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。