光學玻璃片的質量直接決定其光學性能和應用可靠性,影響其質量的因素貫穿 “原料 - 生產(chǎn) - 加工 - 檢測" 全流程,可從原料純度、制造工藝、光學性能參數(shù)、物理化學穩(wěn)定性、表面加工精度五大核心維度展開分析,具體如下:
光學玻璃對原料純度要求ji高,微量雜質會直接破壞其光學均勻性或引入光吸收,是影響質量的 “源頭因素"。
光學玻璃的融化、成型、退火工藝直接決定其內(nèi)部應力、均勻性和外形精度,是質量控制的關鍵環(huán)節(jié)。
融化工藝:
需在白金坩堝(避免金屬污染)中高溫(1200-1600℃)融化,若溫度過低或保溫時間不足,原料無法wan全熔融,易產(chǎn)生結石;若溫度過高,部分成分揮發(fā)(如硼氧化物),會改變玻璃的化學組成,導致折射率、色散等光學參數(shù)偏離設計值。
融化過程中需用超聲波攪拌:目的是打破氣泡、使成分均勻分布,若攪拌不充分,會出現(xiàn) “條紋"(玻璃內(nèi)部成分濃度差異導致的光學不均區(qū)域,外觀呈絲狀或帶狀),影響光的直線傳播。
退火工藝:
玻璃冷卻時若降溫過快,內(nèi)部會產(chǎn)生內(nèi)應力(冷熱收縮不均導致的應力集中),內(nèi)應力會使玻璃在加工或使用中易開裂,更嚴重的是會導致 “應力雙折射"(光在玻璃中傳播時因應力方向不同而產(chǎn)生不同折射率,出現(xiàn) “重影"),對偏振光學儀器(如偏光顯微鏡)影響極大。
合格的退火需 “緩慢降溫"(如每天降溫 1-5℃),并在特定溫度區(qū)間(退火溫度)保溫足夠時間,確保內(nèi)應力wan全釋放,通常要求光學玻璃的內(nèi)應力≤5nm/cm(通過應力儀檢測)。
成型工藝: