Вид оптического стекла: Вид оптического стекла, 6 (шесть) букв

Содержание

Оптическое стекло - это... Что такое Оптическое стекло?

Опти́ческое стекло́ — прозрачное стекло специального состава, используемое для изготовления различных деталей оптических приборов.

От обычного технического стекла отличается особенно высокой прозрачностью, чистотой, бесцветностью, однородностью, а также строго нормированными преломляющей способностью, дисперсией, в необходимых случаях - цветом. Выполнение всех этих требований значительно усложняет и удорожает производство оптического стекла.

В силу исключительно высоких требований, предъявляемых к качеству изображения в оптических системах, естественно возникла необходимость в изготовлении широкого ассортимента специальных сортов стекла, различных по своим свойствам.

Химический состав

В состав шихты для варки оптического стекла обычно входит чистый кремнезём, сода, борная кислота, нередко - соли бария, оксид свинца, фториды и другие компоненты.

Основные оптические свойства стекла

Основные свойства оптического стекла характеризуются показателем преломления, средней дисперсией и коэффициентом дисперсии.

В отдельных случаях для характеристики оптических стёкол используется частные дисперсии и относительные частные дисперсии.

Показатель преломления

С XIX века (со времён Шотта и Аббе) и до недавнего времени для характеристики оптических стёкол использовался показатель преломления , определяемый для жёлтой спектральной D-линии натрия (λ=589,3 нм).

Однако это не одиночная линия, а пара: так называемый «натриевый дублет», что не могло не сказаться на точности измерений. Поэтому сейчас в качестве главного показателя преломления () принимают его значение либо для жёлтой d-линии гелия с λ=587,56 нм, либо для жёлто-зелёной e-линии ртути с λ=546,07 нм. Первый () используется такими производителями как Schott, Hoya, Ohara и др., второй (), в частности, принят в документации российских производителей.

В настоящее время достигнутые пределы значений промышленных оптических стёкол составляют примерно 1,43 — 2,17.

Допустимое отклонение зависит от категории оптического стекла и нормируется величиной ±(3-20)·10

−4.

Средняя дисперсия

Средняя дисперсия — определяется как разность показателей преломления nF для синей линии спектра λ=488,1 нм и nC для красной линии спектра с λ=656,3 нм; Величина средней дисперсии представляется как (nF-nC)·105 и лежит в диапазоне 639 — 3178, с допустимым отклонением ±(3-20)·10−5.

Коэффициент дисперсии

Коэффициент дисперсии (число Аббе, ) — задаётся отношением разности показателя преломления без единицы к средней дисперсии.
Ранее определялось выражением, включающим показатель преломления для жёлтой спектральной линии натрия.


В настоящее время основными вариантами коэффициента дисперсии являются, либо

либо

где средняя дисперсия определяется, как разность показателей преломления для голубой (F' ) и красной (C' ) линий кадмия.

В настоящее время значения для промышленных оптических стёкол находятся в пределах от 17 до 95.

Частные дисперсии и относительные частные дисперсии

Частные дисперсии — это разности двух значений показателя преломления при некоторых произвольно выбранных длинах волн и , не совпадающих с длинами волн и , выбранными для расчёта средней дисперсии (и как правило, с более узким спектральным интервалом).

Относительные частные дисперсии  — это отношения частных дисперсий к средней дисперсии.

Хотя, для большинства оптических стёкол зависимость относительных частных дисперсий от коэффициента средней дисперсии (числа Аббе) близка к линейной, однако, зависимость показателя преломления оптического материала от длины волны света представляет собой сложную кривую. Форма этой кривой определяется параметрами конкретного материала и будет различной для разных типов оптических стёкол. Таким образом, частные дисперсии и относительные частные дисперсии служат для детализации зависимости изменений показателя преломления стекла от изменений длины волны.

Такая детализация необходима при расчёте высококачественных ахроматических и апохроматических компонентов, поскольку учёт хода относительных дисперсий, на этапе выбора стёкол, позволяет в дальнейшем значительно уменьшить вторичный спектр. Так как, в общем случае, величина вторичного спектра пропорциональна отношению разности частных дисперсий выбранной пары стёкол к разности показателей средних дисперсий этих стёкол.

где: и  — относительные частные дисперсии; и  — коэффициенты средней дисперсии; -фокусное расстояние объектива.

Для практики наиболее важны — частная дисперсия для синего участка спектра или (где  — показатель преломления для фиолетовой g-линии ртути) и соответствующая ей относительная частная дисперсия (или ), поскольку в пределах именно этого участка показатель преломления материалов изменяется с длиной волны наиболее значительно.

Коэффициент поглощения света

Составляет не более 0,2-3,0 %.

Типы оптических стёкол

Классификация оптических стёкол (диаграмма Аббе)

В основу исторически сложившейся классификации оптических стёкол легло общее представление о связи между химическим составом и оптическими постоянными.

До работ Шотта оптические стёкла состояли почти исключительно из кремнезёма в соединении с окислами натрия, калия, кальция и свинца. Для таких стёкол существует функциональная зависимость между показателями преломления n и коэффициентами средней дисперсии v, что и было отражено в так называемой диаграмме Аббе. На этой диаграмме бесцветные оптические стёкла располагаются в виде широкой области вытянутой от нижнего левого угла диаграммы к её правому верхнему углу. Таким образом, можно было увидеть взаимосвязь изменения двух основных оптических характеристик с химическим составом оптических стёкол. Причём, с возрастанием показателя преломления, коэффициент дисперсии, как правило, уменьшался.

В связи с этим были выделены два основных типа оптических стёкол: кро́ны (стёкла с низким показателем преломления и высоким значениями коэффициента дисперсии) и фли́нты (стёкла с низкими значениям коэффициента дисперсии и высоким показателем преломления). При этом к группе кронов относились натриево-силикатные стекла, а к группе флинтов — стёкла, содержащие свинец.

В дальнейшем, в связи с ростом числа оптических стёкол, потребовалось делить диаграмму Аббе на бо́льшее число участков, соответствующих новым типам. Так, от кронов отделились лёгкие, тяжёлые и сверхтяжёлые кроны (ЛК, ТК, СТК), а от флинтов — лёгкие, тяжёлые и сверхтяжёлые флинты (ЛФ, ТФ, СТФ). К тому же, между лёгкими кронами и лёгкими флинтами появилась группа кронфлинтов.

Появились новые типы стёкол, как на основе несиликатных стеклообразователей (боратные, фосфатные, фторидные и др.), так и включающие новые компоненты (окислы лантана, тантала, титана). Такие типы часто (в каталогах зарубежных производителей — как правило) обозначаются с применением названий химических элементов, окислы которых и придают стёклам специфические свойства.

Использование подобных стёкол, для которых характерны иные сочетания главного показателя преломления и коэффициента дисперсии, существенно расширили область занимаемую оптическими стёклами на диаграмме Аббе. К тому же, связь между уменьшением коэффициента дисперсии и возрастанием показателя преломления стала менее заметной.

«Особые» стёкла

Отклонения относительных частных дисперсий некоторых оптических стёкол и кристаллов (CaF2 и BaF2) от «нормальной прямой»

Кроме того, существуют так называемые «особые» стёкла, или стёкла с «особым ходом частных дисперсий». Большинство из них относятся к двум типам, объединённым собирательными терминами «ланг-кроны» (кроны с увеличенными относительными частными дисперсиями) и «курц-флинты» (флинты с уменьшенными частными дисперсиями). Эти наименования, происходящие от немецких слов lang (длинный) и kurz (короткий), весьма условны, и для большинства «особых» стёкол не связаны напрямую с особенностями химического состава и/или структуры.

В современных каталогах оптических стёкол для отображения «особых» характеристик используются графики (диаграммы) зависимости относительных частных дисперсий от коэффициента средней дисперсии (например, от в каталоге Schott). На этих графиках оптические стёкла располагаются вдоль так называемой

«нормальной прямой», непосредственно на которой находятся стёкла с линейной зависимостью от .

При этом, стёкла с незначительным отклонением хода частных дисперсий () и находящиеся вблизи нормальной прямой принято называть «нормальными», а расположенные на бо́льшем удалении (имеющие бо́льшее отклонение хода частных дисперсий) — «особыми» («abnormal»).

Диаграмма «относительная частная дисперсия — коэффициент дисперсии» так же была предложена Эрнстом Аббе, однако, во избежание путаницы, её не принято называть именем автора.

Из стёкол, относящихся к первому из типов (ланг-кроны), следует отметить так называемые низкодисперсные стёкла, различные по составу, но отличающиеся как высокими значениями коэффициента средней дисперсии, так и высоким значением относительной частной дисперсии (то есть, значительным отклонением хода частных дисперсий от «нормального»).

Группа «курц-флинтов» так же объединяет различные по составу стёкла. В частности, под это определение подпадают практически все Шоттовские стёкла типов LaK, LaF, LaSF, а также российские СТК и ТБФ с высоким содержанием окиси лантана.

Причём отклонения особых флинтов от «нормальной прямой», как правило, невелики.

«Особые» флинты с повышенными значениями относительной частной дисперсии (ланг-флинты) — это, как правило, либо тяжёлые и сверхтяжёлые флинты с максимальным содержанием окиси свинца, либо титановые флинты с высоким содержанием окиси титана.

Производство

Для получения цветного стекла в состав белого стекла при варке вводят вещества, содержащие медь, золото, селен и др.

Варка оптического стекла производится из шихты в специальных огнеупорных горшках, помещаемых в стекловаренную печь. В составе шихты может быть до 40 % стеклобоя того же состава, что и варящееся стекло. Процесс варки длится около 24 часов. Нагрев производится, как правило, с помощью водородных горелок, при этом температура в печи достигает 1500 °C. В процессе варки стекломассу непрерывно перемешивают керамической мешалкой для достижения однородного состояния и несколько раз берут пробу для контроля качества.

Одним из этапов варки является осветление. На этом этапе в стекломассе выделяется большое количество газов из веществ-осветлителей, добавляемых в шихту. Образующиеся крупные пузыри быстро поднимаются к поверхности, захватывая по пути более мелкие, которые в любом случае образуются при варке. По окончании плавки стекла горшок извлекается из печи и подвергается замедленному охлаждению, длящемуся 6-8 дней. Вследствие неравномерности остывания массы в ней образуются натяжения, которые вызывают растрескивание стекла на большое количество кусков.

После остывания куски стекла сортируются по размерам и качеству, затем годные отправляются для дальнейшей обработки. В целях сокращения времени на механическую обработку оптические детали изготавливаются не из обычных кусков стекла, полученных после варки, и из специальных прессованных плиток или заготовок. Во избежание натяжений, вызываемых неравномерным охлаждением массы, полученные таким способом заготовки нагревают до 500 °C и затем подвергают исключительно медленному охлаждению в электрических печах, так называемому отжигу.

Если при этом температура упадет резко, в стекле возникнут натяжения, которые приведут к появлению анизотропии. Также может образоваться вторичная мошка.

После отжига получившуюся заготовку исследуют с помощью оптичеких приборов контроля качества и составляют карту дефектов, на которой указывают размеры, местоположение и характер пороков стекла.

Технологические дефекты

К технологическим дефектам оптических стёкол относят камни, пузыри, мошку, дымки, свили и напряжения.

  • Камни представляют собой мелкие непрозрачные частицы, отделившиеся от горшка во время варки стекла, или нерасплавившиеся частицы шихты. Небольшое количество и малые размеры камней, если они не находятся в фокальной плоскости или вблизи нее, на качество изображения не влияют, так как задерживают лишь незначительную часть проходящего через стекло света.
  • Пузыри образуются в процессе варки стекла ввиду выделения газов составными частями шихты, вступающими в реакцию. Практически неизбежны при изготовлении стекла. Пузыри вызывают светорассеяние и некоторую потерю яркости изображения, так как лучи света, преломляясь на поверхностях пузырей под значительно бо́льшими углами, чем на остальной площади линзы, почти полностью поглощаются внутренними поверхностями камеры и оправы объектива.
  • Мо́шка представляет собой большое скопление в массе стекла мельчайших пузырей, занимающих значительную часть его объёма. Мошка вызывает рассеяние большого количества проходящего через стекло света.
  • Дымки́ имеют вид паутины или легкой волнистой дымки в среде стекла. Происходят в основном от спекания складок, образующихся в процессе прессовки, а также при спекании ранее не замеченных трещин.
  • Сви́ли наблюдаются в массе стекла в виде прозрачных полосок или нитей вследствие неодинакового показателя преломления массы стекла. Представление о свиле может дать сравнение с каплей насыщенного сахарного раствора, введённой в стакан с водой. При растворении капля раствора будет образовывать в воде хорошо заметный след в виде волнистых полос и нитей.
  • Напряже́ния возникают вследствие неоднородности стекла, вызываемой, как правило, его неравномерным охлаждением в процессе изготовления. Механически напряжённое состояние стекла вызывает так называемое двойное лучепреломление. В обычных условиях двойное лучепреломление незаметно на глаз, и определяется проверкой стекол при помощи специального прибора — полярископа. Непосредственно в оптических деталях напряжения (и соответствующее двойное лучепреломление) могут возникать под действием собственной массы детали, или давления на стекло при закреплении его в оправах.

Для оптических стёкол установлены категории и классы по качеству (ГОСТ 23136-93). То есть весь спектр дефектов разбит на диапазоны (по их количеству, размеру, форме) в которые должны входить марки стёкол. Для бесцветного оптического стекла существуют нормы ГОСТ 3514-94 (ранее ГОСТ 3514-76). Для цветного оптического стекла — ГОСТ 9411-91 (ранее ГОСТ 9411-76).

Поскольку оптическое стекло изготавливается для конкретных целей, то нормируются не только наличие дефектов, но и отклонения оптических показателей от нормы. Выбирать стекло для своих нужд легче, если заранее определить критерии качества.

