光学玻璃用于制造光学仪器或机械系统的透镜、棱镜、反射镜、窗口等的玻璃材料。包括无色光学玻璃(通常简称光学玻璃)、有色光学玻璃、耐辐射光学玻璃、防辐射玻璃和光学石英玻璃等。光学玻璃具有高度的透明性、化学及物理学(结构和性能)上的高度均匀性,具有特定和精确的光学常数。
光学玻璃和其它玻璃的不同之点在于它作为光学系统的一个组成部分,必须满足光学成象的要求。因此,光学玻璃质量的判定也包括某些特殊的和较严格的指标。光学系统成象的亮度和玻璃透明度成比例关系。光学玻璃对某一波长光线的透明度以光吸收系数Kλ表示。
光线通过一系列激光聚焦镜棱镜和透镜后,其能量部分损耗于光学零件的界面反射而另一部分为介质(玻璃)本身所吸收。前者随玻璃折射率的增加而增加,对高折射率玻璃此值甚大,如对重燧玻璃一个表面光反射损耗约6%左右。
因此对于包含多片薄透镜的光学系统,提高透过率的主要途径在于减少透镜表面的反射损耗,如涂敷表面增透膜层等。而对于大尺寸的光学零件如天文望远镜的物镜等,由于其厚度较大,光学系统的透过率主要决定于玻璃本身的光吸收系数。通过提高玻璃原料的纯度以及在从配料到熔炼的整个过程中防止任何着色性杂质混入,一般可以使玻璃的光吸收系数小于0.01(即厚度为1厘米的玻激光保护镜璃对光透过率大于99%)。
光学镜片就是用光学玻璃做出来的镜片,一般指能透过和调节可见光的镜片,光学镜片必须经过光学仪器测量,检验纯度、透明度、均匀度、折射率和色散率是否合规格,合格的玻璃块经过加热锻压,成光学镜片毛胚。光学镜片经过研磨液细磨后,表面尚有厚的裂痕层,要消除此裂痕层的方法即为抛光。
光学镜片经过研磨液细磨后,其表面尚有厚约2–3m的裂痕层,要消除此裂痕层的方法即为抛光。抛光与研磨的机制一样,只是其所使用的工具材质与抛光液(slurry)不同,抛光所使用的材料有绒布(cloth)、抛光皮(polyuret激光准直镜hane)及沥青(pitch),通常要达到高精度的抛光面,最常使用的材料为高级抛光沥青。
利用沥青来抛光,是藉由沥青细致的表面,带动抛光液研磨镜片表面生热,使玻璃熔化流动,熔去粗糙的顶点并填平裂痕的谷底,逐渐把裂痕层除去。
目前抛光玻璃镜片所使用的抛光粉以氧化铈(CeO2)为主,抛光液调配的比例依镜片抛光时期不同而有所不同,一般抛光初期与和抛光模合模时使用浓度较高的抛光液,镜片表面光亮后,则改用浓度较稀的抛光液,以避免镜面产生橘皮现象(镜片表面雾化)。
抛光与研磨所用的运动机构相同,除了抛光的工具与工作液体不一光学镜片样外,抛光时所需环境条件亦较研磨时严苛。一般抛光时要注意的事项如下:抛光沥青的表面与抛光液中不可有杂质,不然会造成镜面刮伤。
抛光沥青表面要与镜片表面吻合,否则抛光时会产生跳动,因而咬持抛光粉而刮伤镜片表面。抛光前必须确定镜片表面是否有研磨后所留下的刮伤或刺孔。抛光工具的大小与材质是否适当。沥青的软硬度与厚度是否适当。
抛光的过程中必须随时注意镜片表面的状况及精度检查。透镜表面瑕疵的检查,因为检测的过程是凭个人视觉及方法来判断,所以检验者应对刮伤及砂孔的规范有深刻的认知,要经常比对刮伤与砂孔的标准样版,以确保检验的正确性。