Оптично стъкло

Оптичното стъкло е вид техническо стъкло със специален състав, висока прозрачност, чистота, хомогенност и строго определен показател на пречупване и дисперсия, което се използва за изработване на оптични елементи.

Химически състав

В състава на оптичното стъкло влизат силициев диоксид, натриев карбонат, борна киселина, бариеви соли, оловен оксид, флуорни соли и други вещества

Основни оптични свойства

Оптичното стъкло се характеризира с показател на пречупване и дисперсия, средна дисперсия и коефициент на дисперсия.

Показател на пречупване

Шаблон:Основна В миналото (по времето на Ото Шот и Ернст Абе) и до неотдавна за характеристика на оптичните стъкла се е използвал показател на показателят на пречупване $n_D$, за жълтата спектрална D - линия на натрия (λ=589.3 нм).

Тази линия обаче не е единична, а двойна (така нареченият натриев дублет или Фраунхоферова линия), което се отразява на точността на измерванията, затова днес за показател на пречупване ($n_{\lambda }$) се приема или значението му за жълтата d-линия на хелия с λ=587,56 нм, или за жълто-зелената живачна e -линия с λ=546,07 нм. Първият ($n_d$) е приет от западни производители на оптично стъкло като Schott, Hoya, Ohara и др., вторият ($n_e$) е приет в документацията на руските производители.

В днешно време в промишлено произвежданите стъкла са постигнати гранични значения на $n_d$ от 1,43 до 2,17. Допустимото отклонение в стойностите зависи от категорията на оптичното стъкло и е от порядъка ±(3-20)×10^-4

Средна дисперсия

Средната дисперсия е разликата в показателите на пречупване n_F за синята спектрална линия λ=488.1 нм и n_C червената спектрална линия λ=656.3 нм.

Коефициент на дисперсия

Коефициентът на дисперсия (число на Абе, ${\nu }_{\lambda }$) се определя от отношението на намаления с единица $n_{\lambda }$ към средната дисперсия.

Използва се един от двата варианта:

${\nu }_d=\frac{n_d-1}{n_F-n_C}$

където средната дисперсия е разликата в показателите на пречупване за синята (F ) и червената (C ) линии на натрия

или

${\nu }_e=\frac{n_e-1}{n_{F^{\prime }}-n_{C^{\prime }}}$

където средната дисперсия е разликата в показателите на пречупване за синята (F' ) и червената (C' ) линии на кадмия.

В днешно време стойностите на ${\nu }_d$ за промишлените оптически стъкла са в границите от 17 до 95.

Видове оптично стъкло

Основните видове оптично стъкло са кроново и флинтово.

Кроновите стъкла съдържат натрий (или калий) и калций, което обуславя и оптичните им свойства. Те се характеризират със сравнително висок коефициент на дисперсия (над 0,5) (число на Абе) и сравнително нисък показател на пречупване (~ 1,5).

Флинтовите стъкла се характеризират със сравнително нисък коефициент на дисперсия (под 0,5) (число на Абе) и сравнително висок показател на пречупване (~ 1,55 – 1,6). Освен силициев диоксид, в техния състав влизат калий, олово и понякога титан под формата на тройна система оксиди.