Обработка

Обычно, руководствуясь картой дефектов, заготовку распиливают алмазными пилами на более мелкие прямоугольные или вырезают из нее цилиндры с помощью круговых пил. Получающимся заготовкам стараются придать форму, максимально приближенную к форме будущего оптического изделия с небольшим запасом. Также достаточно часто прямоугольные заготовки нагревают до состояния пластической деформации и прессованием получают из них изделия формы, близкой к требуемой. Затем эти заготовки закрепляют в блоки (как правило, из гипса) и шлифуют. Шлифование включает в себя несколько стадий; на каждой из последующей используют все более мелкие абразивные зерна. После каждой стадии шлифования стекло промывают. После того, как стекло отшлифовано, заготовку полируют и затем контролируют его форму (фигуру). Полирование стекла является длительным физико-химическим процессом, который длится до 3-х суток. После полирования получается готовая рабочая поверхность изделия, готовая к использованию. Эту поверхность защищают, извлекают заготовку из блока и вновь собирают блок, но заготовки крепят другой стороной кверху и аналогично шлифуют и полируют другие рабочие поверхности.

Просветление оптики

После полирования производится контроль качества поверхности стекла и затем для улучшения характеристик изделия может быть произведено просветление оптики путем нанесения тонких прозрачных плёнок, как правило, диэлектрических. Эти плёнки улучшают оптические характеристики и могут улучшать механические, например, защищать стекло от помутнения при длительном нахождении во влажной атмосфере.

История

Одни из первых серьёзных попыток получения оптического стекла, то есть стекла достаточной химической и физической однородности, и обладающего специфическими оптическими свойствами, можно отнести к XVII веку. Так, в труде немецкого химика Кункеля (Johannes Kunckel) «Ars vitraria experimentalis» (1689 г.) упоминается о борной и фосфорной кислотах, как компонентах стекла, и о боросиликатном кроне, близком по составу к некоторым современным сортам. В 1663 г. в патенте англичанина Тильсона упоминается о введении окиси свинца в «флинт-глас», а в XVIII веке это стекло начинают применять для изготовления ахроматических линз сперва Честер Мур Холл (1729 г.), а затем, и с бо́льшим успехом, Питер Доллонд (1758 г.).

Началом промышленного производства оптического стекла можно считать результат многолетней работы швейцарца Гинана, которому, совместно с Фраунгофером, удалось внедрить на заводе Утцшнайдера в Бенедиктбойерне (Бавария) более или менее надёжный способ получения хорошего оптического стекла в горшках емкостью до 400 кг. Ключом к успеху был изобретённый Гинаном приём механического перемешивания расплава во время варки, круговыми движениями глиняного стержня, вертикально опущенного в стекло. В 1811 году, Гинаном и Фраунгофером, было запущено в производство два сорта оптического стекла: крон (72 % SiO2, 18 % K2O, 10 % CaO) и флинт (45 % SiO2, 12 %K2O, 43 % PbO)

Разработанный технологический процесс позволял изготавливать вполне удовлетворительные линзы диаметром до 200—250 мм. Однако сортамент оптических стёкол выпускаемых стекольными заводами в первой половине XIX века был практически ограничен двумя его типами.

Во второй половине XIX века немецкий химик Отто Шотт осуществляет, по предложению Эрнста Аббе, фундаментальное исследование влияния на свойства стекла различных компонентов, а в 1884 г. О. Шотт и Э. Аббе и К. Цейсс основывают в Йене завод начавший выпуск разнообразных сортов оптического стекла.

См. также

Литература

  • И. Я. Бубис и др., под общ. ред. С. М. Кузнецова и М. А. Окатова, Справочник технолога оптика. Л. Машиностроение. 1983
  • Волосов Д. С. Фотографическая оптика. М., «Искусство», 1971.
  • Кулагин, С. В. Оптическое стекло // Фотокинотехника: Энциклопедия / Главный редактор Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981.
  • Качалов Н. Стекло. Издательство АН СССР. Москва. 1959
  • Н. Н. Качалов и В. Г. Воано. Основы производства оптического стекла. Л. ОНТИ-Химтеорет, 1936
  • Краткий фотографический справочник. Под общей редакцией д.т. н. Пуськова В. В., изд. 2-е, М., Искусство, 1953.
  • Яштолд-Говорко В. А. Фотосъёмка и обработка. Съемка, формулы, термины, рецепты. Изд. 4-е, сокр. М., «Искусство», 1977.
  • ГОСТ 23136-93 — Материалы Оптические — Параметры
  • ГОСТ 3514-94 — Стекло Оптическое Бесцветное — Технические условия
  • ГОСТ 9411-91 — Стекло Оптическое Цветное — Технические условия

Ссылки

Основные характеристики и особенности производства оптического стекла

 

Оптическое стекло имеет абсолютно однородный состав и определенные оптические константы. Предназначено для изготовления разнообразных оптических деталей. Именно тем, что оптическое стекло однородно и имеет одинаковые физические свойства в любом направлении, оно отличается от технического. Каждый сорт оптического стекла имеет свои константы, то есть показатели преломления для каждой волны в пределах того или иного спектрального участка.


В зависимости от того, для какой детали предназначается оптическое стекло (линза), эти константы максимально тщательно выдерживаются, все технические параметры производства соблюдаются с малейшей точностью, в противном случае качество детали будет предельно низким или вовсе не соответствовать назначению.

Характеристики и показатели


Из основных характеристик оптического стекла стоит отметить:

 

  • •    показатель преломления;
  • •    дисперсия

 


Показатели преломления оптических стекол можно посмотреть в специальных каталогах, если говорить о кратком обозначении показателя преломления, то чаще всего указывают показатель преломления n D. коэффициент дисперсии ν: ν = n D -1/(n F -n C). Исходя из этой формулы, стоит обозначить то, что чем ниже показатель ν, тем дисперсия выше. И соответственно, чем ν выше, тем дисперсия ниже. По дисперсии различают и сорта стекол. При ν более 50, тип оптического стекла именуется кронами, менее 50 — флинтами.


Кроме всего прочего все показатели таких стекол можно ужесточить. То есть, не существует стекла с показателем преломления больше 1,93 и меньше 1,45. Коэффициент дисперсии не может быть более 71 и менее 19. В случае если требуются константы, которые не укладываются в выше обозначенные рамки, применяются особые кристаллы, например, флюориты.

Просветление


Просветление оптических стекол необходимо, так как светосила разных видов стекол по характеристикам может являться не совсем точной. Основано оно явлении физической оптики — интерференции. При этом наносятся специальные диэлектрические пленки. Просветление положительно влияет на качество стекла, особенно это актуально для оптики, которая используется в фотообъективах и другой подобной технике. Также такая технология оптического стекла способствует хорошей защите от физического и механического воздействия.

Свойства и разновидности


По своим оптическим свойствам стекло обязательно должно обладать высоким уровнем прозрачности, в нем не должно быть каких-либо искусственных внутренних дефектов — пузырьков воздуха, трещин, свилей, камней и прочего. Оптическая плотность стекла (мера его прозрачности) должна быть высокой и соответствовать всем необходимым нормам.

 

Оптическое стекло может быть цветным и прозрачным. Бесцветное пользуется большей популярностью, его наиболее часто используют для производства разных оптических систем:

 

  • •    линз;
  • •    пластинок;
  • •    деталей для наблюдательных систем;
  • •    деталей для измерительных приборов.


Это далеко не весь перечень вещей, в которых может быть использовано оптическое бесцветное стекло. Для изготовления светофильтров используют цветное оптическое стекло. Чаще всего выпускается в виде заготовок и оптических деталей. Цветное стекло может быть

 

  • •    желтым;
  • •    оранжевым;
  • •    красным;
  • •    инфракрасным.

 


Особо стоит отметить оптическое кварцевое стекло. Его основной состав — кремнезем, благодаря этому материалу стекло не деформируется и не растрескивается даже при резких перепадах больших температур. Изготавливают из него сувениры, смотровые стекла, трубы и стержни. Всего различают два вида этого продукта: прозрачное и непрозрачное.

 

 

Оборудование и аппаратура из такого вида стекла имеет огромную ценность в атомной энергетике, химической промышленности, авиации, радиоэлектронике. Благодаря своим уникальным свойствам, практичности и прочности предметы, изготовленные из кварцевого стекла, заняли лидирующее место в приборостроении и строительстве космической техники.

 

 

 

Стоит отметить, что на каждый тип оптического стекла имеется свой гост. Для каждого типа установлена определенная категория и класс, для цветного стекла и бесцветного она своя. Поэтому если необходимо приобрести качественный продукт, то обязательно следует обращать внимание и учитывать все эти характеристики и параметры. Если вы заранее определитесь для чего именно вам необходимо стекло и какого качества оно должно быть, выбрать тот или иной тип данного материала будет значительно проще.

Особенности производства


Производство такого стекла процесс непростой. Для его изготовления необходима высокая температура и специальное оборудование. Варят его в специальных емкостях при температуре минимум 1500 градусов Цельсия. Сам процесс занимает не менее суток. После варки емкости извлекаются из печи и подвергаются медленному охлаждению (7-8 дней).


После того как материал остынет, его тщательно сортируют по размерам и отправляют на доработку. Даже после этого процесс не завершается, ведь заготовки потом подвергают нагреванию (до 500 градусов) и опять медленно охлаждают. Затем полученное стекло подвергается тщательному осмотру для выявления возможных дефектов и трещин.


Окончательный этап производства — шлифование и полирование. Последний процесс занимает немалое количество времени, примерно около 3-х суток. Только после этого получается уже готовая поверхность, которая полностью готова к использованию и производству деталей.

Описание свойств и особенностей оптического стекла марки К8.

ООО «Завод оптических изделий» осуществляет производство оптики из стекла марки К8

Рабочий диапазон данного вида оптических материалов составляет от 365 нм до 1.8 — 2 микрон. Стекло К8 обладает высокой устойчивостью к воздействию углекислоты. Также данный материал имеет высокую степень однородности. Вышеперечисленные параметры позволяют применять этот вид оптического стекла для лазерной техники, работающей в инфракрасном и видимом диапазоне.

Характеристики оптического материала К8

ПАРАМЕТРЗНАЧЕНИЕ
ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Показатель преломленияnd=1.51680; nе=1.51872
Постоянная АббеАd = 64.17; Аe = 63.96
Средняя дисперсияnF – nC = 0.008054
nF’ — nC’ = 0.008110
Класс пузырности0
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Климатическая стойкость2
Стойкость к травлению0
Стойкость к кислотам1
Стойкость к фосфатам2.3
Стойкость к щелочам2.0
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Плотность2.51 г/см3
Температура фазового превращения557° C
Температура стекла при вязкости 1013 дПа•с557° C
Температура стекла при вязкости 107. 6 дПа•с719° C
Коэффициент теплопроводности1.114 Вт/(м K)
Коэффициент термического расширения7.1 х 10-6/K в диапазоне -30° … +70° C
8.3 х 10-6/K в диапазоне 20° … 300° C
Твердость по Кнупу (0.1/20)610
Удельная теплоемкость0.858 Дж/(г K)
Модуль Юнга, E82 х 103 Н/мм2
Коэффициент оптической чувствительности по напряжениям2.77 x 10-6 мм2/Н
Коэффициент Пуассона0.206

ООО «Завод оптических изделий» изготавливает из стекла марки К8 следующие изделия:

  • оптические заготовки,
  • плоскопараллельные пластины,
  • линзы плосковыпуклые,
  • линзы двояковыпуклые,
  • линзы двояковогнутые,
  • линзы цилиндрические,
  • оптические клинья,
  • мениски,
  • призмы прямоугольные,
  • призмы дисперсионные,
  • пентапризмы,
  • уголковые отражатели,
  • и другие изделия по чертежам и спецификации заказчика.
Другие материалы:

Особенности изготовления и применения оптического стекла

В зависимости от материала изготовления оптические стекла бывают неорганическими, органическими и минералоорганическими. Каждый вид оптического стекла имеет свои константы – показатели преломления волн в пределах одного спектрального участка.

В целом оптическое стекло – это материал с однородной структурой и определенными физическими константами. Основные характеристики материала – это дисперсия и показатель преломления. Применение оптического стекла затрагивает разные сферы. Преимущественно это изготовление линз, призм, кювет, отдельных элементов для оборудования.

По оптическим свойствам такое стекло должно отличаться высоким уровнем прозрачности, не содержать вкраплений, свилей, трещин и пузырьков воздуха. Оптическая плотность стекла, которая определяет его прозрачность, должна быть высокой и находиться в соответствии с принятыми нормами.

Технология изготовления оптических стекол

Рассмотрим, как делают оптическое стекло в условиях современного производства. По технологии производственный процесс происходит аналогично изготовлению листового стекла, при высоких температурах на специальном оборудовании. Смесь варят в емкостях при температуре выше 1500 градусов. Процесс занимает более суток, после того, как смесь готова, ее извлекают из печи и медленно охлаждают, что может занять до 8 дней.

Когда материал остыл, его сортируют по размерам и отправляют на доработку. Готовые детали из стекла производят из заготовок или прессованных плиток. Заготовки могут нагревать повторно до 500 градусов и медленно охлаждать. Готовое стекло проходит тщательный контроль на предмет выявления дефектов и трещин. После этого следует заключительный производственный этап – шлифовка и полировка изделия. На это требуется около трех дней.

Какие есть типы оптического стекла

Выделяют прозрачные оптические стекла и цветные – оранжевые, красные, желтые, инфракрасные. Бесцветные стекла используют при изготовлении линз, деталей для измерительных приборов и наблюдательных систем, пластинок.
Чтобы получить неорганические цветные стекла, в белое стекло при варке вводят вещества с содержанием селена, меди или золота. К числу неорганических относится также кварцевое стекло — материал, содержащий в составе кремнезем, благодаря которому повышается стойкость к деформациям и образованию трещин. Из прозрачного и непрозрачного кварцевого стекла изготавливают сувениры, смотровые стекла, трубы, различное оборудование для приборостроения.

Определение вида и силы оптического стекла

На практике офтальмологу часто приходится определять оптическую силу очков. Для этого имеются специальные приборы – диоптриметры.

Диоптриметр

Достаточную точность обеспечивает также метод нейтрализации: необходимо передвигать ис­следуемое стекло перед глазом, рассматривая через него какой-либо неподвижный предмет. При этом можно заметить кажущееся перемещение предмета. Если пред­мет смещается в сторону перемещения стекла, то стекло рассеивающее, а если в противоположную – собирательное. Затем к исследуемой линзе приставляют стек­ла с обратным знаком и, постепенно увеличивая их силу, отмечают момент, когда при движении стекла предмет перестанет смещаться, т. е. наступит нейтрализация исследуемой линзы. Сила ее будет равна силе контрольной линзы, но с противопо­ложным знаком.

