光學(xué)材料市場及其�(yīng)�
新型光學(xué)材料是指�10年來,隨著�(xiàn)代光�(xué)、光電子及信息技�(shù)的發(fā)展而興起的光電�(shù)碼產(chǎn)品和信息�(chǎn)品所�(yīng)用的技�(shù)含量�、制作難度大、光�(xué)性能�(yōu)越的光學(xué)材料,一般是指鑭系光�(xué)玻璃、環(huán)保系列光�(xué)玻璃、低熔點及磷酸鹽光學(xué)玻璃��
在過去的10多年�,光電信息技�(shù)取得了很大的成就。為了適�(yīng)這一迅速發(fā)展的要求,必須在較寬的前沿�(lǐng)�?qū)で笮碌耐黄?如傳�、開�(guān)、數(shù)�(jù)存儲和顯示技�(shù)�。由于現(xiàn)代光�(xué)工業(yè)同電子工�(yè)、信息技�(shù)、通信技�(shù)的緊密結(jié)�,光電子技�(shù)、光子技�(shù)、電子工�(yè)技�(shù)在光�(xué)制造上的應(yīng)�,突破了在光�(xué)元件和光�(xué)加工行業(yè)中的傳統(tǒng)觀念,例如從成像元件到功能元件,從被動元件到主動元件�
目前,非球面、衍射光�(xué)元件、用超高精密薄膜技�(shù)加工的WDM波分�(fù)用器�、用新一代光刻設(shè)備制造的超高精度光學(xué)元件等主�(dǎo)著新一代光�(xué)元件的主�。從某種意義上講,目前的光子技�(shù)還處于發(fā)展階段�
目前,光�(xué)材料的種類多達幾十種:無色光�(xué)玻璃和有色光�(xué)玻璃,紅外光�(xué)材料,光�(xué)晶體,光�(xué)石英玻璃,人造光�(xué)石英晶體,微晶玻�,光�(xué)塑料,光�(xué)纖維,航空有機玻�,乳白漫射玻璃以及有�(guān)液體材料�。其中光�(xué)玻璃在成像元件中使用得最�。塑料透鏡的質(zhì)量在很多地方可以達到玻璃透鏡的質(zhì)量要�,特別是在眼鏡行�(yè),大有取而代之的趨勢,但是由于它受到折射率低、散射高、不均勻性以及其它方面的使用限制,所以使它的使用范圍不如光學(xué)玻璃廣泛�
為了降低成本、增強競爭力,全球的光電相�(guān)�(chǎn)�(yè)紛紛向中國大陸進行�(zhuǎn)移。其中日本的佳能、奧林巴�、理�、尼康、美能達、索尼等公司紛紛將數(shù)碼相機、LCD投影機等�(chǎn)品轉(zhuǎn)入中國大陸沿海地區(qū)。目前我國光�(xué)材料的開�(fā)水平與發(fā)達國家相比還存在著一定的差距,特別是與日本和德國等國際知名光學(xué)材料生產(chǎn)廠家相比,無論是從光�(xué)玻璃品種還是生產(chǎn)工藝及設(shè)備等方面都存在著明顯的差��
鑭系光學(xué)玻璃
光學(xué)材料中的稀土光�(xué)玻璃,也稱為鑭系光�(xué)玻璃,在其組分中含有較多的稀土氧化鑭具有高折射率低色散的特性。其特點是能有效地擴大鏡頭的視場,改善儀器的成像�(zhì)�,使鏡頭小型�、輕量化,是目前在數(shù)碼攝相機、數(shù)碼照相機、掃描儀、LCD投影儀、數(shù)碼復(fù)印機、CD-ROM和DVDROM讀取鏡頭中廣泛�(yīng)用的高端光學(xué)電子信息材料,近期又被用于可拍照手機的光�(xué)系統(tǒng),其�(fā)展前景相�(dāng)可觀。它隨著光電信息�(chǎn)�(yè)的迅猛發(fā)�,已逐漸成為光學(xué)材料的主�(dǎo)�(chǎn)��
我國鑭系光學(xué)玻璃的生�(chǎn)�20世紀(jì)末一直處于工藝技�(shù)落后、設(shè)備陳�、產(chǎn)量小、品種少、質(zhì)量低、成本高的狀況。該玻璃在高溫熔制過程中粘度�、易析晶、成型困�,光學(xué)常數(shù)波動�,色散差,氣泡與條紋不易消除,并對熔制用的陶瓷坩堝腐蝕�(yán)重。因此使用傳�(tǒng)生產(chǎn)�(shè)備和工藝無法解決�(chǎn)量低、質(zhì)量差、成本高等問�。高端光�(xué)�(chǎn)品所需的光�(xué)玻璃和光�(xué)原器件基本上需從國外進口�
