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石英玻璃的光学折射率

作者:奥固鸿已有:N多人关注
石英玻璃的折射率取决于化学组成、热历史、光波长和外部条件,玻璃密度越大折射率就越大。
石英玻璃折射率与波长

波长/um 折射率 波长/um 折射率 波长/um 折射率
0.17
0.185
0.200
0.214
0.254
0.280
0.312
0.365
0.405
0.434
0.486
0.546
0.590
0.656
0.700
0.766
1.615
1.575
1.550
1.534
1.505
1.494
1.487
1.475
1.470
1.467
1.465
1.460
1.459
1.457
1.456
1.541
0.800
0.863
0.900
0.950
1.000
1.050
1.100
1.150
1.200
1.300
1.400
1.500
1.600
1.700
1.800
1.900
1.454
1.452
1.452
1.452
1.451
1.450
1.449
1.449
1.448
1.447
1.448
1.445
1.444
1.442
1.441
1.440
2.000
2.100
2.200
2.300
2.400
2.500
2.600
2.700
2.800
2.900
3.000
3.100
3.200
3.300
3.400
3.500
1.438
1.437
1.435
1.434
1.432
1.430
1.428
1.426
1.424
1.422
1.420
1.417
1.415
1.412
1.410
1.406
不同波长下透明石英玻璃折射率的数值(不同类型石英玻璃,其值稍有不同,但差别甚小)。
由上表可见,石英玻璃折射率随波长的增加而减小,这是光线进入石英玻璃后受到色散作用的结果。光的色散作用以对不同波长折射率的差值确定,平均色散作用以对0.486um和0.656um的折射率NF和NC的差值测量,为与其他光学玻璃对比,在此引入阿贝数VD、主色散数(NF-NC),公式为
VD=,ND−1-NF−NC.
式中ND---对应于0.588um处的折射率。
下表列出了II型、III型石英玻璃的NF、NC、VD和(NF-NC)值。

项目 II型(KS、JGS2) III型(ZS、JGS1)
ND(He,587.65nm)
NF(H,486.13nm)
NC(H,656.27nm)
VD=(ND-1)/(NF-NC)
NF-NC
1.45857
1.24463
1.45646
67.6±0.5
0.00678
1.45847
1.46314
1.45637
67.7±0.5
0.00677
可见不同工艺类型石英玻璃差别甚小。
石英玻璃折射率与温度存在一定的依赖性,在不引起应力的情况下,温度每升高1℃,折射率的变化量称为折射率的温度系数。它是由于温度升高时,密度的变化和分子极化率的变化引起的。温度升高使密度减小,折射率下降;同时又使极化率增大,折射率增加。有关石英玻璃温度系数尚未见系统的测试报告,英国列出了20℃下,折射率的温度系数见下表,作花济夫在《玻璃手册》中给出了II型石英玻璃折射率与温度的依赖关系,并指出其折射率的温度系数在250℃和500℃时存在不连续。

波长/um 温度系数/*105-1 波长/um 温度系数/*105-1
0.200
0.230
0.250
-1.5
-1.3
-1.2
0.300
0.500
-1.1
-1.0

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