Аккомодация

Из изложенного выше следует, что клиническая рефракция глаза является таким статическим физическим соотношением между его преломляющим аппаратом и длиной анатомической оси, которое обеспечивает четкое видение предметов в даль­нейшей точке ясного видения. Однако для жизнедеятельности человека необходимо ясное видение предметов на различном расстоянии. Необходима динамическая реф­ракция. Это осуществляется с помощью особого физиологического механизма, называемого аккомодацией(от лат.: accomodatio – приспособление) – способностью глаза усилить рефракцию, чтобы фокусировать изображение рассматриваемых предметов на сетчатке независимо от расстояния, на котором находится предмет. В глазу человека (у животных этот ме­ханизм может происходить иначе) аккомодация осуществляется за счет изменения кривизны хрусталика, следствием чего является изменение преломляющей способ­ности глаза. В процессе аккомодации участвуют два компонента: активный – со­кращение цилиарной мышцы и пассивный, обусловленный эластичностью хруста­лика.

Механизм аккомодации по Г. Гельмгольцу

При сокращении волокон рес­ничной мышцы происходит рас­слабление связки, к которой под­вешен заключенный в капсулу хрусталик. Ослабление натяже­ния волокон этой связки умень­шает степень натяжения капсулы хрусталика. При этом хрусталик вследствие своей эластичности приобретает более выпу­клую форму, в результате преломляющая сила его увеличивается и на сетчатке фо­кусируется изображение близко расположенных предметов. При расслаблении аккомодативной мышцы происходит обратный процесс, дезаккомодация (рисунок 4.10).

Рис. 4.10 – Механизм аккомодации

При аккомодации в глазу происходят следующие изменения. Хрусталик ме­няет свою форму неравномерно: передняя его поверхность, особенно централь­ная противозрачковая часть, изменяется сильнее, чем задняя. Глубина передней камеры уменьшается вследствие приближения хрусталика к роговице. Зрачок су­живается в связи с общей иннервацией ресничной мышцы и сфинктера зрачка от парасимпатической ветви глазодвигательного нерва. Диафрагмирующий эффект суженного зрачка, со своей стороны, увеличивает четкость изображения близких предметов.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДА И СИЛЫ ОПТИЧЕСКОГО СТЕКЛА

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 32Следующая ⇒

На практике офтальмологу часто приходится определять оптическую силу очков. Для этого имеются специальные приборы — диоптри-метры, но достаточную точность обеспечивает метод нейт­рализации: необходимо передвигать исследуемое стекло близ­ко перед глазом, рассматривая через него какой-либо неподвижный предмет.лазодвигательного

нерва. Диафрагмирующий эффект суженного зрачка, со своей стороны,

"увеличивает четкость изображения близких предметов.

Имеются данные о двойной иннервации ресничной мышцы, т. е. об

участии в ее иннервации и волокон симпатического нерва. При этом возбуждение глазодвигательного нерва вызывает сокращение воло­кон ресничной мышцы и соответ­ственно увеличение преломляющей силы, необходимое для установки глаза на близкое расстояние, а. во-


 
 

збуждение симпатического нерва — сокращение радиальных волокон, обуславливающее противоположный эффект, т. е. ослабление рефра­кции и установку глаза на отдаленные предметы.

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КЛИНИЧЕСКОЙ РЕФРАКЦИИ

В практической деятельности используют различные субъективные и объективные методы определения рефракции глаза.с указанием главных меридианов и их рефракции, например; \ ' vSl?

8. После полного исследования производят запись резудыатов: указывают по порядку остроту зрения без коррекции, вид и степень аномалии рефракции, затем остроту зрения с коррекцией. Например:

vis..od = 0,1 с кор. — 1,0 дптр ■= 1,0 R = М 1,0 дптр, vis. os = 0,6 с кор. + 2,0 дптр — 1,0 R = Н 2,0 дптр.

Здесь острота зрения правого глаза без коррекции равна 0,1, его ре­фракция — миопия 1,0 дптр, острота зрения с коррекцией равна 1,0. Острота зрения левого глаза без коррекции равна 0,6, рефракция — гиперметропия 2,0 дптр, острота зрения с коррекцией равна 1,0.

Объективные методы определения рефракции

Скиаскопия1, или теневая проба, — наиболее распро­страненный в нашей стране, простой, испытанный и достаточно точный метод определения клинической рефракции глаза. Сущность скиаскопии заключается в объективном определении дальнейшей точки ясного зрения по характерному изменению освещенности зрачка при качательных движениях офтальмоскопа во время осмотра глаза

проходящим светом (рис. 90, 91)'. Если при исследо­вании глаза проходя­щим светом медленно по­ворачивать офтальмоскоп вокруг вертикальной или горизонтальной оси, то яр­кость свечения зрачка ме­няется: с одного его края появляется затемнение, ко­торое при дальнейшем дви­жении зеркала распростра­няется на весь зрачок, и только при расположении зеркала офтальмоскопа в дальнейшей точке ясного зрения исследуемого глаза движения тени не наблюда­ется и зрачок или светится красным светом, или сразу темнеет. Направление дви­жения тени по зрачку зави­сит от формы офтальмо­скопического зеркала и его положения по отношению к дальнейшей точке ясного зрения исследуемого глаза. Скиаскопию обычно про­водят с расстояния 1 м, на • котором располагается дальнейшая точка ясного зрения миопа 1,0дптр., с помощью плоского скиа­скопического зеркала, ко­торое дает более отчетли­вое движение тени. Если при исследовании тень в области зрачка движется в направлении движения ски-аскопа, то рефракция ис­следуемого глаза слабее, чем миопия 1,0 дптр, эмме-тропия или гиперметропия. При движении тени а ис­следуемом глазу в проти-

воположную сторону миопия оудет иольше i,v дшр. при мишши, усш-ной 1,0 дптр, движения тени не будет. Определив по движению тени ориентировочный вид рефракции, перед исследуемым глазом ставят линзы: при миопии меньше 1,0 дптр — положительные, при миопии больше 1,0 дптр— отрицательные. Для этого используют две


 
 

скиаскопические линейки: одну с набором положительных, другую — отрицательных линз. Постепенно усиливая оптическую силу линз, определяют, когда исчезает тень или движение ее становится неопределимым. Это означает, что с данным стеклом рефракция исследуемого глаза равна миопии 1,0дптр. Исходя из этого, можно вычислить истинную рефракцию, сложив — 1,0дптр с оптической силой корригирующей линзы. Так, если при скиаскопии тень исчезла при использовании стекла +1,0 дптр, то рефракция исследуемого глаза будет равна (- 1,0 дптр) +1,0 дптр = 0, т. е. это эмметропия. Если тень исчезла со етеклом -5,0 дптр, то (—1,0 дптр) +(-5,0 дптр) = = -6,0 дптр, т.е. имеется миопия 6,0 дптр. Наконец, если тень ис­чезла со стеклом +4,0 дптр, то (-1,0 дптр) + 4,0 дптр = +3,0 дптр, т. е. в этом случае будет гиперметропия 3,0 дптр.

Если при движении зеркала слева направо и сверху вниз тень исчезает при одинаковых оптических стеклах, то рефракция исследуемого глаза в горизонтальном и вертикальном меридианах одинакова. При наличии астигматизма данные будут различными и исследование проводят раздельно для каждого меридиана.

Следует отметить, что наиболее точные результаты скиаскопия дает после медикаментозной циклоплегии — паралича аккомодации. С этой целью проводят инсталляции 1% (детям до 6 лет 0,5%) раствора сульфата атропина 2 раза в день в течение 3—4 дней. Если при пов­торных определениях рефракции в этот период она не меняется, то мож­но считать, что достигнута циклоплегия. При разнице скиаскопиче­ских данных в 1,0 дптр. и больше атропинизацию продолжают до 7—10 дней. Если нет возможности провести такое многодневное исследование, можно применить дробную инсталляцию: закапывание раствора атропина по 1 капле 3 раза с интервалом 5 мин. У лиц старше 35—40 лет во избежание провокации скрыто протекающей глаукомы медикаментозную циклоплегию используют в крайних случаях и после предварительного измерения внутриглазного давления. Вместо цикло­плегии можно применить метод циклорелаксации. В основу его положено рефлекторное расслабление аккомодации, вызванное ухудшением зрения в связи с установкой в глазу искусственной миопии. Для этого обследуемому в пробную оправу вставляют собирательную линзу большей силы, чем предполагаемая гиперметропия, и предлагают смотреть через нее вдаль. Через 30 мин с интервалом 5—10 мин ставят более слабые собирательные линзы до получения максимально высокой остроты зрения. Наиболее сильное стекло, дающее наивысшую остроту зрения, характеризует в определенной мере рефракцию глаза при расслаблении аккомодации.

Рефрактометрия. Для объективного определения рефрак­ции предложено много специальных приборов — рефрактометров. Некоторые их модели (диоптрон, офтальметрон и др.) управляются миниатюрными компьютерами и после наведения прибора на глаз авто­матически измеряют клиническую рефракцию во всех меридианах, выдавая результаты в виде графика или рецепта на очки.

В нашей стране наиболее распространен рефрактометр Гартингера (рис. 92). Прибор позволяет проецировать на сетчатку через зрачок светящиеся марки в виде вертикальных и горизонталь-

ных полосок. Вертикальные полоски предназначены для определения рефракции, гори­зонтальные — для нахожде­ния главных меридианов ас­тигматизма. Расположение вертикальных полосок при ра­зличных видах рефракции ви­дно на рис. 93. При наличии аметропии вращением нака­танного кольца, расположен­ного вблизи от окуляра ре­фрактометра, необходимо сблизить вертикальные поло­ски, поместив их одна под другой (как при эмметропии), после чего по шкале прибора можно определить величину и вид рефракции исследуемого глаза. процессе аккомодации от состояния ее покоя до максимального напряжения называется объемом абсолютной аккомодации. Его определяют для каждого глаза, выраЖаютв диоптриях и вычисляют по формуле А =Р — (±/?), где Л — объем аккомодации; Р nR — клиническая рефракция при фиксации глаза соответственно в ближайшей и дальнейшей точках ясного зрения.


 
 

Рис. 94. Офтальмометрия. Рис. 95. Определение положения ближайшей

точки ясного зрения

Определение дальнейшей точки ясного зрения (R) проводят одним из методов исследования рефракции глаза при медикаментозном рассла­блении аккомодации.

Положение ближайшей точки ясного зрения (Р) находят путем измерения наименьшего расстояния, на котором обследуемый может читать мелкий печатный текст (обычно шрифт № 4 таблицы исследова­ния зрения вблизи) (рис. 95). Чтобы выразить это расстояние в диоптриях, делят 100 см на полученную величину. = 10,0 дптр. Объем абсолютной аккомодации равен:

для эмметропии А=10,0 дптр-0=10,0 дптр,

для -миопии А =10,0 дптр-(+3,0 дптр) = 7,0 дптр,

для гиперметропии А = 10,0 дптр-(-3,0 дптр) = 13,0 дптр.

Таким образом, при зрении на близком расстоянии для миопа требу­ется наименьшее, а для гиперметропа — наибольшее напряжение аккомодации.

Относительная аккомодация. Аккомодация каждого глаза в отдельности называется абсолютной. Однако "в~ боль­шинстве случаев зрение совершается бинокулярно—обоими глазами. В этом случае перемещение точки ясного зрения из бесконечности, когда зрительные оси обоих глаз параллельны, на какое-то конечное расстояние должно сопровождаться пересечением зрительных осей в этой точке. Для этого необходимо изменение положения глазных яблок, сведение их внутрь — конвергенция. Чем ближе к глазу точка ясного зрения, тем больший нужен объем аккомодации, тем сильнее должна быть конвергенция. Таким образом, степень конвергенции осей глазных яблок соответствует степени напряжения аккомодации. Эмметропиче-ский глаз конвергирует к точке, находящейся в 1 м от глаза, затрачивая

1,0 дптр аккомодации; если же эта точка перемещается на расстояние 33 см от глаза, то необходима аккомодация 3,0 дптр.

Аккомодация глаз при определенной конвергенции зрительных осей называется относительной аккомодацией. Устано­влено, что относительная аккомодация всегда меньше абсолютной, что связано с некоторым""удлинением анатомической оси глаза при конвергенции в связи с давлением на глаз наружных мышц, возникающим при конвергенции зрительных осей.

Различают положительную и отрицательную части относительной аккомодации. Отрицательная часть — это та величина относительной аккомодации, которая затрачивается при зрительной работе глаза в данный момент. Положительную часть относительной аккомодации составляет оставшийся запас аккомода-тивной способности глаза. Чем слабее рефракция и чем сильнее конвергенция, тем больше отрицательная часть относительной аккомо­дации; чем сильнее рефракция и меньше конвергенция, тем больше будет ее положительная часть.

Определение относительной аккомодации и составляющих ее частей осуществляют путем подбора самого сильного собирательного и самого сильного рассеивающего стекол, которые не нарушают ясности зрения в данной точке, т. е. при одной и той же сте­пени конвергенции. При этом аккомодация, определенная собира­тельным стеклом, будет отрицательной частью, а определенная рассеивающим стеклом — положительной частью относительной аккомодации. Определение относительной аккомодации и ее частей имеет большое практическое значение. Для длительной зрительной работы на близком расстоянии (что бывает необходимо при многих профессиях) необходимо, чтобы положительная часть относительной аккомодации была примерно в 2 раза больше отрицательной ее части. В противном случае наступает утомление ресничной мышцы, что проявляется неприятным чувством «усталости» в глазах и ухудшением зрительной функции: рассматриваемые детали расплываются, слива­ются, вследствие чего приходится прерывать работу. При подборе очков (о чем будет подробнее сказано ниже) необходимо учитывать соотношение положительной и отрицательной частей аккомодации.аюсомодахивнойспо­
собности глаза и.в.... результате к отдалению ближайшей точки ясного

зрения. Это явление называется п р ес б и о п_и е"й'. Хотя инволюци­онные процессы в хрусталике начинаются еще в детском возрасте, они становятся практически ощутимыми в виде ухудшения зрительной


 
 
Рис. 96. Кривая возрастного изменения объема аккомодации в эмметропическом глазу по Дондерсу. По оси абсцисс — возраст; по оси ординат: слева — объем аккомодации в диоптриях, спра­ва — положение ближайшей точки ясного зре­ния в сантиметрах.

