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深圳海納光學有限公司
主營產(chǎn)品： 激光護目鏡，可飽和吸收鏡，衍射光學元件，光束整形器，太赫茲透鏡，太陽能模擬器，太赫茲相機，激光測量儀，離軸拋物面鏡，微透鏡陣列 |
公司信息
微透鏡和衍射光學元件兩種光學玻璃的特點介紹
2022-2-21 閱讀(1780)
可以說普通玻璃和光學玻璃，最大的區(qū)別在于以下：
1，加工的過程，用料，制作的工藝與普通玻璃有很大區(qū)別
2，光學鏡片跟隨應用的不同，外貌與普通玻璃有很大區(qū)別，肉眼可識別
3，光學玻璃的性能凸顯在對所有波段光線的控制，而普通玻璃的只對可見光波段有控制，往往更在意的是耐用度和實用度
普通玻璃一般用于鏡子或者裝飾品，如窗戶，玻璃門，工藝品，眼鏡的鏡片并不算普通玻璃，眼鏡或隱形眼鏡，美瞳會劃分成光學器件/醫(yī)療器械，無度數(shù)眼鏡劃分為裝飾品
光學鏡片的應用范圍相當廣泛，遍布信息，光學，光源，光伏，半導體行業(yè)，最為常見，同時還有很多新興產(chǎn)業(yè)與國家國防領域的試驗發(fā)展也需要較多的特種光學鏡片。光學鏡片是重要的基礎材料，發(fā)揮著關鍵的作用，如光學鏡頭用的特殊性能光學玻璃、半導體領域光掩膜基板用的合成石英玻璃、激光聚變裝置用的大尺寸激光釹玻璃、紅外熱像儀鏡頭用的紅外硫系玻璃等。
高質(zhì)量合成石英玻璃的制備技術主要有電熔法、氣熔法、化學氣相沉積（CVD）、等離子化學氣相沉積（PCVD）等。目前常用的為化學氣相沉積法。
光學玻璃和普通玻璃有何不同？
光學中，玻璃、鏡片是常用元件或者耗材用于透鏡、棱鏡、反射鏡、窗口等，那么光學鏡片與日常生活中的玻璃和鏡片有什么不同呢？
公元三千年前，埃及和中國文明已經(jīng)能夠制造玻璃，但是一直到13世紀，人們才開始把玻璃作用在眼鏡和鏡子上，16世紀開始，因為天文學家和航海的發(fā)展，偉大的科學家伽利略、牛頓、笛卡兒等人用玻璃制造了望遠鏡與顯微鏡，17世紀，光學系統(tǒng)中色差成為了光學儀器的核心問題，為了解決這個問題，人們在玻璃種加入了氧化鉛，一塊普通玻璃就變成了一塊可以消色差的透鏡。1768年法國科學家利用黏土棒攪拌的方法制造了均勻的光學玻璃，從此之后開啟了光學玻璃制造的工業(yè)。19世紀幾個發(fā)達的資本主義國家直接建立了自己的光學玻璃工廠
1953-1957年，皮爾金頓和彼克斯達夫發(fā)明了革命性的浮法玻璃技術，實現(xiàn)在同一個工藝流程中連續(xù)生產(chǎn)出完整的、高質(zhì)量的玻璃。
而后，日本將連續(xù)熔煉應用在光學儀器上。1965年，日本HOYA公司首先實現(xiàn)無條紋、無氣泡的BK7光學玻璃連熔生產(chǎn)。連熔分成原料熔化池、澄清池、攪拌均化池，最后漏料出爐。
光學玻璃的產(chǎn)業(yè)在標準規(guī)范化后，主要分為防輻照光學玻璃、耐輻照光學玻璃、紫外和紅外光學玻璃、無色光學玻璃、有色光學玻璃、光學石英玻璃
其中還有4種關鍵的制備技術組份開發(fā)、理化測試、熔制工藝、熔制設備。其中，光學玻璃熔制技術又含單坩堝熔煉、連續(xù)熔煉等。
下面介紹幾款光學鏡片/玻璃：
一，石英玻璃光學鏡片
石英光學玻璃一般用于190nm~2300nm波長范圍的各類光學元件。
合成石英玻璃是一種非常好的光學材料，具備優(yōu)良的耐高溫性能（其軟化點與白金的熔點相近，熱膨脹系數(shù)極小，僅為陶瓷的1/6和普通玻璃的1/20。）、佳的光譜特性（從紫外到紅外波段高透過率，尤其在紫外和深紫外光譜范圍內(nèi)的透過性能是一般光學玻璃所不具備的。）、高介電場強度（低介電損失和極低的導電性，是好的絕緣材料。）、較高的純度（人工合成石英玻璃的金屬離子總含量可控制在1×10-6以內(nèi)。）等。
湖北菲利華石英玻璃公司聯(lián)合清華大學鄭麗麗教授研究團隊通過四年自主研發(fā)，并借助多物理場模型仿真研究，掌握了有機硅D4的多燈CVD法高效沉積合成石英玻璃完整技術鏈條(包括裝備和工藝)，即精密供料供氣系統(tǒng)、大口徑疏松體沉積工藝、疏松體的玻璃化燒結工藝、生產(chǎn)裝備，研制生產(chǎn)的300 mm口徑樣品Dn≤2×10-6，透過率（0.18-3.4 μm）≥80%，整體性能制備達到*水平。
海納光學用到石英光學玻璃的產(chǎn)品有：微透鏡陣列，分束鏡，DOE衍射元件。
