光学零件加工(总)

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1、光学零件加工技术概述光学零件加工技术光学零件加工技术光学零件加工技术光学零件（按形状分）透镜：棱镜：光学零件加工技术平面镜：工艺条件特殊零件加工形状特殊、材料特殊第一章光学材料一、光学材料的种类光学玻璃：光学晶体：KDP类型晶体第一章光学材料光学塑料：光学玻璃:①是光学设计最常用的光学材料；②为满足光学设计对多种光学常数、高度均匀性、高度透明性及化学稳定性的要求，应具有复杂的组成和严格的熔炼过程。第一章光学材料（一）光学玻璃与普通玻璃的区别:①折射率：普通玻璃的组成：SiO2+Na2O+CaO光学玻璃的组成：成分复杂现代光学玻璃所

2、含元素几乎遍及化学元素周期表，每一种光学玻璃都要由硅、磷、硼、铅、钾、钠、钡、钙、砷、铝等多种氧化物组成。②高度透明：③高度均匀性：各点各处的光学常数和其它一些物理化学性质一致第一章光学材料（二）光学玻璃的种类按主要组成成份分：以SiO2为主要成分的光学玻璃,称之为硅酸盐玻璃；占95%以B2O3为主要成分的光学玻璃,称之为硼酸盐玻璃；以P2O5为主要成分的光学玻璃,称之为磷酸盐玻璃。硅酸盐玻璃是制造透镜、棱镜等光学零件的主要材料。二、物质的玻璃态物质按结构分晶体和非晶体。玻璃态的特点：物质内部氧化物的元素以元素的离子状态存在，它们

3、之间的排列是没有规律的，无固化点和融化点。第一章光学材料玻璃态：玻璃在低温固态下仍保留了高温液态的无定形结构。又称过冷却液体。三、玻璃的物理特性①各向同性：指玻璃内部沿任何方向测得的物理性能（如折射率、热膨胀系数、硬度等）都是同值。各向异性：沿任何方向测得的物理性能都是不同值。②介稳状态：在一定条件下，物质可能处于相对稳定的状态，但不是能量最低储存状态，叫介稳状态。说明玻璃有像晶体转化的趋势。第一章光学材料③玻璃从熔融状态向固态转化是连续可逆的。④玻璃无固化点和熔化点。第一章光学材料四、玻璃的结构(一)无规则网络学说认为：1932

4、年荷兰查哈里阿生1、内容：①玻璃的原子、离子、或原子团之间的结合，构成一个连续的网络体；②网络体呈现出很大的不规则性。2、一元体系玻璃特性（一元体系玻璃结构）：例如：SiO2晶体：石英晶体玻璃：熔石英玻璃第一章光学材料由一个硅原子和四个氧原子构成的硅氧四面体［SiO4］。熔石英玻璃和石英晶体的结构模型如下石英晶体熔石英玻璃第一章光学材料化学结构式：由于在熔石英玻璃结构中，只有Si－0键，且键力平衡，结合牢固。因此，熔石英玻璃具有较高的软化温度、化学稳定性、机械强度高以及较低的热膨胀系数等特性。第一章光学材料3、二元体系玻璃——Na

5、2OSiO2化学结构式第一章光学材料（二）“晶子”学说1921年苏联列别杰夫内容：①玻璃由无数“晶子”组成；②所谓“晶子”不同于一般的“微晶”，而是带有点阵变形的有序排列区；③它们分散在无定形介质区；④从晶子区到无定形区的过渡是逐步完成的，两者之间并无明显的界限。强调：远程无序、近程有序。第一章光学材料§1-2无色光学玻璃一、光学玻璃的组成光学玻璃是由多种氧化物组成的，这些氧化物分为两大类：一类氧化物是能生成玻璃网络结构的氧化物，如SiO2、B2O3、P2O5等，属AO2、A2O3、A2O5型氧化物，称之为玻璃形成体或玻璃网络体；

6、另一类氧化物，不能生成玻璃的网络体，只是插入玻璃的网络结构中间，如Na2O、K2O、CaO、BaO、PbO等，属于A2O、AO型氧化物，他们称之为玻璃的网络外体。第一章光学材料例如：K9的成分由SiO2：69.13%；B2O3：10.75%；K2O：6.29%；Na2O：10.40%；As2O3：0.36%；BaO：3.07%。加入氧化铝（Al2O3），能提高光学玻璃的化学稳定性和机械强度；加入氧化铅（PbO）和氧化钡（BaO），可增大光学玻璃折射率，但化学稳定性降低；加入氧化钠（NaCl），使光学玻璃化学稳定性和机械性能变差，但

7、可降低熔炼温度；等等。第一章光学材料二、无色光学玻璃的分类及命名（牌号）大都采用拉丁字母作为品种的标志，在品种标志之后附有牌号的标志。1、分类划分界限：按光学玻璃折射率和阿贝数的大小将其分为冕牌玻璃和火石玻璃两大类。例如：德国规定nd＜1.6，υd＞50为冕牌类，其余则为火石类；日本规定nd＜1.6，υd＞55为冕牌类，其余则为火石类。我国光学玻璃标准规定：将玻璃分为2大类，用K代表冕牌玻璃，F代表火石玻璃。每一大类又进一步按nd及υd分为18个品种。第一章光学材料冕牌玻璃（8个）：火石玻璃（10个）：第一章光学材料2、牌号：ZF

8、9（1～99）其中F——种类；ZF——品种；ZF9——牌号同一品种玻璃，它的折射率大致相同相差不多。三、无色光学玻璃的质量指标（七项）（一）折射率、色散系数的允差及一致性折射率：表示光在空气中的传播速度与在玻璃中的传播速度之比。n=C/V（nd、n