функции на близких расстояниях к 40—45 годам. В это время бли­жайшая точка ясного зрения отод­вигается дальше того расстояния, на котором человек читает, пишет t выполняет другие точные действия. Таким образом, пре_сбиопия_-ДПО-является клинически__имённо_отда-лением Ьлиж^ише^тддки__ясного зршйяТГВпервые это явление было изучено Дондерсом. Им же соста­влена графическая таблица (рис. 96), где ось абсцисс предста­вляет возрастные группы, а ось ординат — положение ближайшей точки ясного зрения. Возрастное уменьшение _ объема аккомодации имеет вид правильной кривой. Око­ло 65 лет аккомодативная спосо­бность глаза приближается к нулю и ближайшая точка ясного зрения отодвигается в бесконечность.

В более позднем возрасте из-за уплощения отвердевшего хрусталика может произойти ослабление прежней рефракции глаза, например эмметропия сменится гиперметропией небольшой степени. На рис. 96 показано, что в этом возрасте кривая аккомодации опускается ниже нулевой линии.

Возрастное изменение аккомодации проявляется обычно после 40 лет отдалением ближайшей точки jicHora зрения, а в связи с этим—ухуд­шением зрения на близком"расстоянии. Лечение сводится к назначению очков для работы вблизи. Сила прописываемых очков зависит от рефракции глаза обследуемого, его возраста и рабочего расстояния.

При подборе очков для чтения и других видов работ на расстоянии 30—33 см придерживаются следующей схемы (табл.________ ,_____________________ .-------------------------------------------------

Е, дптр Н М

40 1,0 К силе стекол для Из силы стекол для

45 1,5 соответствующего соответствующего

50 2,0 возраста прибавляют возраста вычитают

55 2,5 степень гиперметропии степень миопии

60 3,0

65 и старше 3,5

__________ I__________ I____ :____________________ I-------------------------------------

слесари, музыканты и т. п.) сила прописываемых очков уменьшается на 1,0—1,5 дптр. Соответственно при этих профессиях позднее возникает необходимость в очках.

При -аметропии с явлениями пресбиопии назначают бифокальные линзы (рис. 97), в которых верхняя часть стекла корригирует зрение вдаль, а нижняя — для близкого расстояния.

Сходную с пресбиопией клиническую картину дают парез и паралич аккомодации, возникающие при поражении пара-симпатической части глазодвигательного нерва всл"едствие_за^леваш1я, травмы, отравления или медйкамёетозногоПвоздействия.

рефракции в сочетании с общеукрепляющим лечением. Если этого недостаточно, то можно применить комплекс плеопто-ортоптических упражнений.

©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.

Как создают стекло для телескопов. Репортаж с завода оптического стекла

Михаил Гулюгин, начальник бюро варки оптического стекла:

— Оптическое стекло занимает определенную нишу в производстве всех стекол вообще, и очень важную, потому что без производства оптического стекла, без изделий, в которых оно применяется, у нас не обходится практически ни одно производство. В частности, вся телевизионная аппаратура, фотоаппаратура, компьютерная техника — везде используются элементы с применением оптического стекла.

В отличие от обычного стекла, которое широко применяется у нас в строительстве, в быту, оптическое стекло обладает рядом специфических требований для своих свойств. Оно имеет высокое пропускание, высокие требования по качеству стекла, то есть отсутствие каких-либо посторонних включений, которые могут повлиять на изображения, получаемые нами из изделий оптического стекла. Сам процесс производства всех стекол вообще (и оптического стекла в том числе) начинается не в данном цехе, а далеко отсюда. Он начинается еще на месторождениях, где добываются исходные материалы, из которых мы потом получаем стекло. В производстве оптического стекла используется наиболее чистый компонент, минерал, который содержит оксид кремния. Это жильный кварц. В дальнейшем он проходит переработку, и мы получаем либо кварцевую крупку, либо кварцевую муку. Мы можем получать уже готовый такой материал (в виде кварцевой крупки или кварцевой муки). Кроме кварцсодержащего сырья используются другие материалы. Например, это может быть сода (карбонат натрия). Это могут быть углекислые соли, такие как карбонат кальция, мел. Может быть карбонат магния и другие компоненты. Также материалы, содержащие оксид алюминия (Al2О3), глинозем и так далее. Но в производстве оптического стекла используются, как правило, особо чистые материалы — высокой чистоты. Исходная смесь этих сырьевых материалов называется «шихта». Вот из этой шихты впоследствии мы получаем стекло.

Варка совершается в горшковых газовых печах периодического действия. Само по себе название («горшковые» и «газовые») уже о многом говорит. «Горшковая» значит, что варка происходит в горшке. Ну, горшок на самом деле довольно большой, объемом в 500 или 700 литров, изготовленный из специального огнеупорного материала — шамота. Он помещается в стекловаренную печь, обогреваемую природным газом. Температура в печи достигает 1550 градусов. Помимо исходных материалов, о которых я говорил, при варке оптических стекол в довольно большом количестве добавляется так называемый бой. Это хорошее однородное стекло, оставшееся от переработки ранее полученных стекол. Эти бои необходимы для того, чтобы уменьшить расход, — скажем, перейти к безотходному производству. Первоначально засыпают бои для того, чтобы провести обмазку горшка, защитив его от действия шихты, которая в дальнейшем плавится в этом горшке. Потом засыпают шихту. Как правило, шихту засыпают до определенного уровня в горшок, потом добавляют сверху бои. Эта смесь должна расплавиться. Она расплавляется, занимает часть горшка, и после того, как она расплавилась, в горшок снова добавляют шихту и бои. Этот процесс продолжается до тех пор, пока горшок полностью не будет наполнен силикатным или стеклообразным расплавом. Это еще не стекло. Это просто расплав.

Дальше идет процесс осветления и гомогенизации. Он происходит при более высокой температуре. После того как мы выдержали все процессы (т.е. осветлили и гомогенизировали стекло), мы отбираем пробу и смотрим качество стекла. Что именно мы смотрим? Осветление, наличие пузырей, какие оптические константы наличествуют — в частности, показатели преломления. Соответствует оно или нет? Если это стекло соответствует всем требованиям, происходит так называемое «закрытие варки», и наш горшок в печи вместе со стекломассой медленно, в определенном режиме остывает до температуры, когда можно будет его извлечь из печи и отлить в форму. Если температура будет выше, стекло будет жидкое. Когда будем выливать, оно у нас будет литься, как вода, и в результате мы получим так называемый «брак» в виде свили, чего допускать нельзя. Если оно будет густое, то мы не сможем просто вылить. Технологически это все температуры, все время определены — и теоретически, и экспериментально. Для каждой марки стекла эти режимы индивидуальны. А марок, как я вам уже сказал, у нас порядка двухсот. Видите, какие сложные все эти процессы?

Далее, когда стекло у нас готово, для того чтобы его извлечь из печи, мы поднимаем устройство мешалки. Мешалка извлекается из горшка. Подходит шаржирный кран. После того как мы поднимаем заслонку, заходит шаржирный кран и захватывает клещами горшок со стеклом — и выходит из печи. Снимают стяжку. Стяжка — это верхний слой стекла, который при остывании будет холодным. Как у всего, что остывает и имеет большую емкость, снаружи — холодные слои, а внутри — горячие. Чтобы были слои однородные по температуре, снимают эту верхнюю холодную стяжку. Плюс к тому в этом слое могут быть какие-нибудь включения. Может быть, чуть-чуть пузырь на поверхности плавает; как бы очищают стекломассу. И дальше направляется на отлив.

Он производится в форму. Формы бывают различные: она может быть квадратной, прямоугольной. Высота формы тоже различная, в зависимости от заказчика. Например, обычно это 140—150 мм (до 200 мм). Для окон радиационно-биологической защиты необходима большая толщина. То есть форма поменьше, но более толстая.

Итак, шаржирный кран с горшком подходит к форме, устанавливается на определенном уровне, переворачивается — и стекло выливается в форму. Форма предварительно подогретая. После этого горшок снова ставится в печь. И такой процесс варки и отлива в горшке — в зависимости опять же от состава, от агрессивности того стекла, которое мы варим, — может достигать 12 раз. Может быть и меньше.

Михаил Гулюгин, начальник бюро варки оптического стекла:

— После того как мы отлили стекло в форму, оно у нас остывает. Но если мы оставим это стекло просто остывать на воздухе до температуры окружающей среды, то, к сожалению, мы не получим готовое изделие. В процессе остывания в слоях стекла возникнут напряжения, которые приведут к его самопроизвольному разрушению. Стекло может просто растрескаться, разбиться на небольшие куски, с которыми мы уже ничего не можем получить. Этот эффект присущ не только для оптического стекла. Возникновение внутренних напряжений при остывании характерно для всех стекол.

Для того чтобы стекло у нас не разрушалось, мы проводим специальную термическую обработку. Это, скажем, охлаждение по определенному режиму. Оно позволяет нам снять напряжение, которое может возникнуть в стекле и в результате получить на выходе блок, из которого мы можем что-то сделать, в дальнейшем отправить на переработку и получить изделие. Это процесс специального направленного охлаждения, который называется «отжигом», и может для блоков занимать длительность две-три недели.

Есть еще процесс так называемого тонкого отжига. Дело в том, что каждое из тех стекол, которое мы варим, должно обладать определенными оптическими показателями. Как я уже упоминал, среди этих показателей — преломление, дисперсия и другие. Нам необходимо еще получить такой результат (так отжечь стекло, так его охладить), чтобы эти константы остались постоянными во времени. Структура должна достичь равновесного состояния — наиболее компактного для того, чтобы получить наиболее стабильные значения оптических констант. Таким образом, у нас происходит предварительный отжиг и оптический отжиг. Как я уже упоминал, предварительный отжиг может занимать и две, и три недели. А оптический отжиг может занимать месяц и дольше.

После того как мы отожгли, охладили наш блок до температуры окружающей среды, печь, в которой находился этот блок, поднимается. Мы извлекаем блок. Дальше происходит приемка этого блока ОТК (отделом технического контроля), отбираются образцы, проверяются все необходимые показатели. И после того, как выясняется, что наша заготовка соответствует требованиям, мы отправляем ее в дальнейшем в другие цеха, на другие участки для разделки и подготовки к обработке, чтобы получить из нее готовое изделие. Это может быть резка, шлифовка, полировка и так далее. Это делается в других цехах.

Видите, уголок у этого блока отбит? На первый взгляд, можно подумать, что это брак. На самом деле это операция, которая стандартизирована и необходима для того, чтобы определить свойства данного блока. Мы можем посмотреть на него, визуально оценить. Эта оценка делается в обязательном порядке. Проверяется наличие каких-либо включений — газовых, кристаллических и так далее. Но помимо того нам надо оценить такие оптические характеристики, как показатель преломления, дисперсию, пропускание, радиационную устойчивость и другие. Мы должны этот блок как-то охарактеризовать.

Как это можно сделать? Конечно, можно его взять, весь разрезать и распилить. А вдруг он у нас не подходит? Мы проведем какие-то дополнительные операции, которые пойдут нам в убыток. Все стекла, которые у нас выпускаются, соответствуют ГОСТу. Есть ГОСТ на оптическое стекло. Есть ОСТ на оптическое стекло. Все марки стекол выпускаются в соответствии с этими нормативными документами. Наше предприятие является единственным в Российской Федерации, выпускающим оптическое стекло, и входит в состав инновационного холдинга «Швабе».

 Анастасия Горшунова

Типы линз, покрытия линз, бифокальные очки и трифокальные очки

Очки сегодня являются модными аксессуарами, такими же стильными, как кошельки и ремни. Фактически, в наши дни вы найдете знакомые имена - Calvin Klein и Gucci, если назвать только два - на своих рамах. Так что не беспокойтесь, если контактные линзы беспокоят ваши глаза. Вместо этого выберите последние кадры, чтобы придать лицу свежий вид.

Какие типы линз доступны?

По мере развития технологий меняются и линзы. Раньше их делали исключительно из стекла.Сегодня большинство из них изготовлено из высокотехнологичного пластика. Эти новые легче, не так легко разбиваются, как стекло, и их можно обработать фильтром, который защищает глаза от вредного ультрафиолетового (УФ) света.

Следующие линзы легче, тоньше и устойчивее к царапинам, чем стеклянные или старые пластиковые типы.

Поликарбонат. Эти ударопрочные линзы - хороший выбор, если вы занимаетесь спортом, работаете там, где ваши очки могут легко повредиться, или если у вас есть дети, которые жестко относятся к своим характеристикам.Они также имеют встроенную защиту от ультрафиолета.

Тривекс. Они сделаны из нового пластика, похожего на линзы из поликарбоната. Они легкие, тонкие и ударопрочные. Они также могут улучшить зрение у некоторых людей.

Пластик с высоким индексом. Если вам нужен строгий рецепт, эти линзы легче и тоньше, чем супер-толстые олдскульные линзы, которые у вас, возможно, были в прошлом.

Асферический. Имеют разную степень кривизны.Это означает, что они могут быть более тонкими и плоскими, поэтому вы можете использовать гораздо большую часть поверхности.

Фотохромный. Солнечный свет меняет цвет с прозрачного на затемненный. Вам могут больше не понадобиться солнцезащитные очки, хотя они могут не темнеть в вашей машине, если лобовое стекло блокирует ультрафиолетовые лучи. Они могут быть как стеклянными, так и пластиковыми.

Поляризованные солнцезащитные очки. Эти линзы уменьшают блики от поверхности, такой как вода, поэтому они отлично подходят для занятий спортом и вождения. Но они могут затруднить просмотр жидкокристаллического дисплея на приборной панели вашего автомобиля.

Тип вашей проблемы со зрением будет определять форму ваших линз. Если у вас близорукость, вам понадобится вогнутая линза (изогнутая внутрь). Выпуклая линза (изогнутая наружу) поможет, если у вас дальновидность. Если у вас астигматизм, ваша роговица имеет неправильную форму, поэтому ваши линзы могут быть больше похожи на цилиндр. Проще говоря, линза - это инструмент, который вы используете для правильной фокусировки света на сетчатке.

Что такое мультифокальные линзы для очков?

