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光学性能
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2.1折射率

每个牌号的光学玻璃均按表2所列的12条光谱线给出5位小数的折射率值,这些谱线的折射率的精密测量按GB/T 7962.11测试方法进行,其测量精度为±3×10-5 

光谱线

元素

波长(nm

光谱线

元素

波长(nm

i

Hg

365.01

d

He

587.56

h

Hg

404.66

D

Na

589.29

g

Hg

435.84

HeNe

He-Ne

632.80

F

Cd

480.00

c

Cd

643.85

F

H

486.13

c

H

656.27

e

Hg

546.07

r

He

706.52

表2

2.2中部色散和阿贝数

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:

υd=(nd-1)/(nF-nC)···································(1)

υe=(ne-1)/(nF'-nC')···· ·····························(2)


2.3色散公式

在365 nm~706.5 nm的光谱范围内,本产品目录数据表中没有列出的一些波长的折射率,可由下列色散公式算出:   

 n2=A0+A1λ2+A2λ-2+A3λ-4+A4λ-6+A5λ-8···· ·············(3)

式中:A0~A5—计算常数(随玻璃牌号而变,分别列入各牌号性能数据表中);

 λ—波长,μm;

n—所求折射率(n的计算精度:λ=400 nm~706.5 nm时为±3×10-6;λ=365 nm~400 nm时为±5×10-6)。


2.4相对部分色散

波长X和Y的相对部分色散PX,Y用下式表示:

PX,Y=(nX-nY)/(nF-nC

P'X,Y=(nX-nY)/(nF'-nC')···· ················· ········(4)

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,对于大多数所谓“正常玻璃”而言,如下的线性关系是成立的:

    PX,Y=mX,Yυd+bX,Y···· ················· ················· ······(5)

这种直线关系以υd为横坐标,PX,Y为纵坐标来表示的。式中mX,Y为斜率,bX,Y为截距。二级光谱的校正,即对两个以上波长消色差,至少需要用一种不符合公式(5)的玻璃(即其PX,Y值偏离阿贝经验公式)。其偏离值用△PX,Y表示,则每个PX,Y-υd点相对于符合公式(5)的“正常线”平移了△PX,Y量。这样,各种玻璃牌号的△PX,Y数值可用下式求出:

PX,YmX,Yυd+bX,Y+△PX,Y···· ················· ··········(6)

因此,△PX,Y就定量地表示了与“正常玻璃”相比时的特殊色散的偏离特性。

我们选H-K6和F4作为“正常玻璃”,H-K6和F4相对部分色散和阿贝数符合阿贝公式(5)。

数据表中按牌号给出了△Pg,F、△PF,e。它们的计算公式如下: 

△PF,e=PF,e-0.4902+0.000552υd

△Pg,F=Pg,F-0.6436+0.001661υ··· ················· ·······(7)


2.5折射率的温度系数(dn/dt)

玻璃的折射率容易受温度的影响而发生变化。折射率随温度的变化用折射率的温度系数dn/dt来表示,即由玻璃的折射率—温度关系曲线的dn/dt而定。折射率的温度系数由与玻璃处于同一温度的空气中的相对折射率的温度系数(dn/dtrelative,101.3KPa{760torr},干燥空气中)和处于真空中的绝对折射率的温度系数(dn/dtabsolute)表示。
     在本产品目录数据表中,将一般光学设计中使用的dn/dtrelative值运用到1,013.98nm(t)、643.85nm(C')、632.8nm(He-Ne激光)、589.29nm(D)、546.07nm(e)、479.99nm(F')及435.835nm(g)的波长时,-40℃到+80℃的范围以20℃为间隔进行表示。另外,绝对折射率的温度系数可由公式(8)算出。 

dn/dtabsolute=dn/dtrelative+nrelative•dnair/dt) ···· ················· ·············(8)  

公式(8)中的dnair/dt为空气的折射率的温度系数,在本产品目录中使用下表中的值。    

温度范围()

dnair/dt(10-6/)

t

C'

He-Ne

D

e

F'

g

-40-20

-1.34

-1.35

-1.36

-1.36

-1.36

-1.37

-1.38

-200

-1.15

-1.16

-1.16

-1.16

-1.16

-1.17

-1.17

0+20

-0.99

-1.00

-1.00

-1.00

-1.00

-1.01

-1.01

+20+40

-0.86

-0.87

-0.87

-0.87

-0.87

-0.88

-0.88

+40+60

-0.763

-0.77

-0.77

-0.77

-0.77

-0.77

-0.78

+60+80

-0.67

-0.68

-0.68

-0.68

-0.68

-0.69

-0.69

表3



2.6应力光学系数B

玻璃中的机械应力会导致光产生双折射。应力光学系数与应力、应力双折射产生的光程差之间的关系如下:

δ=B·d·F ···· ················· ················· ················· ·············(9)

式中:  δ—光程差,nm;

           B—应力光学系数,Pa-1

           d—光在玻璃中通过的路程,cm;

           F—应力,Pa


2.7内透比τ

内透比为不包含试样表面反射损失时的透过率,按GB/T 7962.12规定的方法测量。数据表中给出了280~2400nm波长范围内,各种牌号玻璃5 mm、10 mm厚的内透比,分别以τ5mm、τ10mm表示。


2.8着色度(λ80/λ5)

光学玻璃短波透射光谱特性用着色度(λ80/λ5)表示,使用研磨成10 mm±0.1 mm厚度的玻璃,波长区域内的玻璃透射比(包括表面反射损失),分别用λ80、λ5表示玻璃透射比为80%和5%的波长,并以5nm为单位表示着色度。例如:玻璃透射比达到80%时对应的波长为357 nm,玻璃透射比达到5%时对应的波长为324 nm,则着色度λ80/λ5为355/325,分别是将整数个位按2舍3入、7舍8入原则确定,见图1。

另外,当ne≥1.85时,由于玻璃的反射损失较大,着色度用玻璃透射比达到70%时对应的波长λ70代替λ80,即用λ70/λ5来表示着色度。

着色度的变动范围一般是+10/-20 mm以内。


图1





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