Скачать презентацию ПРИКЛАДНАЯ ОПТИКА ЛЕКЦИЯ 4 СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИИ 1 Скачать презентацию ПРИКЛАДНАЯ ОПТИКА ЛЕКЦИЯ 4 СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИИ 1

PO_L4_Opt_materialy_LT.pptx

  • Количество слайдов: 32

ПРИКЛАДНАЯ ОПТИКА ЛЕКЦИЯ№ 4 ПРИКЛАДНАЯ ОПТИКА ЛЕКЦИЯ№ 4

СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИИ 1. 2. 3. 4. История появления оптических материалов Виды оптических материалов. Параметры СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИИ 1. 2. 3. 4. История появления оптических материалов Виды оптических материалов. Параметры оптических материалов. Производство оптических деталей Прикладная оптика. Лекция № 4 2

ИСТОРИЯ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Прикладная оптика. Лекция № 4 3 ИСТОРИЯ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Прикладная оптика. Лекция № 4 3

ПРОИЗВОДСТВО ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Вид проб из расплава стекла на разных стадиях варки Прикладная оптика. ПРОИЗВОДСТВО ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Вид проб из расплава стекла на разных стадиях варки Прикладная оптика. Лекция № 4 4

ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ Классификация Прикладная оптика. Лекция № 4 5 ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ Классификация Прикладная оптика. Лекция № 4 5

ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ Оптические неорганические среды делятся на следующие виды: • • бесцветное стекло, кварцевое ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ Оптические неорганические среды делятся на следующие виды: • • бесцветное стекло, кварцевое стекло, ситаллы, волоконно-оптические элементы, монокристаллы, поликристаллы оптическая керамика Прикладная оптика. Лекция № 4 6

ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Бесцветное стекло Прикладная оптика. Лекция № 4 7 ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Бесцветное стекло Прикладная оптика. Лекция № 4 7

ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Цветное стекло Прикладная оптика. Лекция № 4 8 ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Цветное стекло Прикладная оптика. Лекция № 4 8

ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Оптическое цветное стекло Тип и цвет стекла Марка УФС- ультрафиолетовое стекло ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Оптическое цветное стекло Тип и цвет стекла Марка УФС- ультрафиолетовое стекло (темное увиолиевое) УФС 1, УФС 2, (УФС 5), УФС 6, УФС 8 ФС - фиолетовое стекло (ФС 1), ФС 6 СС - синее стекло СС 1, СС 2, СС 4, СС 5, СС 8, (СС 9), СС 15, СС 16, СС 17, СС 18 СЗС- сине-зеленое стекло (СЗС 5), СЗС 7, СЗС 8, СЗС 9, (СЗС 15), СЗС 16, СЗС 17, СЗС 20, C 3 C 2 I, СЗС 22, СЗС 23, СЗС 26 ЗС - зеленое стекло (ЗС 1), ЗСЗ, ЗС 7, ЗС 8, ЗС 10, ЗС 11 ЖЗС - желто-зеленое стекло ЖЗС 1, (ЖЗС 5), ЖЗС 6, ЖЗС 9, ЖЗС 12, ЖЗС 17, ЖЗС 18, ЖЗС 19 ЖС - желтое стекло ЖС 3, ЖС 4, ЖС 10, ЖС 11, ЖС 12, ЖС 16, ЖС 17, ЖС 18, ЖС 19, ЖС 20, ЖС 21 КС - красное стекло ОС 5, (ОС 6), (ОС 11), ОС 12, ОС 13, ОС 14, ОС 17, ОС 19, ОС 20, ОС 21, ОС 22, ОС 23 -1, ОС 24 КС 10, КС 11, КС 13, КС 14, КС 15, КС 21, КС 22, КС 23, КС 24, КС 27, КС 28, КС 29 ИКС - инфракрасное стекло (темное инфракрасное) (ИКС 1), (ИКС 3), ИКС 5, ИКС 6, ИКС 7, ИКС 970 -1 ПС -пурпурное стекло ПС 5, ПC 7, ПC 8, (ПС 11), ПC 13, ПС 14 HC 1, НC 2, НС 3, НC 6, НC 7, НС 8, НC 9, НС 10, НС 11, НС 12, (НC 13), НС 14 ОС - оранжевое стекло НС- нейтральное стекло ТС - темное стекло БС – бесцветное стекло (увиолевое) ТС 3, (ТС 6), ТС 9, TC 10 ультрафиолетовое инфракрасное БС 3, БС 4, БС 7, (БС 8), БС 12 Прикладная оптика. Лекция № 4 9

ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Кварцевое стекло Прикладная оптика. Лекция № 4 10 ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Кварцевое стекло Прикладная оптика. Лекция № 4 10

ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Ситаллы Прикладная оптика. Лекция № 4 11 ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Ситаллы Прикладная оптика. Лекция № 4 11

ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Волоконно-оптические элементы Прикладная оптика. Лекция № 4 12 ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Волоконно-оптические элементы Прикладная оптика. Лекция № 4 12

ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Оптическое кварцевое стекло Прикладная оптика. Лекция № 4 13 ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Оптическое кварцевое стекло Прикладная оптика. Лекция № 4 13

ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Оптические кристаллические материалы Прикладная оптика. Лекция № 4 14 ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Оптические кристаллические материалы Прикладная оптика. Лекция № 4 14

ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Диаграмма Аббе Прикладная оптика. Лекция № 4 15 ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Диаграмма Аббе Прикладная оптика. Лекция № 4 15

ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Номенклатура оптических стекол Тип стекла Легкие кроны Фосфатные кроны Тяжелые фосфатные ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Номенклатура оптических стекол Тип стекла Легкие кроны Фосфатные кроны Тяжелые фосфатные кроны Кроны Баритовые кроны Тяжелые кроны Сверхтяжелые кроны Особые кроны Условное обозначение ЛК ФК ТФК К БК ТК СТК ОК Тип стекла Кронфлинты Баритовые флинты Тяжелые баритовые флинты Легкие флинты Флинты Тяжелые флинты Сверхтяжелые флинты Особые флинты Прикладная оптика. Лекция № 4 Условное обозначение КФ БК ТБФ ЛФ Ф ТФ СТФ ОФ 16

ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Оптические стекла. Отличительные признаки 1. высокая однородность; 2. высокая прозрачность; 3. ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Оптические стекла. Отличительные признаки 1. высокая однородность; 2. высокая прозрачность; 3. большой интервал значений показателей преломления света; Прикладная оптика. Лекция № 4 17

ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Физико-химические свойства Оптические ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Физико-химические свойства Оптические свойства. Тепловые свойства Механические свойства Упругие свойства Фотоупругие свойства Химическая устойчивость Параметры качества Прикладная оптика. Лекция № 4 18

ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Физико-химические свойства Кристаллографические свойства: • сингония; • параметры решетки; • спайность ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Физико-химические свойства Кристаллографические свойства: • сингония; • параметры решетки; • спайность Прикладная оптика. Лекция № 4 19

ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Кристаллографические свойства СПАЙНОСТЬ в зависимости от легкости расщепления и совершенства раскола: ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Кристаллографические свойства СПАЙНОСТЬ в зависимости от легкости расщепления и совершенства раскола: «весьма «совершенная» «средняя» «несовершенная» «весьма совершенная» несовершенная» кристалл колется на тончайшие пластинки с зеркальной поверхностью (слюды, гипс) кристалл в любом месте колется по определенным направлениям, образуя ровные поверхности; неправильный излом наблюдается крайне редко при расколе кристалла образуются как ровные спайные поверхности, так и неровные поверхности излома ровные спайные поверхности редки, при разломе чаще всего образуется неправильный излом Прикладная оптика. Лекция № 4 кристалл практически всегда колется по неровной поверхности излома 20

ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Оптические свойства Показатель преломления n • Для материалов, прозрачных в видимой ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Оптические свойства Показатель преломления n • Для материалов, прозрачных в видимой области спектра, применяют основной показатель преломления nе, где е – линия ртутного спектра, соответствующая длине волны 546, 1 нм. • Для материалов, не прозрачных в видимой области спектра, показатель преломления устанавливают в рабочей области спектра: • в ультрафиолетовой области – показатель преломления ni, где i – линия ртутного спектра, соответствующая длине волны 365, 0 нм; • в инфракрасной области – показатель n 1, 06, где 1, 06 мкм – линия излучения Nd в стекле, или показатель преломления n 10, 6, где 10, 6 мкм – линия излучения СО 2 лазера. Прикладная оптика. Лекция № 4 21

ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Оптические свойства коэффициент дисперсии • Для материалов, прозрачных в видимой области ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Оптические свойства коэффициент дисперсии • Для материалов, прозрачных в видимой области спектра, применяют основной коэффициент дисперсии е: , где F’ и C’ – линии спектра кадмия, соответствующие длинам волн 480, 0 и 643, 8 мкм. • Для материалов, не прозрачных в видимой области спектра, коэффициент дисперсии устанавливают в рабочей области спектра: • в ультрафиолетовой области – коэффициент дисперсии h: , где i, h, g – линии ртутного спектра, соответствующие длинам волн 365, 0, 404, 6, 435, 8 нм соответственно; • в инфракрасной области – коэффициент дисперсии 10, 6: , где длины волн указаны в микрометрах. Прикладная оптика. Лекция № 4 22

ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Оптические свойства • Температурный относительный коэффициент показателя преломления • Пропускание оптических ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Оптические свойства • Температурный относительный коэффициент показателя преломления • Пропускание оптических материалов Спектральный коэффициент пропускания Спектральный коэффициент внутреннего пропускания Показатель ослабления Прикладная оптика. Лекция № 4 23

ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Тепловые свойства • Температурный коэффициент линейного расширения ТКЛР t, [о. С-1], ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Тепловые свойства • Температурный коэффициент линейного расширения ТКЛР t, [о. С-1], • • Теплопроводность, [Вт/(м о. С)] Удельная теплоемкость, [Дж/(кг о. С)] Термостойкость, [о. С] Температура плавления Прикладная оптика. Лекция № 4 24

ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Механические свойства • Плотность, [г/см 3], • Твердость по Моосу • ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Механические свойства • Плотность, [г/см 3], • Твердость по Моосу • Микротвердость по Виккерсу, [Па] • Твердость по сошлифовыванию Прикладная оптика. Лекция № 4 25

ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Упругие свойства • • • модуль упругости Юнга Е, [Па], модуль ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Упругие свойства • • • модуль упругости Юнга Е, [Па], модуль сдвига G, [Па], коэффициент поперечной деформации Пуассона . Для кубических кристаллов приводятся постоянные упругой податливости S 11, S 12, S 44, позволяющие произвести преобразование значений модуля Юнга и модуля сдвига к любой системе координат, а также максимальные и минимальные значения модуля сдвига, соответствующие кристаллографическим направлениям <100> и <111> и значения поперечной деформации. • • Для поликристаллических материалов приведены изотропные значения модуля Юнга, модуля сдвига и коэффициента поперечной деформации без учета возможного влияния текстурированного материала. Прикладная оптика. Лекция № 4 26

ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Фотоупругие свойства • Фотоупругие свойства кристаллических материалов характеризуются пьезооптическими постоянными, учитывающими ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Фотоупругие свойства • Фотоупругие свойства кристаллических материалов характеризуются пьезооптическими постоянными, учитывающими анизотропию изменений показателя преломления под действием напряжений, и техническими характеристиками фотоупругости: • • главные фотоупругие постоянные С 1 и С 2, [Па– 1] • главные оптические коэффициенты напряжений В 1 и В 2, [Па– 1]. • Прикладная оптика. Лекция № 4 27

ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Химические свойства • Химическая устойчивость оптических материалов характеризует их сопротивляемость к ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Химические свойства • Химическая устойчивость оптических материалов характеризует их сопротивляемость к воздействию агрессивной среды: воды, кислот и органических соединений. • Для оценки химической устойчивости стекла используется два фактора воздействия: влажная атмосфера и слабокислые водные растворы. Группа устойчивости Длительность воздействия, ч А 20 Б В Г 20 5 2 Температура, о. С Влажность, % 50* 60** 85 Прикладная оптика. Лекция № 4 Результат осмотра поверхности Признаков разрушения нет Признаки разрушения имеются 28

ПАРАМЕТРЫ КАЧЕСТВА ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Нормируемые: - показатель преломления и средняя дисперсия, - однородность партии ПАРАМЕТРЫ КАЧЕСТВА ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Нормируемые: - показатель преломления и средняя дисперсия, - однородность партии заготовок по показателю преломления и средней дисперсии, - оптическая однородность, - двойное лучепреломление, - свильность, - пузырность, - показатель ослабления, - радиационно-оптическая устойчивость (для серии « 100» ) Прикладная оптика. Лекция № 4 29

ПАРАМЕТРЫ КАЧЕСТВА ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ • Оптическая однородность Прикладная оптика. Лекция № 4 30 ПАРАМЕТРЫ КАЧЕСТВА ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ • Оптическая однородность Прикладная оптика. Лекция № 4 30

ПАРАМЕТРЫ КАЧЕСТВА ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ • Двойное лучепреломление Прикладная оптика. Лекция № 4 31 ПАРАМЕТРЫ КАЧЕСТВА ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ • Двойное лучепреломление Прикладная оптика. Лекция № 4 31

ПАРАМЕТРЫ КАЧЕСТВА ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ • Пузырность Свили Прикладная оптика. Лекция № 4 32 ПАРАМЕТРЫ КАЧЕСТВА ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ • Пузырность Свили Прикладная оптика. Лекция № 4 32