Если вам за 40 или больше, у вас, вероятно, есть очки с мультифокальными линзами, например, бифокальные или трифокальные.У них есть два или более рецепта для исправления вашего зрения. Раньше вы могли заметить этот тип линз по линии между двумя секциями. Но современные продукты часто выглядят безупречно.

Бифокальные очки. Самый распространенный вид мультифокальных. Объектив разделен на две части. Верхняя часть помогает видеть вдаль. Нижняя половина предназначена для зрения вблизи. Обычно их назначают людям старше 40 лет, которые больше не могут хорошо сосредотачиваться. Это связано с пресбиопией - возрастным изменением, которое влияет на хрусталик глаза.

Трифокальные очки. Это бифокальные очки с третьей секцией. Он находится над бифокальной частью линзы. Вы смотрите сквозь него, чтобы увидеть объекты в пределах досягаемости, например, экран компьютера.

Существуют также линзы с прогрессивной разверткой и линзами , у которых нет линии, и они начинаются с вашего рецепта на расстояние вверху и постепенно переходят к вашему полному рецепту чтения в самом низу.

Если у вас есть вопросы о том, какой тип вам подходит, поговорите со своим окулистом.Они могут помочь вам выбрать тот, который лучше всего соответствует вашему образу жизни и потребностям.

Покрытия линз очков

Покрытий почти столько же, сколько линз.

Антибликовое. Он может помочь с бликами, отражениями, ореолами вокруг света и улучшить внешний вид.

Защита от царапин и ультрафиолета. Большинство современных линз имеют они встроенные.

Тонированные линзы. Иногда светлый или темный оттенок на линзе помогает лучше видеть.Желтый оттенок может усилить контраст. Серый оттенок ваших солнцезащитных очков не изменит цвет вещей. Легкий оттенок может скрыть признаки старения вокруг глаз.

Зеркальные покрытия. Это чисто для внешнего вида, но оно скрывает ваши глаза от посторонних глаз. Вы можете найти их в различных цветах, таких как серебро, золото и синий.

Советы по уходу за очками

Всегда храните их в чистом, сухом месте вдали от вещей, которые могут их поранить.

Очистите их водой и безворсовой тканью.Это избавит их от пятен и поможет вам лучше видеть.

Ежегодно посещайте врача для проверки рецепта. Регулярные осмотры глаз также помогают сохранить здоровье глаз.

Лучшие очки для круглого лица в 2021 году (мужские и женские)

Выбор очков, наиболее подходящих к форме вашего лица, - это субъективное мнение. Вы хотите, чтобы ваши очки дополняли ваши природные черты и отображали ваш индивидуальный стиль.

Только вы можете решить, в каких рамах вы собираетесь заниматься спортом. Однако есть несколько приемов, которые помогут вам в правильном выборе очков, будь то очки или солнечные очки.

В комплект верхней оправы для людей с круглым лицом входят:

  • Прямоугольные оправы
  • Квадратные оправы
  • Оправы «кошачий глаз»
  • Оправы Wayfarer
  • Крупногабаритные оправы
  • Авиаторы / навигаторы
  • Геометрические оправы

Действительно ли у меня круглое лицо?

Перед выбором оправы следует убедиться, что у вас действительно круглое лицо. Стоит отметить, что определение формы лица не является точной наукой.У немногих людей идеально «круглая», «квадратная» или «овальная» форма лица. У большинства людей есть элементы разного типа лица.

Лучший способ определить форму лица - это определить наиболее выдающиеся черты лица и сопоставить их с наиболее близкой формой лица. Обычно это челюсть, скулы и лоб.

Наиболее отчетливые элементы круглых граней:

  • Мягкие изгибы и плавные линии
  • Полные щеки
  • Скулы - самая широкая часть лица
  • Примерно одинаковой ширины от челюсти до лба
  • Округлый подбородок с небольшими углами

Квадратные лица и круглые лица имеют одинаковые пропорции: оба состоят из линий подбородка и лба одинаковой ширины.Однако круглые лица часто легче идентифицировать, чем лица других форм, из-за их кривых, мягких черт и отсутствия углов.

Выбирая очки, учитывайте форму лица. У круглых форм лица есть отличительные черты, которые могут быть выделены некоторыми типами оправ для очков.

Лучшие формы оправы для круглых лиц

Большинство людей с круглым лицом выбирают угловые оправы. Это необходимо для обеспечения контраста и баланса ваших более мягких и округлых черт.Люди с круглым лицом отлично смотрятся в жирной, толстой, полностью оправленной оправе с угловатыми линиями.

Вот лучшие формы солнцезащитных очков и оправ для круглых лиц:

Рамки прямоугольные и квадратные

Прямоугольные оправы помогают добавить углы, которые подчеркнут ваши черты лица - их форма и ширина работают, чтобы удлинить ваше лицо, делая его длиннее и тоньше. Как и прямоугольная оправа, квадратные очки добавляют баланс и углы мягким чертам круглого лица.Они также помогают вашему лицу казаться длиннее и тоньше. Они идеально подходят для многих круглых лиц.

Оправы кошачий глаз

Очки «кошачий глаз» - это модный выбор среди женщин с округлыми полными щеками. Поднятые вверх оправы, которые расширяются возле виска, создают приятный эффект «лифтинга», подчеркивая контур вашего лица и придавая ему красивый ретро- или винтажный вид. Большинство женщин с круглым лицом выбирают угловой стиль оправы и избегают округлых форм.

Оправы Wayfarer
Оправы

Wayfarer - классический выбор для очков или солнечных очков.Популярность этого образа значительно возросла с тех пор, как на сцене появился Ray-Ban, который снова сделал их модными. Оправы в стиле вайфарера лучше всего подходят для круглых лиц, когда у них более длинные дужки и плоская или минимально изогнутая линия надбровных дуг.

Рамки увеличенного размера

Рамки большего размера лучше всего подходят для круглых лиц. Мягкие элементы создают красивый холст для больших, ярких и ярких рамок, которые выражают ваш стиль и творческий потенциал.

Авиаторы / навигаторы

«Авиаторы» - один из самых популярных стилей солнцезащитных очков, которые становятся популярными даже в качестве очков по рецепту.Поскольку каплевидная форма подходит не всем с круглым лицом, мы рекомендуем использовать оправы с более угловатыми или квадратными формами, которые часто называют «навигаторами».

Геометрическая рамка

Геометрические рамки бывают всех форм и размеров. Шестиугольник и другие уникальные угловатые формы могут дать вам действительно стильный вид, который уравновешивается мягкой округлостью ваших черт.

Лучшие оправы для круглых лиц включают прямоугольные, квадратные, «кошачий глаз», оправы «вайфарер», негабаритные, «авиаторы» и геометрические оправы.

Самые популярные оправы для круглых лиц

Лучшие очки для мужчин с квадратной формой лица (нажмите, чтобы узнать цену)
Лучшие очки для женщин с квадратной формой лица (нажмите, чтобы узнать цену)

Рамки, которых следует избегать

Как правило, люди с круглым лицом предпочитают оправу, которая контрастирует с их чертами лица. Следующие типы кадров имеют противоположный эффект. Это не значит, что вы не можете их осуществить!

Вот рамки, которых обычно избегают люди с круглыми лицами:

Маленькие рамки

В то время как большие рамки добавляют структуру и длину, маленькие рамки увеличивают ширину круглых граней.Это не значит, что вам нужно покупать слишком большие оправы, но маленькие оправы и оправы без оправы могут не иметь желаемого эффекта.

Круглые и овальные рамки

Вместо того, чтобы обеспечивать контраст и баланс, круглые и овальные рамки могут фактически преувеличить округлость ваших черт лица.

Помните, что это просто набор рекомендаций, призванных помочь вам сориентироваться в большом количестве вариантов, которые у вас есть. Когда дело доходит до выбора очков, которые вам подходят, нет жестких правил. Выбирайте очки, в которых вам будет комфортно и комфортно.

Круглое лицо: часто задаваемые вопросы

Какие очки лучше всего смотрятся на круглом лице?

Стили очков, которые лучше всего смотрятся на круглом лице, включают квадратные, прямоугольные, «кошачий глаз», вайфареры, негабаритные, авиаторы, навигаторы и геометрические оправы.

Как выбрать очки для лица?
Подходят ли круглые очки круглому лицу?

Круглые очки подчеркнут округлость вашего лица. Некоторые люди предпочитают такой вид, а другим нравятся угловатые оправы, обеспечивающие баланс и контраст.

Примеры круглых лиц в очках

6 преимуществ антибликового покрытия для ваших очков

Что такое антибликовое покрытие?

Антибликовое покрытие, также известное как антибликовое покрытие или антибликовое покрытие, представляет собой тонкий слой, наносимый на поверхность линз очков, который позволяет большему количеству света проходить через линзы. Это улучшает ваше зрение за счет уменьшения количества бликов, отражающихся от ваших линз.

Блики - это чрезмерная яркость, вызванная прямым или отраженным светом.Это часто происходит, когда солнечный свет отражается от отражающей поверхности, такой как вода или снег. Телефоны, планшеты и экраны компьютеров, освещенные светодиодами, также могут вызывать блики.

Стандартные пластиковые линзы отражают примерно восемь процентов света, попадающего на ваши очки, а линзы с высоким индексом отражают до 12 процентов доступного света.

Ослепление может вызвать множество проблем, в том числе:

  • Повышенное напряжение глаз
  • Цифровое напряжение глаз
  • Плохое зрение в условиях низкой освещенности (особенно в ночное время)
  • Ореолы или кольца вокруг ярких огней
  • Головные боли или мигрени
  • Неспособность окружающим видеть ваши глаза

Anti -бликовое покрытие позволяет 99.5 процентов доступного света попадает в глаза, что практически устраняет блики.

Антибликовое покрытие доступно для всех типов линз очков, включая линзы с высоким индексом, бифокальные и мультифокальные, прогрессивные линзы, очки для чтения и солнцезащитные очки.

Антибликовое покрытие значительно улучшает зрение, устраняя чрезмерную яркость от прямого или отраженного света. Это может быть применено ко всем типам линз очков.

Преимущества антибликового покрытия

Покрытие

AR обеспечивает множество преимуществ, в том числе:

1.Улучшенная визуальная четкость и комфорт

Поскольку линзы не отражают свет, в глаза попадает больше света. Это увеличивает остроту зрения и уменьшает необходимость прищуриваться, особенно при выполнении задач, связанных с глубоким вниманием, таких как вождение автомобиля или использование компьютера.

2. Лучший внешний вид

Если у вас есть очки без антибликового покрытия, у вас, вероятно, были проблемы с получением хороших снимков или поиском правильного угла для видеозвонков. Любой яркий свет или вспышка фотоаппарата будут отражаться от ваших линз.То же самое верно, когда вы разговариваете с кем-то лицом к лицу в яркой обстановке. Антибликовые линзы устраняют эти блики, так что все могут видеть ваши глаза.

3. Защита от ультрафиолета

Антибликовое покрытие также помогает защитить ваши глаза от ультрафиолетовых лучей (солнечный свет, которого нет в нашем видимом спектре). Это свойство можно улучшить, купив фотохроматические (переходные) или поляризованные линзы.

4. Улучшение спортивных результатов

Ослепление может стать большой проблемой при занятиях многими видами спорта на открытом воздухе.Рыбалка, катание на лыжах, сноуборд и бейсбол - все это происходит в очень яркой обстановке, которая может вызвать много бликов. Очки с антибликовым покрытием или солнцезащитные очки помогают уменьшить этот свет и обеспечить вам хорошее поле зрения.

5. Снижение напряжения глаз

Блики могут вызвать серьезные проблемы при выполнении задач глубокой фокусировки или при работе на экране. Каждый раз, когда вам нужно прищуриться, чтобы что-то увидеть, вы напрягаете глаза. Устранение бликов во время выполнения этих задач поможет снизить нагрузку на глаза.

6. Меньше воздействия синего света

Цифровые устройства, такие как телефоны, ноутбуки, планшеты и телевизоры, излучают опасный синий свет. Некоторые антибликовые покрытия помогают уменьшить воздействие синего света, улучшить сон и снизить нагрузку на глаза. Они часто встречаются на очках, блокирующих синий свет (также называемых компьютерными очками).

Антибликовое покрытие обеспечивает множество преимуществ для глаз, включая улучшенное зрение, снижение нагрузки на глаза, меньшее воздействие синего света, защиту от ультрафиолетовых лучей и лучший внешний вид.

Средство для ухода за антибликовым покрытием линз

Многие антибликовые покрытия для линз также проходят гидрофобную обработку поверхности, которая делает их водостойкими. Это также упрощает их очистку. Однако из-за их полной прозрачности на антибликовых линзах более заметны мелкие царапины.

При чистке линз с антибликовым покрытием используйте только те продукты, которые рекомендует ваш оптик. Всегда смачивайте или увлажняйте линзы. Использование сухой ткани на сухих линзах может привести к появлению на линзах пыли или другого мусора.

Стоимость антибликовых линз

Антибликовое покрытие может стоить от 20 до 150 долларов в дополнение к первоначальной стоимости линз. Стоимость будет зависеть от типа AR-покрытия, которое вы выберете, и цены вашего глазного врача. Некоторые компании добавят антибликовое покрытие бесплатно при покупке своих линз.

Часто задаваемые вопросы об антибликовых очках

Действительно ли работают антибликовые очки?

Да. Антибликовое покрытие позволяет почти на 100 процентов (99.5) доступного света, попадающего в глаза, что практически устраняет блики.

Сколько стоит антибликовое покрытие?

Дополнительные 20–150 долларов США вместе с первоначальной стоимостью линз. Общая стоимость зависит от типа AR-покрытия, которое вы выберете, и от цены вашего глазного врача. Некоторые врачи или компании предоставляют бесплатное просветляющее покрытие, когда вы покупаете у них линзы.

Можно ли потом добавить антибликовое покрытие?

Да, антибликовое покрытие можно наносить на линзы после покупки, если линзы не имеют царапин и не подвергались воздействию кожного жира.Однако нанесение покрытия после него может быть намного дороже, чем во время производственного процесса.

Стоит ли ставить антибликовое покрытие на очки?

Антибликовое покрытие обеспечивает множество преимуществ, включая лучшую визуальную четкость, защиту от ультрафиолета, снижение нагрузки на глаза и лучший внешний вид. Единственный минус - это доплата. Практически все специалисты по уходу за глазами рекомендуют наносить на линзы антибликовое покрытие.

