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光學(xué)成像要通過光學(xué)零件的折射和反射來實(shí)現(xiàn)，決定一種材料能否用來制造光學(xué)零件，要看它對(duì)要求成像的波段是否透明，或者在反射的情況下是否具有足夠高的反射率。
對(duì)于透射光學(xué)零件來說，透射材料的特性除了透過率之外，還有它對(duì)各種特征譜線的折射率，其中以D或d線的折射率nD或nd以及F線和C線的折射率差nF-nc作為其主要的光學(xué)性能參數(shù)，這是因?yàn)镕線和C線接近人眼光譜靈敏極限的兩端，而D線或d線在其中間，接近人眼靈敏的波長(zhǎng)，nd稱為平均折射率，nF-nc稱為平均色散。此外，將ϑd=(nd-1)/(nF-nc)稱為阿貝常數(shù)或平均色散系數(shù)，任意一對(duì)譜線的折射率差，如ng-nF稱為部分色散；部分色散和平均色散的比值稱為部分色散系數(shù)或相對(duì)色散。另外透射光學(xué)材料還應(yīng)有高度的光學(xué)均勻性，化學(xué)穩(wěn)定性和良好的物理性能，同時(shí)在材料中不應(yīng)有明顯的氣泡，條紋和內(nèi)應(yīng)力等缺陷。這些都對(duì)光學(xué)成像有缺陷。
透射光學(xué)零件應(yīng)用的材料一般有光學(xué)玻璃，光學(xué)晶體以及光學(xué)塑料，其中又以光學(xué)玻璃使用最多。
光學(xué)玻璃能透明的波段大約為0.35到2.5微米，在0.4微米以下時(shí)，已顯示出對(duì)光的強(qiáng)烈吸收。光學(xué)玻璃可以分為冕牌和火石兩大類，各大類又有好幾種類，一般而言，冕牌玻璃的特征是低折射率低色散，火石玻璃是高折射率高色散。隨著激光技術(shù)和光探測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種激光光學(xué)系統(tǒng)和紅外光學(xué)系統(tǒng)以及其他應(yīng)用特定波長(zhǎng)的光學(xué)系統(tǒng)越來越多，由于這些光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用波段不一定式可見光波段，像差校正的時(shí)候選擇的波長(zhǎng)一般不同于前述特征譜線的波長(zhǎng)，有必要利用公式求知玻璃對(duì)任意波長(zhǎng)的折射率?？梢杂卸喾N色散公式來計(jì)算玻璃對(duì)任意波長(zhǎng)的折射率，常用的是德國(guó)的Schott玻璃廠提出的色散公式，即n2= A0+ A1 λ2+ A2 λ-2+ A4 λ-4+ A6 λ-6
利用這一公式計(jì)算折射率，在波長(zhǎng)為400~750納米內(nèi)，可達(dá)±3×10-6精度，在365~400和750~1014納米內(nèi)可達(dá)±5×10-6精度。
光學(xué)晶體也是重要的透射材料，有些晶體的透明波段很寬，性能特異，有很多方面的應(yīng)用。另外由于部分光學(xué)晶體呈現(xiàn)明顯的各向異性，對(duì)入射光會(huì)產(chǎn)生雙折射，限制了它們?cè)诔上裣到y(tǒng)中的應(yīng)用。
光學(xué)塑料目前也已普遍應(yīng)用于許多光學(xué)儀器中，由于塑料鏡片可由模壓而得，所以生產(chǎn)率高，成本很低，同時(shí)塑料鏡片還具有重量輕，耐沖擊性好等優(yōu)點(diǎn)。光學(xué)塑料的缺點(diǎn)是其內(nèi)部透過率比玻璃要低，熱膨脹系數(shù)和折射率的溫度系數(shù)較光學(xué)玻璃大得多，其折射率隨環(huán)境的變化比玻璃要大數(shù)倍到數(shù)十倍。
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