ниобия, иттрия, циркония) позволяет получать стекла типов СТК и ТБФ, сочетающие в себе относительно большой показатель преломления (1,66-1,88) с высоким коэффициентом дисперсии (57-35).
В последние годы большое внимание уделяется разработке новых стекол, в которых основным стеклообразователем явля-
7
ется диоксид германия, имеющий показатель преломления, равный 1,6092, и коэффициент дисперсии — 41,9. Германиеволан-тановые стекла имеют показатели преломления 1,83-1,90 при коэффициенте дисперсии, равном 43—37.
Для получения стекол с высоким коэффициентом дисперсии в качестве стеклообразователя используют пятиоксид фосфора. Невозможность введения в фосфатные стекла больших количеств высокопреломляющих оксидов ограничивает их показатель преломления до значения 1,62. При переходе к фториднофосфат-ным стеклам удается увеличить коэффициент дисперсии стекол до 78-80 и в исключительных случаях — до 100. Введение фторидов придает стеклам также особый ход относительных частных дисперсий (стекла типа ОК) [1.2].
1.3. СИСТЕМА НОРМИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ОПТИЧЕСКОГО СТЕКЛА
В последнее время вышли новые государственные стандарты: ГОСТ 23136-93. Материалы оптические. Параметры (с 01.01.96) и ГОСТ 3514-94. Стекло оптическое бесцветное. Технические условия (с 01.01.97).
Оптическое бесцветное стекло нормируется по следующим параметрам: показателю преломления, средней дисперсии, однородности партии заготовок по показателю преломления, однородности партии заготовок по средней дисперсии, оптической однородности, двулучепреломлению, радиационно-оптической устойчивости для стекол серии 100, показателю ослабления, бессвильности, пу-зырности.
В качестве основного показателя преломления стекла ранее использовался показатель преломления в желтой части спектра (т. е. для линий D или d). Однако линия D не очень удобна, так как представляет собой слабо расщепленный дублет. Линия е также расположена вблизи максимума чувствительности глаза человека, но более приемлема для измерения. Кроме того, в широко развитой сейчас проекционной фотолитографии именно при использовании линии е производится важная технологическая операция совмещения (длина волны 546 нм неактинична по отношению к фоточувствительному слою).
В качестве средней дисперсии принята величина Пр> - пс> вместо прежней nF - пс . Таким образом, коэффициент средней дисперсии равен
ve ~ (пе - l)/(rtF' “ пС')
вместо
Уд =(nD-l)/(TlF -ПС).
8
Таблица 1.2. КАТЕГОРИИ СТЕКЛА В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ
Категория Предельное отклонение показателя преломления пе ¦ 104
1 ± 2
2 ± 3
3 ± 5
4 ±10
5 ±20
Относительные частные дисперсии (п^ -П2)/(пр> - п^) для отечественных стекол рассчитаны для 24 участков спектра, начиная от 71312,6 — ^334,1 и кончая ^2249,3 — ^2325,4 • По отклонению показателя преломления установлены пять категорий (табл. 1.2), по отклонению средней дисперсии — также пять категорий (табл. 1.3).
Под однородностью партии по показателю преломления и средней дисперсии понимается одинаковость их значений у всех заготовок партии. По однородности партии заготовок по показателю преломления пе установлено четыре класса (табл. 1.4), по однородности партии заготовок по средней дисперсии — два класса. Класс В соответствует наибольшей разности 1 • 10-5 средних дисперсий в партии заготовок, класс Г — пределу отклонений для заданной при заказе категории по табл. 1.5.
Проще всего высшие классы однородности получают при комплектации партии из стекла одной варки. Однако некоторые новые марки стекол с уникальными оптическими постоянными не могут быть сварены в сосуде такого объема, который позволил бы скомп: лектовать крупную партию заготовок. Поэтому ГОСТ 3514-76””Е” устанавливает, что можно требовать любой класс однородности при заказе партии стекла массой не более 120 кг.
Для заготовок диаметром менее 250 мм установлено пять категорий оптической однородности, которые определяются по изменению разрешающей способности коллиматорной установки при введении в параллельный пучок лучей контролируемой заготовки. Отношение угла разрешения установки с образцом к углу разрешения установки без образца должно быть для 1-й и 2-й категорий равно
