Лекция 4. Стекла оптические с особыми свойствами

Цветные оптические стекла применяют для изготовления светофильтров, ограничивающих или ослабляющих пропускание света, заданного спектрального состава. Основной характеристикой цветного оптического стекла является нормированная спектральная кривая зависимости светопропускания t_l или оптической плотности D_l от длины волны l. Каталог цветного оптического стекла, выпускаемого промышленностью, содержит 117 марок разделенных по 15 типов в зависимости от цвета. В обозначении стекла используют 2-3 буквы а за ними цифры. Например: УФС-1 (ультрафиолетовое стекло), ЖЗС-5 (желто-зеленое стекло), СЗС-22 (сине-зеленое стекло), ЗС-11 (зеленое стекло). Окраска стекла обуславливается введением в его состав химических красящих веществ (красителей) которые могут находится в стекле в молекулярном растворенном или калоидном состоянии. Молекулярные красители - окислы тяжелых металлов: кобальт, железо, никель и др., которые при варке стекла полностью растворяются в его основе. Характер спектральной кривой пропускания у стекол окрашенных молекулярными красителями при изменении концентрации красителей практически не изменяется, а изменяется лишь интегральный коэффициент светопропускания. Избирательное поглощение света в них обусловлено резонансными колебаниями электродов красителей. При вторичной термообработке окраска стекла не изменяется.

Окраска стекол калоидными красителями: золотом, серебром, сульфатами и селенидами кадмия основана на избирательном рассеивании света дисперсными частичками красителей. Стекла содержащие калоидные красители в атомарном состоянии бесцветны. Окраска появляется в результате роста мельчайших кристалликов металла (L=100 нм) при вторичной наводке. Наибольшее распространение среди этих стекол получили селенокадмиевые стекла, имеющие желтую, красную и оранжевую окраски.

Стекла светорассеивающие (молочные) применяют для изготовления деталей диффузионно рассеивающих проходящий или отраженный свет. Их обозначение МС. Они получили рассеивающие свойства благодаря введению в их состав соединений фтора или фтористого натрия, обеспечивающих "глушение" стекла.

Стекла фотохромные обратимо изменяют свою прозрачность в видимой части спектра в зависимости от величины освещенности и длительности облучения. После прекращения облучения пропускание стекла восстанавливается. Их применяют для изготовления светофильтров, светозащитных очков и экранов и обозначают ФХС. Основными характеристиками фотохромных стекол является: коэффициент фотохромности К_ф - это величина характеризующая уменьшение оптической плотности за 30 секунд термического обесцвечивания; чувствительность S_ф - величина обратная количеству освещенности для получения добавочной оптической плотности равной 0,2.

Радиационно стойкие стекла - это стекла которые сохраняют свои свойства под воздействием ионизирующего излучения. Большинство обычных оптических стекол под действием радиации темнеют, уменьшается их светопропускание до значения зависящего от дозы радиации и состава стекла. Устойчивость стекла к воздействию ионизирующего излучения характеризуется приращением оптической плотности DD_H. Повышение радиационной устойчивости стекол достигается введением в состав добавок, способных предотвращать образование центров окраски. Наибольший эффект достигается введением в качестве добавки окиси церия CeO₂. Стекла содержащие CeO₂ сохраняют светопропускание при облучении дозами до 10⁺⁵ рентгена и обозначают серии выше 100. По другим свойствам радиационно стойкие стекла серии 100 не отличаются от своих аналогов серии 0.

Стекла оптические люминесцирующие активированные неодимом имеют узкие полосы люминесценции, причем на полосу 1060 нм приходится до 80% всей энергии люминесценции. Их используют для изготовления активных элементов в твердотельных ОКГ с длинами волн 900, 1060, 1300 нм. Спектр поглощения стекол имеет много полос в видимой и ближней инфракрасной области спектра. Стекла обозначают ГЛС (генерирующие люминесцирующие стекла), характеризуются показателем поглощения К_l при длине волны l=586 нм. Значение К_l находится в пределах 0,19-0,47.

Инфракрасные безкислородные стекла это стеклообразное вещество, отличающееся от обычных стекол тем что в их составе нет химических соединений содержащих кислород, а процесс стеклообразования происходит в бескислородной среде. Наиболее известны халькохнидные безкислородные стекла, основным компонентом которых является трех сернистый мышьяк, селен, германий, теллур. Халькогенидные стекла прозрачные в инфракрасной области спектра от 1-17 мкм. Имеют высокую химическую и термохимическую прочность, обозначают ИКС, различаются границами пропускания и показателем преломления. Безкислородные инфракрасные стекла используют для изготовления оптических деталей и волоконных элементов работающих в инфракрасном диапазоне.

Стекло оптическое кварцевое это однокомпонентное силикатное стекло на основе кремнезема SiO₂. Оно обладает следующими физико-химическими свойствами:

1) Прозрачность в широком диапазоне волн и радиочастот.

Оптические кварцевые стекла применяют для изготовления прозрачных люков летательных аппаратов, уголковых отражателей, активных элементов ОКГ, оболочек источников света и других оптических деталей подвергающихся резким температурным воздействиям. В зависимости от основной области спектрального пропускания выпускается оптическое кварцевое стекло следующих марок: КУ1, КУ2 - прозрачные в ультрафиолетовой области спектра, КВ, КВР - прозрачные в видимой области спектра, КИ - прозрачные в инфракрасной области спектра.

Ситаллы - это особый класс стеклокерамических материалов, имеющих микрокристаллическую структуру с кристаллами размером не более 1-2 мкм, равномерно распределенных по всему объему стеклообразного вещества. Оптические ситаллы отличаются особо тонкой зернистой структурой, размеры кристаллов не превышают длины полуволны видимого участка спектра. Оптическая плотность кристаллов и стекловидной массы совпадают или близки между собой что исключает светорассеивание на границах раздела фаз "стекло - кристалл". Ситаллы имеют повышенную по сравнению со стеклом термостойкость, механическую прочность и твердость. Коэффициент линейного расширения некоторых марок приближенно равен нулю. В оптической промышленности применяются ситаллы: СО115М, СО156, СО21.

СО115М - термостойкий ситалл с малым близким коэффициентом линейного теплового расширения. Применяют для изготовления оптических деталей в которых не допускается изменение формы поверхности с изменением температуры: астрономических зеркал, оптических деталей гироскопов, подставок интерферометров.

СО156 - ситалл с малым коэффициентом линейного теплового расширения. Отличается повышенной прозрачностью в видимой области спектра и лучшей однородностью. Применяют для изготовления пробных стекол и деталей измерительной техники.

СО21 - ситалл с малым коэффициентом линейного теплового расширения в пределах 0-+350°C. Обладает максимальной термостойкостью (до +700°C) и максимальной относительной твердостью по сошлифовыванию. Применяют для изготовления деталей приборов лазерных гироскопов и приборов работающих в космосе.

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: