光学玻璃的特殊色散机理

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ΔP_(g,F),ΔP_(g,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。     

氟磷光学玻璃部分色散的研究

为了发展特殊色散玻璃新品种,满足光学设计在复、超消色差镜头设计中对光学玻璃的要求;研究玻璃结构组成和部分色散的变化规律,是一项很有意义的工作。氟磷光学玻璃具有特殊的色散性能,由于该类玻璃的研制难度较大,直到1970年才有商品出售,它对高精度、高质量的镜头设计起了重要作用,因而有第三代光学玻璃之称。在国内外光学玻璃商品目录中,氟磷光学玻璃已形成氟冕及长冕二大类别,可是对基础氟磷玻璃的折射率、色散、阿贝数的研究工作却远远不如硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐玻璃。     

宽谱段光学系统消二级光谱的设计

利用修正的部分色散(P)和阿贝数(V)公式,计算一些典型的普通光学玻璃在450nm～950nm波段的色散特性,应用二级光谱理论,采用普通光学材料,设计了一个复消色差系统,分析近红外波段光学系统的二级光谱特性及校正方法,给出设计实例。设计结果表明:在可见光近红外波段,采用重冕玻璃ZK4、ZK8和特种火石玻璃TF3组合实现了二级光谱色差的校正,即从理论的0.18mm减少到0.084mm,证明该系统有较好的消色差能力,并且具有较长的后截距,为安装像移补偿反射镜提供了方便。     

在近红外波段用无色光学玻璃代替晶体的可能性

本文从光学材料的性质方面,简述了无色光学玻璃的特性,并与晶体材料进行比较,说明了使用在近红外波段的可能性。本文还讨论了色散公式的计算方法,并列举出12种无色光学玻璃在0.5-2.5μ范围内的折射率,仅为红外物镜的设计提供参考数据。     

1.2到1.8μm光波导材料的光学性质

本文将评述三种损耗机制,并报导至今为止已经获得的最好衰减结果,分析瑞利散射、O-H吸收带和红外吸收边与组分之间的关系。玻璃成分也影响波导玻璃的折射率色散,将用可采用的折射率数据来讨论关于波导设计的折射率色散,为说明这些效应的重大意义,也将引用相关波长带宽测量。     

复消色差的短波红外望远物镜设计

分析计算了一些普通光学玻璃及晶体光学材料在0.9~2.5 μm短波红外段的色散特性.在远距型的物镜结构后组中采用的厚弯月镜能产生一定量的反向色差补偿前组中的二级光谱,所设计的物镜在焦距800 mm时的带孔径处最大色差0.13 mm.结果表明,采用氟化物玻璃与重火石玻璃的三片式组合在短波红外段具有较好的消色差能力.     

B_2O_3—Al_2O_3—PbO玻璃组成和物化性质的研究

本文研究了在B_2O_3—Al_2O_3—PbO玻璃中引入SiO_2、Sb_2O_3、Ga_2O_3后,TF光学玻璃化学稳定性及相对部分色散P_(g·F)。论证了B_2O_3—Al_2O_3—PbO光学玻璃光学性质、化学组成和结构关系。TF光学玻璃在3.51铂坩埚熔制。     

外场作用下玻璃的光学常数的变化

本文根据色散理论分析了在热、力、声和电场作用下玻璃的光学常数的变化机理,研究了玻璃的折射率温度系数、光弹系数、应力光学系数、热光常数和非线性折射率的变化规律以及它们和玻璃成分、结构之间的关系,提出了玻璃在外场作用下光学常数的变化系数的计算方法,用玻璃的折射率非线性变化的观点讨论了强激光引起的玻璃中热弥散、自聚焦和破坏等现象。     

