Post on 23-Feb-2016
description
Szkła optyczne
Wykład 2
• Literatura:• „Materiałoznawstwo optyczne i
optoelektroniczne”, Andrzej Szwedowski WNT, 1996
• H. Gross „Handbook of Optical Systems”, vol 1, Wiley-VCH
0.4 mikrometra 0.7 mikrometra
Słońce
Wodór
Hel
Rtęć
Najczęściej stosowane linie widmowe
Długość fali Oznaczenie linii Źródło 1013.98 t rtęć852.11 S cez706.52 r hel656,27 C wodór643,85 C` kadm632,8 laser He-Ne 589.29 D sód (dublet)587,56 d hel546,07 e rtęć486,13 F wodór479,99 F` Kadm435,83 g rtęć404,66 h rtęć364,01 l rtęć
Najczęściej stosowane linie widmowe
Parametr opisujący dyspersję – liczba Abbego
21
0 1
nn
n
CF
dd nn
n
1
d: 587.56 - żółty F: 486.1 - niebieski C: 656.3 – czerwony
• Materiały o małej wartości liczby Abbego wykazują dużą dyspersję i na odwrót: materiały o dużej wartości liczby Abbego wykazują małą dyspersję.
• Współczynnik załamania szkieł o dużej dyspersji zmienia się szybciej z długością fali.
• Szkła optyczne mają liczby Abbego w zakresie 10-120
• Szkła optyczne o małej dyspersji – krony (z reguły mają też mniejszy współczynnik załamania)
6.1,50
6.1,55
dd
dd
njesli
njesli
• Szkła optyczne o dużej dyspersji – flinty (z reguły mają wyższy współczynnik załamania)
6.1,50
6.1,55
dd
dd
njesli
njesli
Krzywa dyspersji kronu i flintu
Parametr opisujący dyspersję-współczynnik dyspersji
)()( 12 nnn
CF nnn
Interpolacja współczynnika załamania
1. Równanie Schotta
85
64
43
22
210
aaaaaan
2. Równanie Sellmeiera – najlepsza aproksymacja
j j
jCnn 22
220
3. Równanie Herzbergera
220
23
20
222
10
aa
aan 168.00
Interpolacja współczynnika załamania, cd
4. Równanie Hartmana
5
4
3
10 a
aaa
an
5. Równanie Cauchyego
42
21
0 aa
an
Skrót Nazwa Skrót NazwaKrony optyczne
K Kron Flinty optyczne
F FlintBaK Kron
barytowyBaF Flint barytowy
BaLK Lekki kron barytowy
BaLF Lekki flint barytowy
BK Kron barowy BaSF Ciężki flint barytowy
ZK Kron cynkowy LLF Ekstra lekki flint
SK Ciężki kron LaF Flint lantanowy
SSK Ekstra ciężki kron
LaSF Ciężki flint lanatnowy
FK Kron fluorowy LF Lekki flintTiK Dolny kron SF Cięzki flintPK Kron
fosforanowyTiF Dolny flint
PSK Ciężki kron fosforanowy
TiSF Ciężki dolny flint
LaK Kron lantanowy
Dyspersja cząstkowa
CF nnnn
P
)( 21
2,1
nm6561 nm10142 CF
tCtC nn
nnP
, - dla podczerwieni
nm6561 nm8522 CF
sCsC nn
nnP
, - długofalowa część zakresu widzialnego
nm4861 nm5462 CF
eFeF nn
nnP
, - centralna część zakresu widzialnego
nm4351 nm4862 CF
FgFg nn
nnP
, - krótkofalowa część zakresu widzialnego
𝑃𝑐 ,𝑡=0.5450+0.004743 ∙𝜐𝑑
Równania linii dyspersji cząstkowej
𝑃𝑐 , 𝑠=0.4029+0.002331 ∙𝜐𝑑
𝑃 𝐹 ,𝑒=0.4884−0.000526 ∙𝜐𝑑
𝑃𝑔 ,𝐹=0.6438−0.001682 ∙𝜐𝑑
𝑃 𝑖 ,𝑔=1.7241−0.001682 ∙𝜐𝑑
Inne parametry szkła
Transmisja
Większość szkieł ma dobrą transmisję w zakresie 0.4-2 mikrometrów
Właściwości termiczne
• Szkła nieorganiczne rozszerzają się podczas grzania i kurczą podczas chłodzenia
Współczynnik liniowej rozszerzalności termicznej
Aberracja chromatyczna
Aberracja chromatyczna podłużna
Aberracja chromatyczna poprzeczna
Wykres aberracji chromatycznej pojedynczej soczewki
Szkło o małej liczbie Abbego (flint, 20) Szkło o dużej liczbie Abbego (kron, 63)
Szkło o małej liczbie Abbego (flint, 20) Szkło o dużej liczbie Abbego (kron, 63)
Dublet- achromat