海納光學的光學鏡片產(chǎn)品：微透鏡陣列，達曼光柵，DOE衍射光學元件，用的就是石英材質(zhì)的玻璃。
額外拓展知識:
一、低折射特殊色散光學玻璃
低色散氟磷玻璃特性綜合了氟化物玻璃和磷酸鹽玻璃優(yōu)點，具有超低折射率、超低色散和較高的特殊相對部分色散值，且具有*的消色差性能，特別是對長焦距復消色差鏡頭，可作為CaF2氟化物晶體的替代物。
但是，低色散氟磷玻璃在制備中有一個難題，即氟磷玻璃中含有大量易揮發(fā)氟化物成分，易揮發(fā)，導致玻璃局部不均勻，另外對鉑金坩堝侵蝕嚴重，鉑金粒子易熔入玻璃中。
特殊低色散玻璃可以提高成像幾何精度，同時擴大成像視場和降低系統(tǒng)復雜性，減少透鏡數(shù)量，簡化和優(yōu)化光學系統(tǒng)結構，減小其體積和重量。因此，它被視為長焦距、大視場和高清光學系統(tǒng)的關鍵光學材料。
2019年，湖北新華光信息材料股份有限公司開發(fā)出氟磷玻璃新品H-FK95，折射率（nd）為1.43700，色散系數(shù)(ud)為95.1，色散低，阿貝數(shù)最高，具有較大的異常色散性和極優(yōu)的光學消色差的能力，能夠簡化和優(yōu)化光學成像系統(tǒng)，提高成像質(zhì)量。
目前，氟磷玻璃產(chǎn)品處于供不應求的狀態(tài)，在高清視頻監(jiān)控（1.5億只/年）、車載鏡頭（以每年30%的速度增長）、投影機（800萬臺/年）、數(shù)碼及單反相機（占光學需求總量的30%左右）等領域具有重要應用。
二、紅外硫系玻璃
近幾年，硫系玻璃被認為是新一代紅外光學鏡頭材料。常見的紅外光學材料主要有ZnSe晶體、Si單晶、Ge單晶、硫系玻璃、氟化物等。
硫系玻璃是一種性能優(yōu)良的紅外光學材料，是以元素周期表VIA族中S、Se、Te為主，并引入一定量的其它類金屬元素(Ga、Ge、As、Sb等)所形成的無氧玻璃，可分為硫基（S）玻璃、硒基（Se）玻璃、碲基（Te）玻璃三大體系。
硫系玻璃是一種非晶態(tài)物質(zhì)，與氧化物玻璃相比，具有較弱的共價鍵特性；禁帶寬度為1-3 eV，比氧化物玻璃（~10 eV）小，具有半導體性質(zhì)。
此外，硫系玻璃還具有優(yōu)良的透紅外性能、高的光學非線性、較低的聲子能量、光誘導效應、半導體特性、快離子電導特性等特點，可應用于汽車夜視裝置、紅外成像儀、生命探測儀、紅外肩扛彈、夜視瞄等領域。
成都光明光電股份有限公司聯(lián)合寧波大學實現(xiàn)了高質(zhì)量紅外硫系玻璃規(guī)?；a(chǎn)，解決了Φ100-200 mm硫系玻璃批量化、穩(wěn)定的制備技術，研制的硫系玻璃產(chǎn)品折射率均勻性為2.0x10-5，批次折射率誤差＜4x10-4，性能指標達到*水平。
除以上介紹外，硫系玻璃還有一個應用技術——精密模壓。2003年，法國Umicore公司章向華博士首先實現(xiàn)了Ge22As20Se58和 Ge20Sb15Se65硫系玻璃球面、非球面的鏡片精密模壓技術，模壓樣品形狀誤差(模壓表面和設計表面之差)低于0.5 μm，與單點金剛石車床加工精度相當，現(xiàn)已批量提供給寶馬高檔轎車夜視裝置用。
精密模壓方法有單站式和多站式兩種，寧波大學的日本東芝211V型單站式模壓機具有模壓口徑大、精度高的優(yōu)點，但模壓效率低。
硫系玻璃在無熱化紅外光學系統(tǒng)設計中占有一定優(yōu)勢。光學鏡片及其金屬外売材料在溫度變化時發(fā)生的光學/機械參數(shù)變化共同決定著紅外像質(zhì)變化。紅外光學系統(tǒng)應用環(huán)境較為苛刻，更需要有針對性地對環(huán)境溫度變化改進光學設計，降低紅外光學系統(tǒng)在溫度變化環(huán)境中由于折射率變化導致的移焦、離焦等像質(zhì)降低問題。
硫系玻璃在無熱化紅外光學系統(tǒng)的典型應用主要有長焦型長波紅外望遠鏡物鏡、基于硫系玻璃的模壓非球面鏡片等。
硫系玻璃鏡頭目前在民用安防監(jiān)控、測溫熱像儀市場最大，由于國內(nèi)紅外探測器國產(chǎn)化及成本降低，加之海康威視、大華等監(jiān)控產(chǎn)品供應商開始涉足紅外夜視領域，硫系玻璃國內(nèi)市場采購量逐步上升，未來年需求將超過10噸。民用車載夜視系統(tǒng)的發(fā)展將會對硫系玻璃產(chǎn)生更大需求。