0.4～1.7μm宽波段大相对孔径光学系统设计

从宽波段范围的消色差条件出发,列表对比了常用光学玻璃材料在可见光、近红外和短波红外三个宽波段范围的色散特性,指出光学玻璃材料在不同波段色散特性的差异,据此论述了一种宽波段光学系统设计过程中各光学玻璃材料的使用与替换方法,并结合复消色差的方法,完成了一个宽波段大相对孔径光学系统的设计,该系统F数为1.4、焦距为70 mm、全视场为6.3°×8.1°、波长范围为0.4~1.7μm。除球罩外,所述系统共采用了4种普通光学玻璃材料,透镜总数为9片、总长为110 mm,在-45℃~60℃温度范围内,均具有较好的成像质量和公差特性。     

多组分无机玻璃的振动光谱

无机玻璃振动光谱的研究已有较长的历史.采用红外吸收光谱方法已积累了许多数据。激光出现以后,作为强的相干单色光激发源,使激光喇曼光谱成为当前研究玻璃振动光谱的有效方法。本文通过对多组分硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、锗酸盐玻璃、碲酸盐玻璃和氟化物玻璃的振动光谱研究,给出了与各光谱峰对应的(可能的)键振动,计算各种玻璃喇曼主峰的相对喇曼发射截面,应用干福熹提出的方法计算了各种玻璃的非线性极化系数,发现玻璃的喇曼发射截面与其三次非线性极化系数之间有很好的对应关系.     

磷酸盐、锗酸盐和碲酸盐玻璃中Ce3+、Tb3+、Er3+、Tm3+离子的发光和敏化作用的研究——Ⅰ.吸收光谱、荧光光谱和激发光谱

研究了在不同基质玻璃中Ce3+、Tb3+、Er3+和Tm3+离子的吸收、荧光和激发光谱,对发光强度进行了定量的测定。研究了玻璃基质的紫外吸收对发光的影响,并且讨论了无机玻璃的配位场与上述稀土离子的相互作用。     

折射率、色散变化量与宽谱段傅氏镜二级光谱变化量的分析

介绍了宽谱段傅里叶变换镜头中光学玻璃的折射率、色散变化对系统的成像质量的影响.推导了折射率、色散变化量所引起的光学系统二级光谱的变化量公式.重点讨论了在宽谱段光学系统中，光学玻璃在折射率、色散上的变化量，所造成的胶合薄透镜的二级光谱的变化量.其系数在本文例中达0.28，相当于变化量占理论二级光谱余量的28％，因此在宽谱段系统中的二级光谱余量的变化量不应该被忽略.实例表明光学玻璃的折射率、色散变化量对宽谱段傅里叶变换镜头的成像质量有显著的影响.此外，还考虑了傅里叶变换透镜的波像差问题，其设计值小于1/10波长，采用最优玻璃对组合，可以保证波像差小于1/10波长，完全满足使用要求.     

偏磷酸根(PO-3)对氟铝酸盐玻璃透光性能影响

在氟铝酸盐玻璃（AMCSBY）中引入Ba(PO3）2替代BaF2,替代公式为10MgF2-20CaF2-(10-x)BaF2-10SrF2-15YF3-35AlF3-xBa(PO3)2(x=,2,4,6,8)。对玻璃进行了差热分析，结果表明，在氟铝酸盐玻璃中引入偏磷酸盐使玻璃形成能力大大提高；测量了玻璃从紫外到红外的透过光谱和紫外吸收光谱，在玻璃中引入偏磷酸钡使玻璃中红外透过能力下降，红外吸收边带移向短波段，玻璃紫外透过能力得到提高。紫外吸收边带移向紫外波段，由于PO3^-的影响，O－H吸收峰由2830nm移到3145nm。     

衍射光学透镜色散特性的仿真研究

在白光照射下,衍射光学透镜的焦距不仅同材料色散和波长色散有关,而且还同孔径因子有关。基于折射率随波长变化的经验公式,利用自编的仿真计算程序包,得到了透镜焦距、材料色散、波长色散、孔径因子之间的关系曲线。所获得的理论分析和仿真计算结果为进一步设计消色差的纯衍射目视光学系统提供了理论依据,具有一定的指导意义。     

