Techniklexikon

Glas, optisches

Optik, strahlungsdurchlässiger, amorpher, fester und weitgehend homogener Stoff, der aus einer Schmelze hervorgeht und durch plastische und mechanische Verfahren geformt werden kann. Das optische Glas unterscheidet sich vom einfachen Glas durch hohe Reinheit der verwendeten Materialien, hohe Lichtdurchlässigkeit, Durchsichtigkeit sowie durch Spannungs- und Schlierenfreiheit. Die einzelnen optischen Gläser mit speziellen Werten bei den Kennzahlen wie Brechzahl n_d, Abbesche Zahl n_d, Dispersion und dem Transmissionsbereich werden als Glastypen bezeichnet, die in einem zweidimensionalen Glasdiagramm bezüglich ihrer Kennzahlen geordnet sind (Abb.). Ursprünglich unterschied man die optischen Gläser in Krongläser mit schwacher Brechkraft und kleiner Dispersion und Flintgläser mit starker Brechkraft und hoher Dispersion. Heute versteht man unter Flintgläsern solche mit einem hohen Bleioxidanteil und einer Abbeschen Zahl kleiner als 50. Optische Gläser sind nicht frei von Absorption und Streuung und werden deshalb durch den wellenlängenabhängigen Retransmissionsgrad, der nach Lambert mit der durchstrahlten Dicke abnimmt, gekennzeichnet.

Die Schmelze zur Gewinnung optischer Gläser besteht aus Glasbildnern und Flussmitteln, in denen der Glasbildner bereits bei Temperaturen unterhalb seines Schmelzpunktes schmilzt. Als Glasbildner dienen Kiesel- und Borsäure, denen zur Variation der optischen Eigenschaften z. B. Alkali-, Erdalkali- und Bleioxide zugesetzt werden. Um eine gute Durchlässigkeit im UV- und IR-Bereich zu erreichen, benutzt man z.B. Siliciumoxid oder Lithiumfluorid. Zusätzliche Stabilisatoren dienen dazu, das Glas chemisch beständig zu machen. Wichtig bei der Herstellung von optischen Komponenten wie Linsen und Prismen ist die optimale Führung des Schmelz- und Abkühlvorganges, um eventuellen Spannungen vorzubeugen und die Isotropie des Glases zu gewährleisten. Zur Formgebung benutzt man plastische Verfahren, z.B. das Pressen und Blasen, und mechanische Verfahren wie das Trennen und Fräsen. [KB2]

Glas, optisches: Glasdiagramm (n_d, n_d) für verschiedene optische Gläser.