光學(xué)薄膜5——基板

光學(xué)上常用的基板

玻璃----在光學(xué)應(yīng)用上最重要

陶瓷

光學(xué)晶體

光學(xué)塑料(如PC、PMMA等)

金屬

玻璃可以分為：

1、普通玻璃

2、無(wú)色光學(xué)玻璃

3、有色光學(xué)玻璃

4、特殊玻璃等

無(wú)色玻璃

根據(jù)化學(xué)成分，無(wú)色光學(xué)玻璃可以分為兩類(lèi)：

冕牌玻璃----K帶頭的玻璃，折射率n較小，色散系數(shù)大，可分為氟冕(FK)、磷冕(PK)、輕冕(QK)、鋇冕(BaK)、重冕(ZK)、鑭冕(LaK)、特冕(TK)等;

火石玻璃----F帶頭的玻璃，折射率n較大。色散系數(shù)大，可分為冕火石(KF)、輕火石(QF)、鋇火石(BaF)、重火石(ZF)、鑭H火石(LaF)等。

有色玻璃

它主要是濾光作用，有時(shí)候替代鍍膜有時(shí)候和薄膜組合。按照著色原理可以分為膠態(tài)著色和離子著色有色玻璃兩類(lèi)。通過(guò)加入不同的吸收離子我們可以得到各種各樣顏色的玻璃。

光學(xué)塑料

塑料是什么?

塑料是一種以合成樹(shù)脂或天然樹(shù)脂(一般為高分子聚合物)為基本成分，在加工過(guò)程中，可塑制成型，產(chǎn)品最終能保持形狀不變的材料。光學(xué)塑料乃是一種可以與玻璃競(jìng)爭(zhēng)的透明塑料。它具有一定的光學(xué)特性、機(jī)械特性和化學(xué)特性，能滿足光學(xué)零件的要求，從而逐漸構(gòu)成光學(xué)三大基本材料之—(玻璃、光學(xué)晶體和光學(xué)塑料)。

1、光學(xué)塑料的應(yīng)用

目前，光學(xué)塑料的應(yīng)用大致分為三大類(lèi)：

A、塑料透鏡(包括工業(yè)、儀器用透鏡、眼鏡、接觸眼鏡、非球面透鏡、棱鏡和菲涅耳透鏡等);

B、光盤(pán)及光學(xué)纖維;

C、其它功能性光學(xué)塑料元件。其應(yīng)用范圍、越來(lái)越廣

2、光學(xué)塑料的優(yōu)勢(shì)

成型方便，成本低(約為玻璃的1/10~1/30

耐沖擊強(qiáng)度高(光學(xué)塑料的沖擊強(qiáng)度可達(dá)25×103N·m/m2，比光學(xué)玻璃大10倍.經(jīng)得起撞擊和跌落，不易破損)

相對(duì)密度?。汗鈱W(xué)塑料的相對(duì)密度為0.83—1.46，而玻璃的相對(duì)密度為2.5一3.0即塑料比玻璃輕一倍，這對(duì)軍用光學(xué)儀器有特殊意義。

透光率好(可見(jiàn)區(qū)和玻璃一樣，在紫外和紅外區(qū)比玻璃好)

3、光學(xué)塑料的缺點(diǎn)

折射率溫度梯度大.約為2×10-4/℃，對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是特別不利的;

熱膨脹系數(shù)比玻璃大10倍左右;

導(dǎo)熱性和耐熱性差，軟化溫度低，易變形，加熱時(shí)會(huì)變形和分解;

不耐有機(jī)溶劑;

耐磨性差，

吸濕性嚴(yán)重;

光學(xué)塑料的折射率和色散系數(shù)沒(méi)有玻璃寬，因此，選用的余地受限制。

光學(xué)晶體

什么叫做晶體?

晶體對(duì)我們來(lái)說(shuō)既熟悉又陌生，包括食鹽、糖以及一些藥物等均是;

晶體具有規(guī)則的幾何多面體形狀，它是具有格子構(gòu)造的固體。

晶體包括三大晶族七大晶系，如下表：

光學(xué)晶體常用中級(jí)晶族和高級(jí)晶族，我們的石英就是六方晶系

晶體的基本性質(zhì)

均一性：內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的性質(zhì)和排列方式一致;

各向異性：點(diǎn)陣性質(zhì)和排列方式在方向上不一致;

對(duì)稱(chēng)性：在特定方向上異向同性，這個(gè)方向就是晶軸;

自范性：能自發(fā)形成封閉幾何多面體的;

最小內(nèi)能性：具有確定的熔點(diǎn)，以及特有穩(wěn)定性;

穩(wěn)定性：最小內(nèi)能性的必然結(jié)果，不能自發(fā)轉(zhuǎn)化為其他狀態(tài)，非晶態(tài)則隨時(shí)有結(jié)晶傾向。

晶體的幾個(gè)重要的物理性質(zhì)

解理性

硬度：常用莫氏硬度，指甲可劃的為1~2.5，小刀能刻畫(huà)的為5~5.5，銼刀為6~7，銼刀都不能的為8~9，石英晶體為7，天然金剛石為9

溶解度

雙折射：高級(jí)晶族沒(méi)有，中級(jí)有，會(huì)將一束光分為2束，為尋常光和非尋常光，相應(yīng)的折射率用no和ne表示

旋光性

光學(xué)晶體按用途分的類(lèi)型

紫外、紅外晶體：用于宇宙飛船、人造衛(wèi)星導(dǎo)彈等，包括石英、硅、鍺等

復(fù)消色差晶體：用于高級(jí)復(fù)消色差物鏡

偏振晶體：制作偏振器件

激光晶體：用于制造激光器

電光晶體、聲光晶體以及非線性晶體等

審核編輯 黃宇