光學上常用的基板

玻璃----在光學應用上最重要

陶瓷

光學晶體

光學塑料(如PC、PMMA等)

金屬

玻璃可以分為：

1、普通玻璃

2、無色光學玻璃

3、有色光學玻璃

4、特殊玻璃等

無色玻璃

根據化學成分，無色光學玻璃可以分為兩類：

冕牌玻璃----K帶頭的玻璃，折射率n較小，色散系數大，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，有時候替代鍍膜有時候和薄膜組合。按照著色原理可以分為膠態著色和離子著色有色玻璃兩類。通過加入不同的吸收離子我們可以得到各種各樣顏色的玻璃。

光學塑料

塑料是什么?

塑料是一種以合成樹脂或天然樹脂(一般為高分子聚合物)為基本成分，在加工過程中，可塑制成型，產品最終能保持形狀不變的材料。光學塑料乃是一種可以與玻璃競爭的透明塑料。它具有一定的光學特性、機械特性和化學特性，能滿足光學零件的要求，從而逐漸構成光學三大基本材料之—(玻璃、光學晶體和光學塑料)。

1、光學塑料的應用

目前，光學塑料的應用大致分為三大類：

A、塑料透鏡(包括工業、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、光盤及光學纖維;

C、其它功能性光學塑料元件。其應用范圍、越來越廣

2、光學塑料的優勢

成型方便，成本低(約為玻璃的1/10~1/30

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

相對密度小：光學塑料的相對密度為0.83—1.46，而玻璃的相對密度為2.5一3.0即塑料比玻璃輕一倍，這對軍用光學儀器有特殊意義。

透光率好(可見區和玻璃一樣，在紫外和紅外區比玻璃好)

3、光學塑料的缺點

折射率溫度梯度大.約為2×10-4/℃，對于光學系統來說是特別不利的;

熱膨脹系數比玻璃大10倍左右;

導熱性和耐熱性差，軟化溫度低，易變形，加熱時會變形和分解;

不耐有機溶劑;

耐磨性差，

吸濕性嚴重;

光學塑料的折射率和色散系數沒有玻璃寬，因此，選用的余地受限制。

光學晶體

什么叫做晶體?

晶體對我們來說既熟悉又陌生，包括食鹽、糖以及一些藥物等均是;

晶體具有規則的幾何多面體形狀，它是具有格子構造的固體。

晶體包括三大晶族七大晶系，如下表：

光學晶體常用中級晶族和高級晶族，我們的石英就是六方晶系

晶體的基本性質

均一性：內部質點的性質和排列方式一致;

各向異性：點陣性質和排列方式在方向上不一致;

對稱性：在特定方向上異向同性，這個方向就是晶軸;

自范性：能自發形成封閉幾何多面體的;

最小內能性：具有確定的熔點，以及特有穩定性;

穩定性：最小內能性的必然結果，不能自發轉化為其他狀態，非晶態則隨時有結晶傾向。

晶體的幾個重要的物理性質

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：高級晶族沒有，中級有，會將一束光分為2束，為尋常光和非尋常光，相應的折射率用no和ne表示

旋光性

光學晶體按用途分的類型

紫外、紅外晶體：用于宇宙飛船、人造衛星導彈等，包括石英、硅、鍺等

復消色差晶體：用于高級復消色差物鏡

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