Vision Center рекомендует Warby Parker

Warby Parker производит высококачественные стильные очки, солнечные очки и контактные линзы.Их программа Home Try-On позволяет попробовать 5 рамок бесплатно перед заказом.

Очки для астигматизма, контакты и операции

Обзор: что такое астигматизм?

Астигматизм возникает, когда ваше глазное яблоко имеет слегка неправильную кривизну. Это приводит к тому, что ваш глаз не может должным образом фокусировать свет на сетчатке, что приводит к размытому зрению вдаль и вблизи. Это распространенное заболевание, которое обычно лечится очками, контактными линзами или хирургическим вмешательством.

Другие состояния зрения (аномалии рефракции) включают миопию (близорукость), дальнозоркость (дальнозоркость) и пресбиопию (возрастную дальнозоркость). У вас может быть сочетание различных аномалий рефракции, например, миопия и астигматизм в одном глазу и дальнозоркость плюс астигматизм в другом глазу.

Исследования показывают, что, вероятно, существует генетический компонент, связанный с астигматизмом и другими проблемами со здоровьем глаз. Астигматизм может развиться в младенчестве или в более позднем возрасте.

Симптомы астигматизма

У людей с очень легкой степенью астигматизма симптомы могут отсутствовать. Если астигматизм ухудшается, вы можете заметить такие проблемы со зрением, как:

  • Размытое зрение (вдаль или вблизи)
  • Блики или ореолы вокруг источников света
  • Чувствительность к свету
  • Снижение ночного видения
  • Тени или двоение изображения
  • Головные боли
  • Усталость и напряжение глаз (особенно при просмотре цифровых устройств)
  • Прищуривание

Диагностика и типы астигматизма

Астигматизм развивается при аномальной кривизне глаза.Это может произойти по нескольким причинам:

  • Астигматизм роговицы возникает, когда кривизна роговицы (прозрачная ткань передней части глаза) имеет форму яйца, а не сферическую. Эта форма астигматизма встречается чаще.
  • Линзовидный астигматизм возникает, когда линза внутри вашего глаза меняет кривизну, часто в пожилом возрасте.

У большинства людей обычный астигматизм . Это означает, что две разные кривизны вашего глаза разнесены на 90 градусов. Неправильный астигматизм возникает, когда роговица имеет более двух изгибов, которые не разнесены на 90 градусов.

Нерегулярный астигматизм не очень распространен и может развиться в результате глазного заболевания, называемого кератоконус , которое вызывает аномальное увеличение крутизны и истончение роговицы. Другие причины включают травмы глаза и осложнения после лазерной хирургии глаза.

Офтальмолог может диагностировать астигматизм, выполнив несколько тестов:

  • Рефракция - это часть проверки зрения, при которой вы просматриваете диаграмму зрения, в то время как врач показывает вам разные линзы и спрашивает, какая из них выглядит лучше.Этот тест помогает врачу определить рецепт на очки и определить, есть ли у вас близорукость, дальнозоркость или астигматизм, путем проверки того, как ваш глаз изгибает (преломляет) световые лучи.
  • Кератометрия измеряет кривизну роговицы. Этот быстрый тест позволяет врачу определить, является ли ваша роговица плоской или крутой, а также определить степень астигматизма роговицы. Это измерение обычно используется, когда врач надевает вам контактные линзы, но также помогает при диагностике кератоконуса.
  • Топография роговицы измеряет поверхность роговицы и дает врачу подробную компьютерную карту. Этот тест особенно полезен, если ваш врач подозревает нерегулярный астигматизм или заболевание роговицы.

Когда покупать очки при астигматизме

Если вы столкнулись с трудностями в повседневной деятельности, например, вождением, чтением или работой за компьютером, обратитесь к офтальмологу. Некоторые из основных симптомов, указывающих на необходимость коррекции астигматизма, включают нечеткое зрение, головные боли, косоглазие, перенапряжение глаз и снижение ночного зрения.

Другие признаки того, что вам могут понадобиться очки:

  • Двойное зрение
  • Требуется больше света для чтения
  • Потеря места во время чтения
  • Искажение зрения
  • Ореолы при вождении ночью

Офтальмолог может осмотреть ваши глаза, чтобы убедиться, что у вас нет серьезных заболеваний глаз это может вызвать аналогичные симптомы.

Лучшие типы очков при астигматизме

Для изготовления ваших корректирующих линз используются разные материалы.Они включают, в порядке от самого толстого к самому тонкому:

  • CR-39 (стандарт) пластик
  • Поликарбонат
  • Trivex
  • Высокий индекс

Когда глазной врач выписывает рецепт на очки, вы должны заметить число в разделе «цилиндр» (CYL), если у вас астигматизм. Это число показывает, какой у вас астигматизм, который измеряется в диоптриях (D):

  • Легкий астигматизм - это все, что меньше 1.00 D. Пластик CR-39 подходит для легких рецептов.
  • Умеренный астигматизм колеблется от 1,00 до 2,00 D. Отличным выбором являются поликарбонат или тривекс.
  • Тяжелый астигматизм колеблется от 2,00 до 4,00 D. Если у вас серьезный астигматизм, идеально подходят линзы из поликарбоната, тривекса или линзы с высоким коэффициентом преломления.
  • Крайний астигматизм - все, что превышает 4,00 D. Линзы с высоким коэффициентом преломления - лучший выбор для сильной коррекции астигматизма.

Другие советы по выбору очков при астигматизме:

  • Антибликовое покрытие помогает уменьшить блики с поверхности линз, особенно с линзами с высоким коэффициентом преломления.
  • Более плоская рамка обычно лучше для более высокой коррекции астигматизма. Некоторым людям трудно привыкнуть к очкам с закругленными краями с большей кривизной передней части оправы.
  • Некоторым людям требуется больше времени, чтобы адаптироваться к очкам с астигматизмом. Сначала вы можете почувствовать легкое головокружение или заметить некоторое искажение, например эффект аквариума. Если это ощущение не улучшится через несколько дней, ваш глазной врач может определить, нужно ли вам изменить рецепт или очки.

Альтернативные варианты лечения астигматизма

Если вы предпочитаете не носить очки, есть другие способы лечения астигматизма.

Контактные линзы для астигматизма

Контакты для коррекции астигматизма:

  • Мягкие контактные линзы отлично подходят при астигматизме от слабого до умеренного. Эти линзы мягкие и гибкие, что делает их идеальными для комфорта. Ваш окулист пропишет вам специальные линзы для астигматизма, так называемые торические линзы.
  • Жесткие газопроницаемые линзы (RGP) - это жесткие контакты. Они, как правило, менее удобны по сравнению с мягкими контактами, по крайней мере, на начальном этапе. Однако большинство людей считают, что зрение более четкое с линзами RGP, потому что они лучше корректируют астигматизм роговицы, особенно нерегулярный астигматизм. Многие пациенты с кератоконусом носят линзы RGP.
  • Гибридные линзы - это жесткие в центре контакты и мягкие по краям. Они обеспечивают лучший обзор линз RGP с повышенным комфортом мягких линз.
LASIK Eye Surgery

LASIK - это форма лазерной хирургии глаза, которая корректирует астигматизм, а также миопию или дальнозоркость. Как правило, с помощью LASIK можно лечить астигматизм до 6,00 дптр. Однако, если у вас тонкая роговица или у вас есть заболевание роговицы (например, кератоконус), хирург может оказаться не в состоянии выполнить процедуру.

Другие рефракционные операции

Альтернативой лазерной хирургии глаза является PRK (фоторефрактивная кератэктомия). Некоторым людям с более тонкой роговицей или более высокими рецептами больше подходят ФРК, чем ЛАСИК.

Другие рефракционные операции, корректирующие астигматизм, включают установку имплантата хрусталика внутрь глаза. Замена рефракционной линзы удаляет естественный хрусталик внутри вашего глаза и заменяет его имплантатом интраокулярной линзы (ИОЛ). Эти шаги аналогичны хирургии катаракты.

Другой тип хирургии называется операцией по имплантации факичных интраокулярных линз . Вместо того, чтобы удалять естественный хрусталик, хирург оставляет его на месте и вставляет интраокулярную линзу перед естественным хрусталиком.Эту интраокулярную линзу можно удалить или заменить позже.

Очки для астигматизма FAQ

Какой уровень астигматизма требует очков?

Если вы испытываете какой-либо из этих симптомов астигматизма, вам могут потребоваться очки для коррекции зрения: нечеткое зрение, головные боли, косоглазие, напряжение глаз, снижение ночного видения, двоение в глазах, трудности с чтением, искажение зрения, ореолы при вождении в ночное время. .

Как очки работают при астигматизме?

Очки-корректоры помогают отклонить свет, проходящий через глаз, чтобы правильно сфокусироваться на сетчатке и получить более четкое изображение.

Какие очки лучше всего подходят при астигматизме?

Это зависит от степени вашего астигматизма. Если у вас серьезный астигматизм, лучше всего подойдут линзы с высоким индексом, линзы Trivex или поликарбонат. Обратитесь к офтальмологу для получения наиболее персональной рекомендации.

Что вызывает ухудшение астигматизма?

У многих людей астигматизм остается неизменным или практически не меняется с течением времени. Иногда со временем ваше зрение действительно ухудшается. Это зависит от здоровья вашей роговицы и наличия у вас других заболеваний глаз, например, кератоконуса.

Vision Center рекомендует Warby Parker

Warby Parker производит высококачественные стильные очки, солнечные очки и контактные линзы. Их программа Home Try-On позволяет попробовать 5 рамок бесплатно перед заказом.

Оптическое стекло

| Эдмунд Оптикс

Характеристики оптического стекла

Выбор материала стекла важен, поскольку разные типы стекла имеют разные характеристики. Edmund Optics® предлагает широкий выбор типов стекла, которые можно выбрать на основе следующих характеристик.

Показатель преломления и число Аббе стекла обычно используются дизайнерами в качестве степеней свободы при проектировании систем. Показатель преломления относится к отношению скорости света в вакууме к скорости света, проходящего через данный материал при данной длине волны, в то время как число Аббе материала определяет количество дисперсии (вариации показателя) для конкретный спектральный диапазон. Например, более высокий показатель преломления обычно более эффективно изгибает свет, поэтому в линзе меньше кривизны.Сферическая аберрация меньше присутствует в линзах с более высокими показателями преломления, в то время как свет проходит быстрее через материалы с более низкими показателями преломления. Высокое число Аббе обычно дает меньшую дисперсию цвета и снижает цветовые аберрации. Кроме того, некоторые типы стекла имеют разные диапазоны длин волн пропускания.

Плотность стекла помогает определить вес оптического узла и, наряду с диаметром линзы, становится критически важным для приложений, чувствительных к весу.При работе с приложениями, включающими экстремальные температуры и быстрые перепады температур, коэффициент расширения стекла также становится ключевым фактором. Конструкторы оптомеханики должны учитывать это при проектировании оптических сборок.

Многие производители стекла предлагают одни и те же характеристики материалов под разными торговыми наименованиями, и большинство из них модифицировали свои продукты и процессы, чтобы сделать их экологически безопасными (без свинца и мышьяка).

Таблица 1: Эквиваленты материала стекла
Название стекла в списке Номер стекла Эквивалент Шотта Эквивалент Шотта Эквивалент Ohara 9005 905 905 905 905 905 Эквивалент Н-БК7 517/642 Н-БК7 S-BSL7 H-K9L
N-K5 522/595 Н-К5 S-NSL5 H-K50
Н-ПК51 529/770 Н-ПК51
N-SK11 564/608 N-SK11 S-BAL41 H-BaK6
Н-БАК4 569/561 Н-БАК4 S-BAL14 H-BaK7
Н-БАК1 573/576 Н-БАК1 S-BAL11 H-BaK8
N-SSK8 618/498 N-SSK8 S-BSM 28
N-PSK53A 618/634 Н-ПСК53А S-PHM52
N-F2 620/364 N-F2 S-TIM 2 H-F4
S-BSM18 639/554 S-BSM18 H-ZK11
N-SF2 648/338 N-SF2 S-TIM 22 H-ZF1
N-LAK22 651/559 N-LAK22 S-LAL54 H-LaK10
С-БАх21 667/483 S-BAH 11 H-ZBaF16
N-BAF10 670/472 N-BAF10 S-BAH 10 H-ZBaF52
N-SF5 673/322 N-SF5 S-TIM 25 H-ZF2
N-SF8 689/312 N-SF8 S-TIM 28 H-ZF10
N-LAK14 697/554 N-LAK14 S-LAL14 H-LAK51
N-SF15 699/301 N-SF15 S-TIM35 H-ZF11
N-BASF64 704/394 N-BASF64
Н-ЛАК8 713/538 Н-ЛАК8 S-LAL8 H-LAK7
S-TIh28 722/293 S-TIh28
N-SF10 728/284 N-SF10 S-TIh20 H-ZF4
N-SF4 755/276 N-SF4 S-TIh5 H-ZF6
N-SF14 762/265 N-SF14 S-TIh24
N-SF11 785/258 N-SF11 S-TIh21 H-ZF13
SF65A 785/261 SF65A S-TIh33
N-LASF45 800/350 N-LASF45 S-LAM66 H-ZLaF66
N-LASF44 803/464 N-LASF44 S-LAH65 H-ZLaF50B
N-SF6 805/254 N-SF6 S-TIH 6 H-ZF7LA
N-SF57 847/238 N-SF57 S-TIH53 H-ZF52
N-LASF9 850/322 N-LASF9 S-LAH71
С-НПХ3 923/189 С-НПХ3
N-SF66 923/209 N-SF66

Свойства оптического стекла

Сегодня качество и целостность оптического стекла - это фундаментальное предположение, сделанное разработчиками оптики.Почти 125 лет назад Отто Шотт начал революцию, систематически исследуя и разрабатывая составы стекла. Его разработки по составу и производственному процессу позволили изготовить стекло из области проб и ошибок до сегодняшнего состояния как поистине технического материала. Теперь свойства оптического стекла предсказуемы, воспроизводимы и однородны - важнейшие предпосылки для технического материала. Основными характеристиками оптического стекла являются показатель преломления, дисперсия и пропускание.

