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Optische Gläser

Optische Gläser

Optische Gläser werden zur Fertigung von optischen Bauteilen (wie Linsen, Prismen, Planplatten und Spiegel) für optische Systeme, wie z.B. Objektive, Mikroskope oder Fernrohre benötigt. Optische Gläser unterscheiden sich bis auf einige Ausnahmen chemisch nicht von normalem Glas, aus dem etwa Fensterscheiben herstellt werden, jedoch werden durch gezielt eingebrachte chemische Zusätze seine optischen Eigenschaften, wie Brechungsindex und Dispersion (Farbstreuvermögen) genau eingestellt. Zusätzlich werden möglichst hochreine Rohstoffe verwendet um eine möglichst hohe Lichtdurchlässigkeit und Farbstichfreiheit zu gewährleisten. Die optischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften werden zusätzlich von den Herstellern genau kontrolliert und dokumentiert.
Es gibt heute fast 300 optische Gläser. SCHOTT bietet derzeit ca. 120, und OHARA ca. 160 verschiedene Vorzugsgläser an, die lagerhaltig und jederzeit lieferbar sind.
Optische Gläser basieren hauptsächlich auf den zwei wichtigsten Glasfamilien Kronglas K (engl. crown) und Flintglas F (engl. flint für das chemische Element Blei). Zusätzlich wird bei der Bezeichnung der SCHOTT-Gläser mit dem Zusatz "S" für „Schwer“ ein hoher Brechungsindex und mit "L" für „Leicht“ ein niedriger Brechungsindex angezeigt. Zusätzliche chemische Komponenten, die entscheidend für die optischen Eigenschaften sind, werden bei der Bezeichnung den Hauptglassorten vorangestellt (z. B. Barium-Kronglas N-BaK4 bzw. S-BAL14 oder Fluor-Kronglas FK).
Der japanische Glashersteller OHARA hat optische Gläser ebenfalls in Gruppen eingeteilt. Für jeden Glastyp wurden ein oder zwei darin enthaltene chemische Elemente ausgewählt, welche für dessen Eigenschaften besonders wichtig sind. Der dritte Buchstabe bezeichnet die Brechzahl-Lage jedes Glastyps innerhalb seiner Gruppe: "L" für niedrige, "M" für mittlere und "H" für hohe Brechzahl. Zusätzlich ordnen wir jedem Glastyp innerhalb einer gegebenen Glasfamilie eine ein oder zweistellige Zahl zu. Somit ist jeder Glastyp durch die vorgenannten drei Buchstaben plus einer ein oder zweistelligen Zahl gekennzeichnet.
Umweltverträgliche arsen- und bleifreie optische Gläser werden zusätzlich bei Schott mit "N-" (z. B. N-BK7) bzw. "S-" bei Ohara (z. B. S-BSL7) gekennzeichnet. Als Ersatz für Bleioxid wird zur Erhöhung der Brechzahl zunehmend Titandioxid TiO2 verwendet, das ungiftig und unschädlich für die Umwelt ist.
Unter den optischen Gläsern ist N-BK7 von SCHOTT, bzw. S-BSL7 von OHARA am bekanntesten. Dieses Borosilikat-Kronglas mit einer Brechzahl nd = 1,52 und einer ungewöhnlich niedrigen Dispersion vd = 64 wird gerne für planoptische Komponenten, wie Prismen, optische Fenster, optische Plansubstrate, Planparallelplatten und als Substrate für optische Spiegel verwendet.

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Abbildung: Optische Gläser -

Chemische Zusammensetzung von N-BK7

SCHOTT N-BK7 Menge in Gew.%
SiO2 70%
B2O3 10%
Na2O 8,4%
K2O 8,4%
BaO 2,5%
geringe Mengen anderer Zusätze 0,5%

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