n 表示折射率,x表示光谱线或波长。
本手册中无色光学玻璃提供了表1中20条谱线的折射率是采用最小偏向角法测量得出。
测试设备:德国TRIOPTICS公司 SpectroMaster UV-VIS-IR 高精度折射率测试仪;
测试精度:紫外波段±3×10-6;可见光波段±2×10-6;近红外波段±5×10-6;
样品要求:样品无肉眼可见条纹、气泡和结石,应力双折射1级。
若有特殊需要,我们还可提供波长253.65nm~14μm范围内任一谱线折射率的测试值。
在365.01nm~2325.42nm的光谱范围内,未列出波长的折射率,也可以按肖特公式(1)计算:
式中:A0~A5—计算常数;
λ—波长,μm;
n—折射率(计算精度:可见波段±1×10-5)
表1
光谱线 | 光源 | 波长(nm) | 光谱线 | 光源 | 波长(nm) |
i | Hg | 365.01 | C | H | 656.27 |
h | Hg | 404.66 | r | He | 706.52 |
g | Hg | 435.84 | A' | K | 768.19 |
F' | Cd | 479.99 | s | Cs | 852.11 |
F | H | 486.13 | t | Hg | 1013.98 |
e | Hg | 546.07 | Nd 激光 | 1064.00 | |
d | He | 587.56 | Hg | 1128.64 | |
D | Na | 589.29 | Hg | 1529.58 | |
He-Ne | He-Ne 激光 | 632.80 | Hg | 1970.09 | |
C' | Cd | 643.85 | Hg | 2325.42 |
本手册中的低软化点玻璃(即:D-开头的玻璃)给出的相关谱线的折射率是在-30℃/H退火速率下的数据,手册中给出了d线折射率随冷却速度变化的βd,冷却速度s下的折射率nd可以通过公式(2)计算。
其他谱线的折射率随冷却速度的变化,如果需要我们也可提供。
中部色散为nF-nC或nF'-nC'。
阿贝数υd,υe是用于表示关于色散的性质的值,定义如下:
相对部分色散一般用任意光谱线计算。如波长X和Y的相对部分色散按公式(5)表示:
数据表中按牌号给出了Pd,c、Pe,d、Pg,F和P'd,c'、P'e,d'、P'g,F'的值。
根据阿贝公式,大多数所谓“正常玻璃”,存在如下线性关系:
相对部分色散的偏离△PX,Y用如下公式表示:
本手册中是以H-K6和F4为基准,按公式(8)计算△Pg,F、△PF,e、△PC,t和△PC,s。
光学玻璃的折射率会受温度的影响而发生变化。折射率随温度的变化用折射率温度系数dn/dt来表示。折射率温度系数可用干燥空气中的相对折射率温度系数(dn/dt)rel. (101.3KPa)和真空中的绝对折射率温度系数(dn/dt) abs.表示。在-60℃~+160℃的温度范围内,温度间隔20℃提供一个测试数据。
绝对折射率温度系数按公式(9)计算,空气的折射率温度系数dnair/dt见表2
手册中没有给出的绝对折射率温度系数,按公式(10)计算:
式中:n(λ,T0) —参考温度下的相对折射率;
T0 —参考温度(20℃);
T—目标温度(单位:℃);
ΔT—温度T与T0的差值;
λ —真空中电磁波的波长(单位:μm);
D0、D1、D2、E0、E1和λTK—与玻璃牌号有关的计算常数;
适用温度范围:–40℃~+80℃;
适用波长范围:0.365μm ~1.014 μm。
玻璃内部的应力会导致光学性能发生改变,产生双折射。应力光弹系数按公式(11)计算:
式中:
δ—光程差,nm;
Φ—样品直径,单位cm;
F—加力的大小,单位kgf;
B—应力光弹系数。
本手册中所列应力光弹系数的单位为:nm/cm/105Pa,测试波长:1550nm。
内部透过率为不包含试样表面反射损失时的透过率,采用双样品单光束测试后计算得出。即分别测出两个不同厚度样品的透过率,通过计算得出。
测试设备:日立UH4150 UV-VIS-NIR分光光度计
测试精度:优于±0. 3 %。
样品要求:气泡1级,条纹度B级。
手册里280~2400nm波长范围内10mm的内部透过率(τ10)按公式(12)计算出厚度等于这两个样品厚度差的内透过率。
……………………………(12)
式中: τ—10mm内部透过率;
△d—样品厚度差d2-d1,其中d2 >d1,mm;
T1、T2—试样厚度为d1、d2样品的透过率(含表面损失);
手册里给出了各牌号玻璃5mm和10mm厚的不同波长的内透过率。
光学玻璃的短波透射光谱特性用着色度λ80(70)/λ5表示,测试厚度10mm±0.1mm玻璃的透过率(含表面反射损失),分别以透过率80%、5%对应的波长λ80和λ5表示,以5nm为单位(将整数个位按2舍3入、7舍8入的原则确定)。例如:80%透过率对应的波长为357nm,5%透过率对应的波长为324nm,玻璃的着色度λ80/λ5为355/325,见图1。
图1
当ne≥1.85时,由于玻璃的反射损失较大,着色度用透过率70%对应的波长λ70代替λ80,即λ70/λ5。
着色度的变动范围一般在±10nm以内。如果客户有特殊要求,我们可以提供公差更小的材料。
用10mm厚玻璃内透过率80%和5%对应的波长λτ80、λτ5简易表征玻璃的着色程度。
“过度曝光”是指由阳光或紫外线长时间照射引起的光学玻璃透过率变化。按照JOGIS:04-2005光学玻璃过度曝光测量方法进行测试。将30mm×12.5mm×10mm的两大面抛光的样品,在曝光前测试透过率80%对应的透射波长λ,然后将样品固定在曝光装置的样品支架上,打开汞灯照射,使样品在100°C±5℃旋转4小时,然后避光、室温保存,在24小时内测试波长λ所对应的透过率。前、后透过率之差Δλ即为过度曝光指数。
过度曝光指数Δλ以百分数表示,精确到小数点后1位。