Показатель преломления

Показатель преломления - это отношение скорости света в вакууме к скорости света в указанном материале - описание того, как свет замедляется при прохождении через оптический материал. Показатель преломления для оптических очков, n d , указан для длины волны 587,6 нм (d-линия гелия). Материалы с низким показателем преломления обычно называют «коронами», тогда как материалы с высоким показателем преломления называют «кремнями».«

Дисперсия

Дисперсия - это описание изменения показателя преломления в зависимости от длины волны. Он задается с использованием числа Аббе, v d , определяемого как (n d -1) / (n F - n C ), где n F и n C - показатели преломления при 486,1 нм (F-линия водорода) и 656,3 нм (C-линия водорода). Низкое число Аббе указывает на высокую дисперсию. Коронные стекла обычно имеют более низкую дисперсию, чем кремни.

Трансмиссия

Стандартные оптические очки

обеспечивают высокое пропускание во всем видимом спектре и за его пределами в ближнем ультрафиолетовом и ближнем инфракрасном диапазонах ( Рисунок 1 ). На рисунке 1 показано внутреннее пропускание подложек толщиной 5 мм без отражений Френеля. Данные о пропускании были собраны с использованием спектрофотометров Edmund Optics. Коронные очки, как правило, лучше пропускают в NUV, чем кремневые. Кремневые стекла из-за их высокого индекса имеют более высокие потери на отражение Френеля и поэтому всегда должны иметь просветляющее (AR) покрытие.

Рисунок 1: Образцы кривых пропускания оптического стекла

Дополнительные свойства

При разработке оптики, которая будет использоваться в экстремальных условиях, важно понимать, что каждое оптическое стекло будет иметь несколько разные химические, термические и механические свойства.Эти свойства можно найти в техническом описании стекла.

Таблица 2: Основные значения для всех типов стекла
Название стекла Индекс преломления (n d ) Число Аббе (v d ) Плотность (г / см 3 ) Коэффициент теплового расширения * Макс.рабочая температура (° C)
CaF 2 1.434 95,10 3,18 18,85 800
плавленый диоксид кремния 1.458 67,80 2,20 0,55 1000
Schott BOROFLOAT® 1.472 65,70 2,20 3,25 450
S-FSL5 1.487 70,20 2,46 9,00 457
N-BK7 1.517 64,20 2,46 7,10 557
N-K5 1,522 59,50 2,59 8,20 546
B270 / S1 1,523 58,50 2,55 8,20 533
Schott ZERODUR® 1,542 56,20 2,53 0,05 600
N-SK11 1.564 60,80 3,08 6,50 604
Н-БАК4 1,569 56,10 3,10 7,00 555
Н-БАК1 1,573 57,55 3,19 7,60 592
L-BAL35 1,589 61,15 2,82 6,60 489
N-SK14 1.603 60,60 3,44 7,30 649
N-SSK8 1,618 49,80 3,33 7,10 598
N-F2 1,620 36,40 3,61 8,20 432
BaSF1 1,626 38,96 3,66 8,50 493
N-SF2 1.648 33,90 3,86 8,40 441
N-LAK22 1,651 55,89 3,73 6,60 689
S-Bah21 1,667 48,30 3,76 6,80 575
N-BAF10 1,670 47,20 3,76 6,80 580
N-SF5 1.673 32,30 4,07 8,20 425
N-SF8 1,689 31,20 4,22 8,20 422
N-LAK14 1,697 55,41 3,63 5,50 661
N-SF15 1,699 30,20 2,92 8,04 580
N-BASF64 1.704 39,38 3,20 9,28 582
Н-ЛАК8 1,713 53,83 3,75 5,60 643
N-SF18 1,722 29,30 4,49 8,10 422
N-SF10 1,728 28,40 3,05 7,50 454
S-TIh23 1.741 27,80 3,10 8,30 573
N-SF14 1,762 26,50 4,54 6,60 478
Сапфир ** 1,768 72,20 3,97 5,30 2000
N-SF11 1,785 25,80 5,41 6,20 503
N-SF56 1.785 26,10 3,28 8,70 592
N-LASF44 1,803 46,40 4,46 6,20 666
N-SF6 1,805 25,39 3,37 9,00 605
N-SF57 1,847 23,80 5,51 8,30 414
N-LASF9 1.850 32,20 4,44 7,40 698
N-SF66 1,923 20,88 4,00 5,90 710
S-LAH79 2,003 28,30 5,23 6,00 699
ZnSe 2,403 НЕТ 5,27 7,10 250
Кремний 3.422 НЕТ 2,33 2,55 1500
Германий 4,003 НЕТ 5,33 6,10 100

* 10 -6 / ° C
** Сапфир - материал с двойным лучепреломлением. Все характеристики соответствуют параллельности оси C.

Выбор оптического стекла

Рисунок 2: Диаграмма Аббе EO с коэффициентом теплового расширения и относительной частичной дисперсией

Оптические системы должны быть оптимизированы по общему набору функциональных характеристик.Геометрические и цветовые аберрации можно компенсировать только за счет использования более одного типа стекла. В большинстве случаев используется три и более видов стекла. Требования к оптическим системам для различных приложений охватывают настолько широкий диапазон, что их невозможно удовлетворить с помощью небольшого набора типов стекла. Таким образом, был разработан широкий спектр типов стекла. Традиционно они показаны на диаграмме зависимости показателя преломления от дисперсии - диаграмме Аббе.

Диаграмма Аббе, впервые представленная SCHOTT в 1923 году, представляет собой давно устоявшийся обзор программы оптического стекла.Типы стекла указаны в двумерной системе координат с числом Аббе (v d ) в качестве оси x и показателем преломления (n d ) в качестве оси ординат. Ось x имеет обратное направление с числами, увеличивающимися влево (рисунок 2).

На диаграмме Аббе стеклянные материалы разделены на обозначения типов, такие как BK, SK, F, SF и т. Д. Эти «семейства стекол» соответствуют областям на диаграмме Аббе, обозначенным синими линиями. Существует основная линия, которая отделяет типы стекла кроны (последняя буква «K» от немецкого «Kron» для короны) от типов бесцветного стекла (последняя буква «F»).Эта линия начинается снизу вверх у числа Аббе 55, отступает при показателе преломления 1,60 до числа Аббе 50 и продолжается вверх до вершины.

Начальные буквы в названии стекла характеризуют важный химический элемент, используемый в типе стекла: F - фтор, P - фосфор, B - бор, BA - барий, LA - лантан. От этого правила отклоняются типы стекла из серии кремень-кремень, которая изменяется от K («Крон») до KF («Кронфлинт» - кремень) до кремней с повышенным содержанием свинца и, следовательно, плотностью: LLF («Очень легкий кремень» ), LF («легкий кремень»), F («кремень») и SF («Schwerflint» - тяжелый кремень).Еще одно отклонение - это типы стекла SK и SSK: SK («тяжелая корона») и SSK («самая тяжелая корона»). LAK, LAF и LASF означают лантановую коронку, кремневое и плотное бесцветное стекло, соответственно.

Рекомендуемые ресурсы

Указания по применению

Оптических очков, объяснено энциклопедией RP Photonics; корона, кремень, силикаты, натронная известь, боросиликат, германат, фосфат, фторид, халькогенид, фильтр, не содержащий свинца, экологически чистый, типы стекла, основные свойства

Существует широкий спектр стеклянных материалов, оптимизированных для применения в оптике.Чаще всего используются неорганические стекла, на которых и сконцентрирована данная статья. Статья о пластиковой оптике охватывает органических стекол , которые все чаще заменяют неорганические стекла в некоторых приложениях, главным образом потому, что они могут использоваться в недорогих производственных технологиях.

Эта статья посвящена «пассивным» оптическим очкам, а лазерным очкам посвящена отдельная статья. Они содержат некоторые типы лазерно-активных ионов - обычно ионы редкоземельных элементов - которые можно использовать для усиления света посредством вынужденного излучения.

Термин оптические очки иногда используется для обозначения очков, но в этой статье очки рассматриваются только с точки зрения материалов.

Неорганические стекла получают путем смешивания определенных соединений, их плавления и медленного (но не слишком медленного) затвердевания массы, в результате чего получается аморфный материал. Более подробная информация о производстве стекла описана в следующем разделе этой статьи.

Стекло из плавленого диоксида кремния и силиката

Кремнезем (аморфный диоксид кремния, SiO 2 ) широко используется в оптике либо в чистом виде (→ плавленый кварц , плавленый кварц ), либо чаще в виде смеси с другими соединениями ( силикатные стекла ). .

Плавленый диоксид кремния, часто высокой химической чистоты, имеет достаточно благоприятные свойства, такие как широкий диапазон прозрачности от ультрафиолетовой до инфракрасной области (в зависимости от чистоты материала), низкие оптические нелинейности, низкий коэффициент теплового расширения, высокая механическая прочность и высокий химическая стабильность. Из-за очень высокой температуры затвердевания его можно эксплуатировать при очень высоких температурах, но его также трудно обрабатывать.

Инфракрасное пропускание кремнезема зависит от его чистоты, особенно от содержания в нем воды.

Хотя пропускание инфракрасного излучения высокоочищенного плавленого кварца может быть очень хорошим, силикатное стекло часто демонстрирует ярко выраженные пики поглощения из-за примесей, например пики водопоглощения.

Смешивание с дополнительными соединениями приводит к получению родственных материалов, таких как боросиликаты, алюмосиликаты, германосиликаты и т. Д., Которые обсуждаются ниже. Обычно основным компонентом остается кремнезем.

Большинство оптических волокон основано на диоксиде кремния, поэтому их называют волокнами из диоксида кремния.Обычно материал оболочки волокна представляет собой чистый диоксид кремния, тогда как сердцевина волокна сделана, например, из германосиликата или германоалюмосиликата.

Добавляя к кремнезему такие вещества, как оксид или карбонат натрия, оксид калия, оксид кальция, оксид магния и оксид алюминия, получают натриево-известковых стекол . Они намного мягче кремнезема и имеют более низкие температуры размягчения, поэтому их можно обрабатывать при соответственно более низких температурах. Это наиболее распространенные коммерческие стекла, широко используемые для изготовления окон в домах, стеклянных бутылок и многих других применений, но не в качестве высококачественных оптических материалов.Например, высокий коэффициент теплового расширения не подходит для применения в оптике.

Очки боросиликатные

Триоксид бора (B 2 O 3 ) может быть смешан с кремнеземом, образуя боросиликатное стекло (часто с некоторыми другими добавками, такими как оксид натрия и оксид алюминия). Например, часто используемое стекло BK7 представляет собой коронное стекло (см. Ниже) этого типа.

Боросиликатные стекла обладают высокой химической стойкостью, если содержание бора не слишком велико.По сравнению с плавленым кварцем, они имеют более низкую (хотя и относительно высокую) температуру плавления, что делает их более простыми и, следовательно, более дешевыми в обработке. Их коэффициент теплового расширения выше, чем у плавленого кварца, но все же относительно низкий, что обеспечивает хорошую стойкость к тепловому удару; поэтому боросиликатные стекла также используются для изготовления посуды. Также доступны варианты с более высоким коэффициентом теплового расширения, соответствующие значениям других важных материалов, таких как определенные металлы.Используются варианты с высоким содержанием боратов, например в ультрафиолетовых лучах.

Германатные очки

Германатные стекла получают добавлением оксида германия (GeO 2 ) и иногда других компонентов к кремнезему. Их пропускание в инфракрасном диапазоне простирается примерно до 3 мкм.

Германосиликаты и родственные стекла, такие как германоалюмосиликаты, часто используются для сердцевины пассивных или активных волокон, поскольку их показатель преломления, которым можно управлять с помощью содержания германия, несколько выше, чем у кремнезема, что обеспечивает направление света.

Фосфатные стекла

Фосфатные стекла основаны на пятиокиси фосфора (P 2 O 5 ) с некоторыми добавленными химическими компонентами. У них очень низкая температура стеклования (обычно ниже 400 ° C). Их спектральный диапазон с высоким оптическим пропусканием составляет от 0,4 мкм до 2 мкм, что несколько уже, чем у кварцевых стекол. У них гораздо более низкий порог оптического повреждения и более низкая теплопроводность, чем у силикатных стекол.

Оптотермический коэффициент dn / dT фосфатных стекол отрицательный, в отличие от многих других материалов.Показатель нелинейности очень низкий - почти в 3 раза ниже, чем у кварцевых стекол.

Смеси фосфатного и фторидного стекла называются фторфосфатными стеклами . Точно так же существуют фосфосиликатные стекла.

Фосфатные стекла, легированные редкоземельными элементами, используются в качестве усиливающей среды для лазеров - как в объемных лазерах, так и в виде оптических волокон для волоконных усилителей и лазеров. Одним из их основных преимуществ является их очень высокая растворимость для редкоземельных ионов (→ усиливающая среда лазера, легированная редкоземельными элементами), таких как эрбий (Er 3+ ), иттербий (Yb 3+ ) и неодим (Nd 3 + ).Это означает, что высокие концентрации лазерно-активных редкоземельных ионов могут быть включены в фосфатные стекла без вредных эффектов, таких как кластеризация, которая может ухудшить характеристики из-за эффектов гашения.

См. Также статью о фосфатных стеклах с более подробной информацией, в частности об их использовании в качестве среды усиления лазера.

Фторидные очки

Фторидные стекла относятся к неоксидным стеклам, изготовленным из соединений фтора с цирконием, например ( фтороцирконатное стекло ), алюминия ( фторалюминатных стекол ) или с индием ( фториндатных волокон ).Они также могут содержать различные другие тяжелые металлы, такие как свинец.

Фторидные стекла трудно производить с высоким оптическим качеством из-за их склонности к кристаллизации во время стеклования. Например, они механически довольно слабые (хрупкие) и не устойчивы к влаге.

Фторидные и фторфосфатные стекла могут использоваться в качестве высокоиндексных низкодисперсных стекол, например для построения ахроматической оптики.

Особенным свойством фторидных стекол тяжелых металлов является их хорошее пропускание в инфракрасной области спектра.Поэтому в основном они используются для инфракрасной оптики.

Среди фторцирконатных стекол для волокон наиболее распространен ZBLAN (ZrF 4 -BaF 2 -LaF 3 -AlF 3 -NaF). Такие волокна могут быть легированы рядом ионов редкоземельных элементов для использования в волоконных лазерах и усилителях. Существуют лазеры с повышающим преобразованием на основе фторидов в виде объемных лазеров или волоконных лазеров.

