无色光学玻璃
光学仪器元件
光学玻璃是光电技术产业的基础和重要组成部分，其构成的部件是光学仪器中的关键性元件。狭义的光学玻璃是指无色光学玻璃。
分类命名
光学玻璃牌号分类
根据折射率nd和色散系数υd在nd-υd领域图中的位置和玻璃组成，无色光学玻璃按表1分为16类。
表1
光学玻璃牌号命名
每种光学玻璃牌号按其所属的玻璃类别名称的代号再加序号组成。此外，还用六位数字作代码来表征每一个牌号，其中前三位数字表示该牌号玻璃折射率小数点后三位数，后三位数字表示该牌号玻璃阿贝数。例如：H-K9L,nd=1.51680,υd=64.20,其代码为517642。
无铅、砷、镉玻璃牌号的命名
无铅、砷、镉以及其它放射性元素的玻璃牌号，用“环”字汉语拼音字母的声母“H”
加“-”作为前缀表示。例如：H-K9L。
低软化点玻璃牌号的命名
用于模压成型的低软化点无铅、砷、镉以及其它放射性元素的玻璃牌号，用“低”字汉
语拼音字母的声母“D” 加“-”作为前缀表示。例如：D-K9L。
高透过玻璃牌号的命名
紫外高透过玻璃牌号,按原有的习惯命名，用“ultraviolet”单词的首字母“U”作为前缀表示；例如：UQF50。高透过玻璃是在牌号序号后加“High Transmittance” 单词的首
字母“HT”表示；例如：ZF7LHT。
光学性能
折射率
每个牌号的光学玻璃均按表2所列的12条光谱线给出5位小数的折射率,这些谱线折射率的精密测量按GB/T 7962.11测试方法进行，其测量精度为±3×10-6。
色散和阿贝数
中部色散为nF-nC或nF′-nC′。
色散系数（即阿贝数）υd定义如下：
υd=（nd-1）/(nF-nC) ………………………(1)
还列出υe为
υe=（ne-1）/( nF′-nC′)……………………(2)
色散公式
在365～706.5nm光谱范围内，如果还需知道另外一些波长的折射率，可由下列色散公式算出：
n2=A0+A1λ2+A2λ-2+A3λ-4+A4λ-6+A5λ-8 ……………………………(3)
式中：A0～A5—计算常数（随玻璃牌号而变，分别列入各牌号性能数据表中）；
λ—波长，μm；
n—所求折射率，n计算精度：在400nm～706.5nm范围内为±3×10-6；在365nm～400nm范围内为±5×10-6。
相对部分色散
对波长X和Y的相对部分色散PX,Y用下式表示：
PX,Y =（nx-ny）/(nF-nC)
P′X,Y=（nx-ny）/(nF′-nC′) …………………………(4)
数据表中按牌号给出了Pd,C、Pe,d、Pg,F 和P′d,C′、P′e,d′、P′g,F′值。
根据阿贝公式，对于大多数所谓“正常玻璃”而言，如下的线性关系是成立的：
PX,Y=mX,Yυd+bX,Y ………………………………………(5)
这种直线关系以PX,Y为纵坐标，υd为横坐标来表示的。式中mX,Y为斜率，bX,Y为截距。
众所周知，二级光谱的校正，即对两个以上波长消色差，至少需要用一种不符合公式(5)
的玻璃（即其PX,Y值偏离阿贝经验公式）。其偏离值用ΔPX,Y表示，则每个PX,Y-υd点相对于符合公式(5)的“正常线”平移了ΔPX,Y量。这样,各种玻璃牌号的ΔPX,Y数值可用下式求出：
PX,Y=mX,Yυd+bX,Y+ΔPX,Y ……………………………………(6)
因此ΔPX,Y就定量地表示了与“正常玻璃”相比时的特殊色散的偏离特性。
我们选H-K6和F4作为“正常玻璃”，H-K6和F4相对部分色散和阿贝数符合阿贝公式(5)。
数据表中按牌号给出了ΔPg,F、ΔPF,e。它们的计算公式如下：
ΔPF,e=PF,e-0.4894+0.000541υd
ΔPg,F=Pg,F-0.6457+0.001703υd …………………………(7)
应力光学系数B
玻璃中的机械应力会导致光产生双折射。应力光学系数表示有效应力与应力双折射产生的光程差之间的关系：
δ=B·d·F ………………………………………(8)
式中：δ—光程差，nm;
B—应力光学系数, /Pa;
d—光在玻璃中通过的路程，cm;
F—施压应力，Pa。
内透射比τ
内透射比为不包含试样表面反射损失时的透射比。按GB/T 7962.12规定的方法测量。数据表中给出了各种牌号玻璃5mm、10mm厚的不同波长内透射比值。
