Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
ОПТИЧЕСКОЕ СТЕКЛО

ОПТИЧЕСКОЕ СТЕКЛО

ОПТИЧЕСКОЕ СТЕКЛО - стекло, предназначенноедля изготовления прозрачных элементов оптич. систем, формирующих изображение, <трансформирующих световые потоки или передающих информацию. Осн. отличит. <особенностями О. с. являются малые потери света на поглощение и рассеяниев рабочем спектральном диапазоне (до 10^-5 - 10^-1 см ^-1), а также высокая однородность по показателю преломления(до 10^-6). Первое обеспечивается выбором хим. состава О. с.,высокой чистотой исходных материалов и физ.-хим. условиями синтеза; второе- механич. размешиванием и взаимодиффузией компонентов расплава О. с.,осветлением (удалением пузырей) в процессе варки, последующим длит. отжигомзаготовок, а также отбором годных участков О. с.

Традиционно О. с. подразделялось на бесцветноеи цветное. Ныне в связи с расширением областей применения созданы новыеклассы О. с., предназначенные для трансформации излучения, регистрацииоптич. и ионизирующих излучений и для передачи информации в составе волоконныхи интегральных оптич. элементов. Каждому О. с. определ. хим. состава исвойств присвоена марка, обозначающая тип стекла и номер в пределах этоготипа: сначала записываются буквы, обозначающие тип стекла (напр., К - крон, <ЖС - жёлтое стекло, ГЛС - генерирующее люминесцирующее стекло, ФХС - фотохромноестекло), затем цифры, отражающие номер марки в пределах данного типа стекла(напр., ТФ10 - тяжёлый флинт № 10). В пределах данного типа О. с. могутсуществовать спец. серии, соответствующие особому свойству О. с. при сохраненииосн. характеристик. Номер марки О. с. спец. серии становится трёхзначным, <первый знак характеризует серию; напр., для радиационно устойчивых аналоговО. с. номер увеличивается на 100 (К108 вместо К8).

Бесцветное О. с. предназначено дляизготовления оптич. элементов, формирующих изображение. Осн. характеристики(константы) О. с., определяющие свойства стекла и его назначение в оптич. <системах, - показатель преломления и дисперсия, т. е. разность показателей преломления на фиксиров. длинахволн. Для стёкол, используемых в видимой области спектра, этими характеристикамиявляются показатель преломления для зелёной линии ртути п _е(=546,07 нм), ср. дисперсия п _F' - п _с', где n_F' и п _с' - показатели преломления соответственно синей и краснойлиний кадмия (=479,99 нм,=643,85 нм), и коэф. дисперсии (число Аббе) v _е = (п _е-1)/(n_F' - п _с'). В зависимости от сочетаниявеличин этих характеристик О. с. делят на типы, представленные на диаграмме "п _е- v_e" (т. н. диаграмме Аббе, рис.). О. с. с малым коэф. <дисперсии (v_e< 50) обычно наз. флинтами, с большим(v_e

Диаграмма Аббе: ЛК - лёгкий крон; ФК -фосфатный крон; БК - баритовый крон; ТК - тяжёлый крон; СТК - сверхтяжёлыйкрон; ОК - особый крон; КФ - кронфлинт; Ф - флинт; ЛФ - лёгкий флинт исоответственно ТБФ, ТФ, СТФ, ОФ.

Цветное О. с., предназначенное для изготовлениястеклянных абсорбц. светофильтров, представляет собой стекло со специальновведёнными ионными, молекулярными, коллоидными красителями или содержитмикрокристаллы полупроводниковых соединений. В отличие от цветного техн. <или художеств. стекла, цветное О. с. обладает высокой оптич. однородностью. <Среди разновидностей цветного О. с. существуют как прозрачные, так и полностьюпоглощающие в видимой области, но селективно прозрачные в УФ- и ИК-обла-стяхспектра. Цветное О. с. нормируется по спектру поглощения; обозначение типацветного О. с. условно характеризует область его прозрачности; напр., СЗС22- сине-зелёное стекло № 22.

О. с. для трансформации излучения. Этот класс О. с. включает в себя генерирующие люминесцирующие, фотохромныеи магн.-оптич. стёкла. Генерирующее люминесцирующее стекло (ГЛС) являетсятвёрдым люминофором, используется в качестве активной среды твердотельныхлазеров, нормируется по показателю поглощения активатора (преим. неодима),времени затухания люминесценции и показателю поглощения на длине волныгенерации 1,06 мкм (неактивное поглощение). Фотохромные стёкла (ФХС) обеспечиваютнестабильное во времени поглощение света под действием оптич. накачки илисамого проходящего излучения, нормируются по макс. потемнению и степенирелаксации потемнения за фиксиров. время. Магнитооптич. стёкла (МОС) вращаютплоскость поляризации оптич. излучения под действием магн. поля, нормируютсяпо величине Верде постоянной.

В классе О. с. для регистрации параметровионизирующего и оптич. излучений используются явления фото- и радиационно-стимулиров. <окрашивания и люминесценции. Регистрация может быть стационарной (стёкларадиофотолюминесцирующие - РЛС, мультихромные - МХС, фоточувствительные)или динамической (стёкла сцинтиллирующие, катодолюминесцирующие - КЛС).О. с. этих типов характеризуются чувствительностью к соответствующему видуизлучения, а также контрастом и разрешающей способностью, если используютсядля записи изображений и голограмм.

В 80 - 90-х гг. О. с. широко применяютсядля устройств передачи информации (см. Оптическая связь, Волоконнаяоптика, Интегральная оптика). Элементы таких систем - волоконные световоды, <пленарные и канальные волноводы, градиентные фокусирующие элементы (селфок, <градан) - изготовляются из спец. сортов О. с., в т. ч. особо прозрачных(см. Оптика неоднородных сред). При этом оптич. элементы формируютне механич. обработкой, а вытягиванием из размягчённого состояния и разл. <видами физ.-хим. воздействий: твердотельной диффузией, ионным обменом врастворах и расплавах, осаждением из газообразной фазы, градиентной термообработкойи т. д. Отечеств. промышленность производит ок. 300 марок О. с., что отвечаетноменклатуре передовых стран мира.

Лит.: ГОСТ 3514 - 76. Стекло оптическоебесцветное; ГОСТ 9411 - 81. Стекло оптическое цветное.

М. Н. Толстой, Л. Б. Глебов, Е. И. Галант.