Transcript wyklad2a
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 Najczęściej stosowane linie widmowe Długość fali 1013.98 852.11 706.52 656,27 643,85 632,8 589.29 587,56 546,07 486,13 479,99 435,83 404,66 364,01 Oznaczenie linii t S r C C` D d e F F` g h l Źródło rtęć cez hel wodór kadm laser He-Ne sód (dublet) hel rtęć wodór Kadm rtęć rtęć rtęć Parametr opisujący dyspersję – liczba Abbego n 0 1 n1 n 2 nd 1 d n F nC 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) d 55, jesli nd 1.6 d 50, jesli nd 1.6 • Szkła optyczne o dużej dyspersji – flinty (z reguły mają wyższy współczynnik załamania) d 55, jesli nd 1.6 d 50, jesli nd 1.6 Krzywa dyspersji kronu i flintu Parametr opisujący dyspersjęwspółczynnik dyspersji n n(2 ) n(1 ) n nF nC Interpolacja współczynnika załamania 1. Równanie Schotta n a0 a12 a2 2 a34 a4 6 a58 2. Równanie Sellmeiera – najlepsza aproksymacja n n02 C j 2 2 j 2j 3. Równanie Herzbergera a3 a2 n a0 a1 2 2 0 2 20 2 2 0 0.168 Interpolacja współczynnika załamania, cd 4. Równanie Hartmana a1 a4 n a0 a3 a5 5. Równanie Cauchyego n a0 a1 2 a2 4 Krony optyczne Skrót K BaK BK Nazwa Kron Kron barytowy Lekki kron barytowy Kron barowy ZK Kron cynkowy LLF SK Ciężki kron LaF SSK Ekstra ciężki kron Kron fluorowy Dolny kron Kron fosforanowy Ciężki kron fosforanowy Kron lantanowy LaSF BaLK FK TiK PK PSK LaK Flinty optyczne Skrót F BaF BaLF BaSF LF SF TiF TiSF Nazwa Flint Flint barytowy Lekki flint barytowy Ciężki flint barytowy Ekstra lekki flint Flint lantanowy Ciężki flint lanatnowy Lekki flint Cięzki flint Dolny flint Ciężki dolny flint Dyspersja cząstkowa P1, 2 n 1 n(2 ) n F nC 1 656nm 1 656nm 1 486nm 1 435nm PC ,t nC nt nF nC - dla podczerwieni 2 852nm PC ,s nC ns nF nC - długofalowa część zakresu widzialnego 2 546nm PF ,e n F ne nF nC - centralna część zakresu widzialnego 2 1014nm 2 486nm Pg ,F n g nF nF nC - krótkofalowa część zakresu widzialnego Równania linii dyspersji cząstkowej 𝑃𝑐,𝑡 = 0.5450 + 0.004743 ∙ 𝜐𝑑 𝑃𝑐,𝑠 = 0.4029 + 0.002331 ∙ 𝜐𝑑 𝑃𝐹,𝑒 = 0.4884 − 0.000526 ∙ 𝜐𝑑 𝑃𝑔,𝐹 = 0.6438 − 0.001682 ∙ 𝜐𝑑 𝑃𝑖,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