着色度（λ80/λ5）
光学玻璃透射光谱特性用着色度（ λ80/λ5 ）表示，按以下方法确定：样品厚度10mm±0.1mm,λ80是玻璃透射比达到80%时对应的波长，λ5是玻璃透射比达到5%时对应的波长。并以10nm为单位表示。例如：玻璃透射比达到80%时对应的波长为368nm,玻璃透射比达到5%时对应的波长为313nm,着色度λ80/λ5为37/31。
化学性能
光学玻璃元件在制造和使用过程中，其抛光表面抵抗各种侵蚀性介质作用的能力称为光学玻璃的化学稳定性。
抗潮湿大气作用稳定性RC（S） (表面法)
80
5
根据对潮湿大气作用的稳定性，分为三级：
1级—在温度50℃，相对湿度80%的条件下，玻璃抛光表面形成水解斑点的时间超过20h；
2级—在相同试验条件下，形成水解斑点的时间在5h～20h之间；
3级--在相同试验条件下，形成水解斑点的时间不到5h。
抗酸作用稳定性RA（S）(表面法)
根据对酸溶液作用的稳定性，分为三级：
1—在0.1N、温度50℃的醋酸溶液作用下，玻璃抛光表面的破坏深度达135nm的时间超过5h；
2—在相同试验条件下，破坏深度达135nm的时间在1h～5h；
3--在相同试验条件下，破坏深度达135nm的时间不到1h。
耐水作用稳定性DW(粉末法)
按GB/T 17129的测试方法，根据下式计算：
B-C
Dw= ×100 ………………………………………(9)
B-A
式中：Dw 玻璃浸出百分数，%；
B 过滤器和试样的质量，g；
C 过滤器和浸出后试样的质量，g；
A 过滤器质量，g。
由计算得出的浸出百分数，将光学玻璃耐水作用稳定性DW分为6类。
耐酸作用稳定性DA(粉末法)
按GB/T 17129的测试方法，根据下式计算：
B-C
D= ×100 ……………………………… (10)
A B-A
式中：DA 玻璃浸出百分数，%；
B 过滤器和试样的质量，g；
C 过滤器和浸出后试样的质量，g；
A 过滤器质量，g。
由计算得出的浸出百分数，将光学玻璃耐酸作用稳定性DA分为6类。
热学性能
热膨胀系数α
光学玻璃热膨胀系数是指一定温度范围内温度升高1℃时玻璃每单位长度的伸长量。
按GB/T 7962.16规定的方法进行测量，试验测出的是玻璃的平均热膨胀系数，见图2。数据表中给出了+20℃～+120℃和+100℃～+300℃的平均热膨胀系数。
转变温度Tg
光学玻璃在某一温度区间会逐渐由固态转变成可塑态。其转变温度Tg是指玻璃试样从室温升温至驰垂温度TS，其低温区域和高温区域伸长直线部分延长相交的交点所对应的温度，见图2。按GB/T 7962.16规定的方法进行测量。
驰垂温度TS
如图2所示，驰垂温度TS是指玻璃试样在升温过程中停止膨胀时的温度。按GB/T7962.16
规定的方法进行测量。
ΔL
+100℃～+300℃
+20℃～+120℃
Tg Ts T
应变点T1014。5
应变点是玻璃粘度为1014.5d pa·s（或1013.5pa·s）时的温度。即几小时内可消除玻璃内应力的温度。
退火点T1013
退火点是玻璃粘度为1013dpa·s（或1012pa·s）时的温度。即几分钟内可消除玻璃内应力的温度，也即玻璃退火上限温度。
机械性能
杨氏模量E、剪切模量G和泊松比μ
ρρ×−××−=2234llVGVGGE ……………………………………………(11)
………………………………………………………(12) ρ×=2sVG
12−=GEμ ………………………………………………………(13)
式中：
E—杨氏模量,Pa;
G—剪切模量,Pa;
μ—泊松比;
V l — 纵波速度;
Vs—横波速度;
ρ—玻璃密度,g/cm3。
Knoop硬度 HK
Knoop硬度按GB/T 7962.21规定的测试方法测量。该方法采用对称棱角为172°30′和
130°的四角锥金钢石压头，给其施加一定负荷垂直压在试样上，保持一定时间后，撤去负荷，用显微镜观察并测量试样上压痕长对角线的长度，按下列公式计算Knoop硬度：
HK = F/(0.07028·L2) ………………………………………(14)
式中：
F—负荷，N;