Подробнее см. Статью о фторидных стеклах.

Халькогенидные очки

Халькогениды - это химические соединения, содержащие халькогены, такие как кислород, сера, селен и теллур.Однако термин халькогенидные стекла в основном используется для неоксидных стекол, то есть для сульфидов, селенидов или теллуридов, например. мышьяка (As) или германия (Ge). Они имеют существенно более низкие частоты колебаний (следовательно, также более низкие энергии фононов), чем кремнезем, из-за большей массы ионов халькогенидов (по сравнению с ионами кислорода). Следовательно, их инфракрасное поглощение начинается с более длинных волн:

  • Подходит сульфидное стекло, такое как трисульфид мышьяка (As 2 S 3 ) e.грамм. для длин волн от 1 до 6 мкм, но может иметь сильные пики поглощения в этом диапазоне длин волн, например при ≈4 мкм (см. ниже).
  • Селенидное стекло (As 2 Se 3 ) можно использовать до ≈9 мкм.

потери при распространении часто высоки из-за примесей - намного выше, например, чем у фторидных стекол (см. выше).

Халькогенидные стекла имеют низкую ширину запрещенной зоны и поэтому не подходят для направления более коротковолнового света. (По этой причине такие очки тоже выглядят цветными, например.грамм. апельсин.) Волокна среднего инфракрасного диапазона на основе халькогенидного стекла иногда обозначаются как CIR = инфракрасные волокна на основе халькогенидов. Они довольно стабильны в химическом отношении, например нечувствителен к влаге, в отличие от некоторых других материалов среднего ИК диапазона.

Очки для фильтров и аттенюаторов

Хотя высокое оптическое пропускание часто очень желательно для оптических очков, иногда используют поглощение для оптических аттенюаторов и оптических фильтров, например в виде цветных фильтровальных стекол. Можно использовать естественное коротковолновое поглощение выше длины волны запрещенной зоны или инфракрасное поглощение, связанное с генерацией фононов.Дополнительное поглощение может быть получено путем легирования стекол некоторыми поглощающими веществами, такими как редкоземельные металлы или металлы, такие как ионы, медь и кадмий.

Насыщаемые поглотители также могут быть изготовлены из легированных стекол, например с некоторыми ионами переходных металлов, такими как Cr 4+ или квантовыми точками в качестве поглотителей.

Ядовитые вещества

Некоторые типы стекла, используемые в оптике и фотонике, содержат ядовитые вещества, такие как мышьяк, свинец и кадмий. Хотя свинец часто добавляют для улучшения различных оптических свойств, легирующие примеси, такие как кадмий, используются для оптической фильтрации.Хотя это вряд ли создает опасность во время использования, поскольку эти вещества плотно связаны в стекле, предпринимаются серьезные попытки запретить их использование везде, где это возможно, поскольку трудно гарантировать, что с этими материалами обращаются должным образом после использования, чтобы они не могли попасть в стекло. среда. Для многих классических стекол, содержащих мышьяк и свинец, были разработаны экологически чистые альтернативы, не содержащие мышьяка и свинца, обычно с добавлением «N-» к их названиям. Например, традиционное стекло BK7 все чаще заменяется на стекло N-BK7.

Директива Европейского Союза RoHS вносит большой вклад в это развитие. Однако он дает временные исключения для некоторых конкретных применений оптических и цветных фильтровальных стекол, содержащих кадмий и свинец.

Очки

можно разделить на широкие категории в зависимости от их хроматической дисперсии и показателя преломления. Здесь хроматическая дисперсия часто определяется количественно с помощью одной цифры, называемой числом Аббе ν, которое рассчитывается из показателя преломления на трех разных длинах волн.

  • Очки с числом Аббе больше 55, указывающим на низкую хроматическую дисперсию, называются кронными очками . У них ориентировочно низкий показатель преломления.
  • Очки с числами Аббе ниже 50 называются кремневыми стеклами , которые обычно имеют относительно высокие значения показателя преломления.
  • Есть очки с промежуточными значениями числа Аббе, образующие категорию без специального названия.

Обратите внимание, что некоторые авторы используют несколько разные границы между коронным и кремневым стеклами, например, не используют область между ними, а иногда используют разные пределы для числа Аббе в областях с высоким или низким показателем преломления.

Разделение на кремниевые и корончатые стекла ничего не говорит о химическом составе, но кремневые стекла с высокой дисперсией ориентировочно в большей степени основаны на тяжелых компонентах; они часто содержат свинец, хотя все больше и больше предлагаются альтернативы, не содержащие свинца. Обратите внимание, что типичные коронные очки, такие как BK7, также могут содержать тяжелые металлы, такие как свинец.

Хороший обзор различных типов стекла можно получить с помощью диаграммы n − ν (диаграмма Аббе), где каждое стекло представлено точкой, координаты которой представляют собой число Аббе ν и показатель преломления n :

Рисунок 1: Диаграмма Аббе с парой оптических очков от Schott.

Можно видеть, что стекла с высоким показателем преломления имеют тенденцию к сильной дисперсии, хотя корреляция имеет ограниченную силу. Для сравнения, пластиковая оптика (органическое стекло) обычно имеет низкие показатели преломления, но все же относительно высокую дисперсию.

Показатель преломления и число Аббе часто комбинируются с числовым кодом стекла , используемым, например, производителей стекла в каталогах продукции. Обычно после точки (с правильным округлением) берутся первые три цифры значения показателя преломления на некоторой эталонной длине волны (с правильным округлением) и объединяются с первыми тремя действительными цифрами числа Аббе.Например, стекло BK7 с показателем преломления 1,5168 (при 587,6 нм) и числом Аббе 64,17 получает код 517642. Также есть расширенные коды, включающие информацию о плотности стекла после точки.

Следующие оптические свойства актуальны для многих областей применения оптических очков:

  • Высокая прозрачность в соответствующем диапазоне длин волн обычно является решающим требованием. Диапазон прозрачности часто ограничивается шириной запрещенной зоны на коротковолновой стороне и поглощением с участием фононов на длинноволновой стороне.Кроме того, может происходить абсорбция, вызванная определенными примесями; такие внешние потери на абсорбцию могут быть минимизированы за счет использования очень чистых материалов.
  • Оптические стекла должны иметь высокую степень однородности, содержать минимальное количество пузырьков, бороздок и т.п. Когда используются разные составы стекла, их следует тщательно перемешать для получения однородного химического состава. Некоторых пузырьков трудно избежать в некоторых специальных очках, но они могут быть допустимыми. E.грамм. даже в приложениях для обработки изображений, когда они не размещены в плоскости изображения. Также желательно минимальное количество индуцированного напряжением двойного лучепреломления, которое может быть достигнуто путем медленного охлаждения во время затвердевания.
Показатель преломления существенно зависит от применяемой скорости отжига!
  • Показатель преломления важен, например, для обработки изображений. Часто бывает полезным высокий показатель преломления, например потому что тогда линзы могут изготавливаться с более слабой кривизной поверхности. Обратите внимание, что показатель преломления зависит не только от материала стекла, но и от скорости отжига, применяемой при изготовлении стекла: быстрый отжиг может привести к значительному падению показателя преломления.Следовательно, прецизионные стекла необходимо изготавливать с четко определенной скоростью отжига. Эту проблему также необходимо тщательно соблюдать в контексте процессов прецизионного формования, где охлаждение обычно происходит довольно быстро.
  • Зависимость показателя преломления от длины волны определяет хроматическую дисперсию. Хотя часто желательно минимизировать хроматическую дисперсию, наличие высокодисперсных стекол (кремневых стекол) необходимо именно для достижения этой цели; Подробнее читайте в статье об ахроматической оптике.
  • Высокий температурный коэффициент показателя преломления может мешать в некоторых приложениях. Это количество существенно различается между разными очками. Кроме того, высокий коэффициент теплового расширения может отрицательно сказаться на оптических характеристиках, помимо возникновения внутренней деформации, которая может привести к разрушению из-за теплового удара. Тепловое расширение также может иметь значение для диэлектрических покрытий, которые могут плохо держаться при слишком большом несоответствии коэффициентов расширения.

Кроме того, могут иметь значение некоторые другие свойства:

  • Для приложений, требующих высокой оптической интенсивности, нелинейный показатель стекла может быть актуальным. Высокий порог оптического повреждения также важен для приложений с высокой оптической интенсивностью, например от лазеров с модуляцией добротности.
  • Хотя для большинства применений требуется высокая однородность показателя преломления, для оптических элементов, таких как линзы с градиентным показателем, требуются специальные очки с переменным показателем преломления.Например, для этих целей некоторые стекла можно модифицировать с помощью процессов ионного обмена.
  • Низкая плотность является преимуществом для изготовления легкой оптики.
  • Высокая твердость (например, твердость по Кнупу более 600) делает оптическое стекло прочным, но при этом его труднее резать и полировать. Поэтому оптические элементы из особо твердых стекол ориентировочно дороже. Полировка стеклянных поверхностей лучше всего работает в определенном диапазоне значений твердости.
  • Другими интересными механическими свойствами являются эластичность и сопротивление истиранию.
  • Высокая температура плавления позволяет работать при высоких температурах, но также затрудняет производство стекла.
  • Высокое оптическое качество легче достичь для материалов, которые имеют достаточно широкий температурный диапазон для затвердевания и низкую склонность к кристаллизации.
  • Большинство стекол относительно устойчивы к химическому воздействию, но есть исключения. Например, фторидные стекла часто чувствительны к влаге.
  • Для некоторых приложений, например, в космической технике или вблизи ядерных реакторов, радиационная стойкость оптических стекол может быть важной.Доступны специальные радиационно-стойкие очки.
  • Существуют светочувствительные стекла для изготовления объемных брэгговских решеток.
  • Очки могут использоваться в качестве усиливающей среды лазера, когда они легированы лазерно-активными ионами, например редкоземельные ионы.
  • Некоторые стекла подходят для вытягивания стеклянных преформ в стекловолокно.
  • Для изоляторов Фарадея
  • требуются специальные очки с высокой постоянной Верде.

Обратите внимание, что один и тот же тип стекла может иметь существенно разные свойства. E.грамм. относительно потерь на поглощение, вызванных примесями, в зависимости от качества материала. Например, доступен плавленый кварц с очень низким содержанием ОН, который имеет существенно улучшенную прозрачность в инфракрасном спектральном диапазоне.

Даже стекло безупречного качества принципиально не может обеспечить нулевые потери на распространение!

Даже при чрезвычайно высокой чистоте и однородности оптическое стекло демонстрирует некоторый уровень потерь при распространении из-за рэлеевского рассеяния. Это связано с тем, что стекла являются аморфными материалами, демонстрирующими некоторый уровень оптической неоднородности на микроскопическом уровне.В некоторых практических случаях - например, для одномодовых волокон, используемых в волоконно-оптических линиях связи в области 1,55 мкм, - этот теоретический предел потерь на распространение был достигнут с потерями только & ок; 0,2 дБ / км, что составляет на порядки ниже, чем, например, в обычных оконных стеклах. Для достижения еще меньших потерь пришлось бы использовать более длинные оптические волны; обратите внимание, что сила рэлеевского рассеяния зависит от обратной четвертой степени длины волны.

Для производства высококачественных оптических стекол с хорошей однородностью необходимо соблюдать особые меры предосторожности. Это начинается с использования довольно чистого сырья и оборудования, которое тщательно разработано, чтобы избежать загрязнения нежелательными веществами. Обычно изготавливают стеклянный блок путем заполнения некоторого количества расплава стекла в блочную форму, затем оставляют его на некоторое время в расплавленной форме для осаждения и медленно охлаждают до затвердевания с тщательно контролируемой скоростью.Медленное охлаждение позволяет проводить отжиг, то есть снимать внутренние механические напряжения. Очень медленная и четко определенная фаза отжига важна, в частности, для достижения очень низкого уровня индуцированного напряжением двойного лучепреломления, а также для достижения согласованных значений показателя преломления. Прецизионное оптическое стекло часто поставляется в виде тонко отожженного стекла с эталонной скоростью отжига, например 2 К / ч.

Другие формы поставки необработанных оптических очков, из которых могут быть изготовлены такие оптические компоненты, как линзы или призмы, представляют собой большие полосы и стержни.Некоторые поставщики оптических стекол также предлагают обработанные формы, такие как пластины, вырезанные призмы или прессованные заготовки.

Более подробную информацию, в частности о дальнейших этапах производства компонентов из оптического стекла, см. В статье об изготовлении оптики.

Типы оптического стекла

На протяжении долгой истории Охары было разработано множество типов оптических очков. В этом каталоге вы найдете более 130 стаканов, которые мы выбрали в качестве «рекомендуемых типов стекол». У каждого оптического стекла есть свои свойства, которые тесно связаны с ключевым химическим элементом, который оно содержит.

Имея это в виду, мы разработали новую систему обозначений типов стекла, и в этом каталоге используются новые названия. На диаграмме nd / vd, расположенной на веб-странице оптического каталога, вы увидите, что мы разделили наши очки на группы. Для каждого типа стекла мы выбрали один или два химических элемента, которые считаются наиболее важными, и использовали их атомные символы для первых двух букв обозначения типа стекла. Третья буква обозначения типа стекла относится к показателю преломления каждого типа стекла в его группе стекол: H, M или L для высокого, среднего или низкого.Наконец, мы присваиваем одно- или двухзначное число каждому типу стекла в данном семействе стекол. Таким образом, каждый тип стекла представлен вышеупомянутыми тремя буквами плюс одно- или двухзначным числом.

Мы также добавляем префикс «S-», чтобы указать, какой из типов стекла является оптическим стеклом ECO и экологически безопасным. Эти типы стекла не содержат свинца или мышьяка.

Например, обозначение типа стекла для S-BSL7 имеет следующий вид:

S - экологически безопасный
B представляет бор, один из ключевых композиционных элементов
S представляет кремний, один из ключевых композиционных элементов
L указывает низкий индекс в группе BS
7 указывает, что это седьмое стекло в этом стекле семья

Наряду с обозначением типа стекла Ohara , в технических паспортах будет указан шестизначный код для каждого типа стекла.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *