常见光学材料介绍

Kazoom
Oct, Sun, 2023
Industry Information

所有光学制造过程的第一步都是选择合适的光学材料。光学材料的光学参数（折射率，阿贝数，透过率，反射率）、物理特性（硬度，形变，气泡度，泊松比）、甚至温度特性（热膨胀系数，折射率VS温度）都会影响光学部件及系统的性能。本文将简单介绍常见的光学材料以及各种材料的特点。

光学材料通常有三大类：

光学玻璃、光学晶体、特种光学材料

01 光学玻璃

光学玻璃是一种可以传输光线的非晶态(玻璃态)光介质材料。光线通过它以后可改变传播方向、相位及强度等，常用于光学仪器或光学系统中棱镜、透镜、反射镜、窗口片、滤光片等光学元件制作。光学玻璃具有高度的透明性、化学稳定性及物理学(结构和性能)上的高度均匀性，具有特定和准确的光学常数。光学玻璃在低温固态下仍保留了高温液态的无定形结构，理想情况下玻璃内部沿各方向理化性能（如折射率、热膨胀系数、硬度、热导率、电导率、弹性模量等）相同，称为各向同性。

现在光学玻璃的生产厂商，主要有德国的肖特(SCHOTT)、美国的康宁(Corning)、日本的小原(OHARA)、国内的成都光明（CDGM）。在紫外波段我们常用的光学玻璃有紫外熔融石英(UVFS)，常用的石英材料有国内的JGS1、JGS2、JGS3，Corning7980以及小原的高质量石英玻璃(SK-1300、SK-1310、SK-1320L、SK-1321等)，我们的光学元件一般采用的是JGS1，其在180nm开始具有较高的透过率。Corning7980的均匀性好、气泡杂质含量少，所以多用于激光元件中，可以提供更高激光损伤阈值。可见光及近红外波段，常用的光学玻璃材料有肖特的N-BK7、浮法玻璃B270、成都光明的H-K9L等。N-BK7和H-K9L具有相似的性质，可以互相代替。它们在可见光和近红外(350 nm – 2.0 µm)提供高透过率。H-K9L精退火光学玻璃是我们高质量光学元件中最常用的玻璃。H-K9L精退火光学玻璃是一种硬质玻璃，能够承受多种物理和化学刺激。它比较耐刮而且耐化学品。由于气泡少、杂质含量低，因此它很适合制造精密透镜、窗口片、棱镜等元件。