L—压痕长对角线的长度,m;
HK Knoop硬度,Pa。
磨耗度FA
磨耗度是指：将试样压紧在旋转圆盘上，边加磨料边研磨，在相同条件下，试样的磨损减少量与标准试样的磨损减少量（体积）之比，乘以100后所得的数值，可用公式表示如下：
W/ρ
FA = ×100 ………………………………………………(15)
W0/ρ0
式中：
FA：磨耗度
W：试样的磨损减少质量，g；
W0：标准试样的磨损减少质量，g；
ρ：试样的密度，g/cm3；
ρ0：标准试样的密度g/cm3。
密度ρ
光学玻璃的密度指20℃以下单位体积的质量。光学玻璃的密度按GB/T 7962.20规定的方法进行测量。单位以g/cm3表示。
玻璃质量指标
折射率nd和阿贝数υd允许偏差
折射率nd和阿贝数υd与标准值的允许偏差分为3级，见表5
表5
光学玻璃折射率和阿贝数按GB/T 7962.1规定的测试方法进行测量。折射率测量精度为
±3×10-5,中部色散的测量精度为±2×10-5。
光学均匀性
6.2.1 尺寸小于150mm的玻璃毛坯
尺寸小于150mm的玻璃毛坯的光学均匀性按GB/T 7962.2规定的测试方法进行测量。该方法是根据放在平行光管光束中的玻璃试样引起该装置分辨率的变化而规定的。如果平行管给出具有理论分辨率α0的象，而当玻璃试样放入后，分辨率增至α，那么玻璃的不均匀性可用其比值α/α0来表示，分为4级，见表6。
表6
6.2.2 尺寸大于150mm的玻璃毛坯
尺寸大于150mm的玻璃毛坯的光学均匀性以一块玻璃中各部分折射率偏差最大值Δnmax来表示，按GB/T 7962.4规定的测试方法进行测量，分为4级，见表7。
表7
应力双折射
中部应力
玻璃毛坯应力双折射以最长边中部单位长度上的光程差δ表示，按GB/T 7962.5规定的测试方法进行测量，分为5级，见表8。
表8
边缘应力
玻璃毛坯应力双折射以其距边缘5%直径或边长处单位厚度上的最大光程差δmax表示，按GB/T 7962.6规定的测试方法进行测量，分为5级，见表9。
表9
条纹度
条纹用点光源和透镜组成的条纹检查仪，从最容易看见条纹的方向上，与标准试样作比较检查，分为3级，见表10。
表10
气泡度
光学玻璃气泡质量按GB/T 7962.8规定的测试方法进行测量，玻璃中允许气泡含量等级是由100cm3玻璃中所含气泡（直径φ≥0.05mm～2mm）的总截面积来确定，分为7级，见表11。结石、结晶体及其它夹杂物也作气泡计算。扁长气泡取最长轴和最短轴的算术平均值为直径计算截面积。
表11
光吸收系数
光吸收系数用球形光度计按GB/T 7962.9规定的测试方法进行测量，玻璃光吸收系数等
于1cm光路上被玻璃吸收的白光光通量与开始进入该光路前入射光光通量之比，分为8级，见表12。
表12
辐射性能
一类对γ射线辐射稳定（不变色）的光学玻璃，称为耐辐射玻璃。这类玻璃是在普通光学玻璃配方基础上加入少量其它氧化物熔制而成。因此它们具有对应普通光学玻璃相同的光学常数值，其牌号序号按对应普通光学玻璃牌号序号加上500构成，例如K9玻璃，其对应耐辐射玻璃牌号为K509。
耐辐射玻璃的耐辐射性能用剂量为105R(即25.8C/kg)的γ射线辐射，每厘米厚度上光密度增量ΔD来表示，或用等效上述剂量的X射线辐射后每厘米厚度上光密度增量ΔD1来表示，见表13。
供货形式
光学玻璃块料
两大面细磨，其余四面粗磨，边、角稍倒棱，经精退火。
表13
光学玻璃条料
切断面为自然透明面，其余四面为自然成型面，经粗退火或精退火。
光学玻璃压型坯料
光学玻璃一次压型坯料
一次压型坯料是通过熔炼直接滴料压制成型的坯料，经精退火。
光学玻璃二次压型坯料
二次压型坯料是再次加工热压成型，经精退火。规格尺寸公差见表14。
光学玻璃果形料（或称Gobs料）
果形料（或称Gobs料）是一种截面积几乎为圆形的毛坯，重量或体积按客户需要确定，未经精退火。
其它
客户提出的特殊要求的、大规格的玻璃。
表14
相互检索目录
本目录光学玻璃相互检索表中的牌号相等仅指玻璃代码构成相等，而玻璃组分CDGM、HOYA、OHARA、SCHOTT和SUMITA是不同。
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