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光学玻璃的特殊色散机理

王衍行 祖成奎 许晓典 周鹏

王衍行, 祖成奎, 许晓典, 周鹏. 光学玻璃的特殊色散机理[J]. 中国光学(中英文), 2016, 9(1): 122-129. doi: 10.3788/CO.20160901.0122
引用本文: 王衍行, 祖成奎, 许晓典, 周鹏. 光学玻璃的特殊色散机理[J]. 中国光学(中英文), 2016, 9(1): 122-129. doi: 10.3788/CO.20160901.0122
WANG Yan-hang, ZU Cheng-kui, XU Xiao-dian, ZHOU Peng. Special dispersion mechanism of optical glass[J]. Chinese Optics, 2016, 9(1): 122-129. doi: 10.3788/CO.20160901.0122
Citation: WANG Yan-hang, ZU Cheng-kui, XU Xiao-dian, ZHOU Peng. Special dispersion mechanism of optical glass[J]. Chinese Optics, 2016, 9(1): 122-129. doi: 10.3788/CO.20160901.0122

光学玻璃的特殊色散机理

doi: 10.3788/CO.20160901.0122
基金项目: 中国建材总院重大科研资助项目(No.Yt-94)
详细信息
    通讯作者:

    王衍行(1975-),男,山东济宁人,博士,教授,2009年于北京科技大学获得博士学位,主要从事特种玻璃制备与性能表征方面的研究。E-mail:drwangyh@126.com

  • 中图分类号: TQ171

Special dispersion mechanism of optical glass

  • 摘要: 本文对光学玻璃的特殊色散机理进行了深入研究。研究认为,光学玻璃的特殊色散性能表征参数主要是相对部分色散偏离值ΔPg,FPg,F绝对值越大,表明光学玻璃的特殊色散越大,越有利于消除光学系统的二级光谱。光学玻璃的特殊色散机理是由紫外和红外本征吸收引起。色散曲线中本征吸收峰的漂移和强弱将影响可见光区色散曲线斜率,进而使玻璃的相对部分色散偏离值变化。紫外本征吸收是由电子跃迁引起的;而红外本征吸收是由分子或分子集团振动造成的。开展特殊色散机理研究不仅可以深入揭示光学玻璃的"组分-结构-性能"关系规律,而且有助于开发特殊色散性能更优异的新型光学玻璃。

     

  • 图 1  光学玻璃的正常色散和特殊色散曲线

    Figure 1.  Normal dispersion and special dispersion curves of optical glasses

    图 2  两种特殊色散玻璃的色散关系

    Figure 2.  Dispersion relation of two kinds of special dispersion glasses

    图 3  常用光学玻璃的正常色散曲线

    Figure 3.  Normal dispersion curves of some familiar optical glasses

    图 4  介质的色散和吸收曲线

    Figure 4.  Dispersion and absorption curves of optical materials

    图 5  光学玻璃的色散和吸收曲线

    Figure 5.  Dispersion and absorption curves of optical glass

    图 6  振子强度f0与紫外吸收截止波长λ0的关系

    Figure 6.  Relationship between oscillator strength f0 and ultraviolet absorption wavelength λ0

    图 7  紫外吸收波长λνd的关系

    Figure 7.  Relationship between νd and ultraviolet absorption wavelength λ0

    图 8  紫外吸收波长λPi,g的关系

    Figure 8.  Relationship between Pi,g and ultraviolet absorption wavelength λ0

    图 9  光学玻璃的Pg,F-ν关系图

    Figure 9.  Relationship between Pg,F and ν of optical glass

    图 10  光学玻璃中硼氧结构变化示意图

    Figure 10.  Sketch map of B—O structure change in optical glass

    图 11  光学玻璃的特殊色散机理示意图

    Figure 11.  Sketch map of special dispersion mechanism of optical glass

    表  1  无机氧化物玻璃中各氧化物的折射率和相对部分色散系数(mol%)

    Table  1.   Refractive index and relative partial dispersion coefficients of oxides for inorganic oxide glass(mol%)

    序号氧化物nDPg,F
    1Li2O1.6950.565
    2Na2O1.5900.575
    3K2O1.5750.570
    4ZnO1.7050.585
    5PbO2.15~2.500.885~0.0037(100-b)
    6B2O31.495+0.002α(ψ>1)0.520(ψ>1)
    -0.50+0.02ψ(ψ<1)
    7Al2O31.520.540
    8La2O32.470.59
    9SiO21.46(α<34)0.534(α<67)
    1.475-0.00045(67-α)(34<α<67)0.528+0.00018(100-α)(α>67)
    10TiO22.2~2.410.85
    11ZrO21.910.59
    12HfO21.970.62
    13Nb2O52.950.61
    14Ta2O52.750.88
    注:表中, ψ= α为SiO2含量。
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-09-11
  • 录用日期:  2015-11-13
  • 刊出日期:  2016-01-25

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