近年来光学玻璃的发展(综述)

随着光学仪器和装置的发展,对光学玻璃提出更多和更新的要求。不仅希望玻璃具有更特殊的光学常数,以利于改进和简化光学系统的设计,同时由于近来红外及紫外光学仪器飞快的发展,要求玻璃能透过特定的红外及紫外     

石榴石外延膜色散关系的确定和膜厚的测量

本文提出了确定石榴石外延膜的色散关系和测量膜厚的一种方法。充分利用分光光度计获得的透射光谱,在波长大于2μm,因而膜和衬底的吸收及色散近于可忽略时,由透过率的极值计算得到相应波长下膜的折射率。按干涉条件计算并推定出所有干涉极值的干涉级数,进而算出各干涉极值波长下膜的折射率。最后用最小二乘法求得科希色散公式的系数,从而得到该膜的色散关系。利用此色散关系就可计算膜厚。 关键词：     

色散公式计算精度研究

光学材料的色散对波长的依赖关系比较复杂,不仅不同的材料有不同的色散关系式,即使是同一种材料,在不同的光谱范围也很难得到完全相同的色散关系.本文通过实验测量和理论计算对不同色散公式的计算精度进行了研究,并分析讨论了拟合光谱范围与待测光谱范围对色散公式计算精度的影响.结果显示,色散公式的计算精度与所用公式的形式有关,相同的拟合条件下,两项科希公式的计算精度要低一些,但不论哪种形式的色散公式,当待测谱线位于拟合区域内时,计算精度较高.     

任意折射率分布单模光纤的色散

本文解决了任意折射率分布单模光纤色散的计算问题.文中引入了光纤的“光学尺寸”这一无量纲参数,并由此导出了新的单模色散公式.色散公式中的各参数分别利用变分-有限元法和Sellmeier系数算出.我们利用依此编制的计算机程序计算了各方次律分布单模光纤在1.3μm和1.55μm这两个低损窗口处的色散曲线,研究了折射率中间凹陷对阶跃单模光纤色散的影响.文中提供的方法不仅可用于计算实际单模光纤的色散,还可用来研究新型光纤,为单模光纤的设计、制造和测量提供重要资料.     

偏硼酸钡晶体倍频系数和紫外吸收边的计算

偏硼酸钡(β-BaB_2O_4)晶体是我国首创的一种新型非线性光学晶体。实验表明它的透光波段为190～3000nm,宏观倍频系数x_(111)~(2ω)=4.6×10~(-9)e.s.u。CNDO/S计算能得到较好的x_(111)~(2ω)值但紫外吸收边竟达90nm,离实验值太远。本文从芳香环的EHMO理论出发,比较了几种无机芳香环和有机芳香环的单电子能谱,得到β-BaB_2O_4晶体的紫外吸收边和倍频系数值,跟实验值非常符合。针对紫外吸收边的争议,我们还用精度较高的SCF-X_a-SW方法计算了该晶体的电子能谱,结果支持上述的EHMO计算。本文最后简单讨论了影响非线性晶体紫外吸收边和倍频系数的因素。     

镧系玻璃的组成

一、概述设计宽视场、大孔径光学仪器,消除高级球差和色差,提高照相物镜的成象质量,都需要采用高折射、低色散的光学玻璃材料。高折射低色散玻璃主要是指超重冕光学玻璃,也称“镧系稀土光学玻璃”。它是目前新品种光学玻璃中应用与研究最广泛的一种,其发展历史较长且比较成熟的一种。日本有压型的,我国有条型的。由于稀土金属原料价格昂贵,玻璃对粘土坩埚侵蚀剧烈,玻璃易失透,在普遍大量生产中制造工艺困难,所以需要采用特殊的工艺规程,对此有待于更进一步的研究与探索。