�(huán)保系列光�(xué)玻璃
隨著人類對生存環(huán)境保護意識的日趨加強,�(fā)達國家陸�(xù)頒布實施了環(huán)保法。如果禁止在玻璃中使用對人體有害的氧化鉛和氧化砷,則要求在光�(xué)儀器及光電�(chǎn)品中必須使用�(huán)?;鈱W(xué)玻璃。為達到這一�(guī)�,世界上生�(chǎn)光學(xué)玻璃的主要廠�,近年來已�(jīng)開發(fā)出了多種系列的環(huán)保光�(xué)玻璃。其中日本的OHARA公司�1993年開始就已向市場提供�31個品種的無鉛、無砷的�(huán)保光�(xué)玻璃�1996年生�(chǎn)的環(huán)保光�(xué)玻璃已達到了93個品種,1997年在�(chǎn)品目錄中�111個品種的光學(xué)玻璃中已全部不含鉛和�,已處于世界�(lǐng)先地��
日本的HOYA公司在產(chǎn)品目錄的101個品種中,�1994年開始就已推�31個品種的�(huán)保玻�,2002年已全部實現(xiàn)了無鉛和無砷的環(huán)保光�(xué)玻璃。德國SHOTT公司�20世紀(jì)80年代開始開發(fā)�(huán)保型玻璃,2000年在�(chǎn)品目錄的87個品種中,已有67個品種屬于無鉛和無砷的環(huán)保光�(xué)玻璃。所以光�(xué)玻璃�(huán)?;咽鞘澜绻鈱W(xué)材料行業(yè)�(fā)展的必然趨勢�
從化�(xué)�(wěn)定性、高折射率高色散和價格等方面考慮,在普通光�(xué)玻璃中需加入PbO;從改善氣氛條�、澄清除泡等方面考慮,在普通光�(xué)玻璃中需加入As2O3。而氧化鈦屬于變價�(tài)氧化�,加入過多將使生�(chǎn)技�(shù)的難度大大增�,所出現(xiàn)的問題是在短波范圍內(nèi)透過率下�,玻璃的耐失透�、透明性和除泡性變差。特別是鉑熔制坩堝易對玻璃產(chǎn)生污染使玻璃著色,在�(chǎn)品出口時著色度達不到要求�
磷酸鹽光�(xué)玻璃
磷酸鹽和氟磷酸鹽光學(xué)玻璃都屬于低色散光學(xué)玻璃,具有特殊的相對部分色散。短波方向的相對部分色散比一般冕牌玻璃大,可用它來消除二級光譜的特殊色散。磷酸鹽光學(xué)玻璃一般具有較低的軟化溫度,可用于精密模壓成型,其良好的性能還表�(xiàn)在具有較高的熒光強度、熒光峰值位于短波長的一�(cè)和負(fù)的折射率及溫度系�(shù)。由于磷酸鹽和氟磷酸鹽光�(xué)玻璃在物化性能和制造工藝上難度較大,所以目前只有日本的HOYA、德國的肖特等廠家能夠批量生�(chǎn)。近年來,日本、韓國對氟磷酸鹽光學(xué)玻璃的詢價大幅增�,表明國�(nèi)外廠家對氟磷酸鹽光學(xué)玻璃的需求呈上升趨勢�
未來新型光學(xué)玻璃,包括未來光學(xué)和光電子等光電信息技�(shù)�(lǐng)域中可能�(yīng)用到的光�(xué)玻璃、電子玻�、半�(dǎo)體玻璃陶瓷、激光玻�、I線高均勻玻璃、高透過低光�(xué)系數(shù)玻璃、DWDM薄膜濾光�、玻璃陶瓷襯�、超低膨脹玻璃陶瓷、玻璃光�(用于磁頭浮動測試)、PLC用玻璃陶瓷襯基和�(fù)熱膨脹玻璃陶瓷等,這些�(chǎn)品在國外的一些大公司正在開發(fā)研究,部分�(chǎn)品已開始�(yīng)��
光學(xué)材料已經(jīng)向高精密、多功能的光電信息材料方向發(fā)�。其中用于液晶顯示基板的高精密薄板玻�、高品質(zhì)鑭系光學(xué)玻璃生產(chǎn)工藝、低熔點光學(xué)玻璃、非球面壓型工藝、環(huán)保型光學(xué)玻璃、高密度光磁盤玻�、磷酸鹽光學(xué)玻璃、熱成像用紅外玻璃、微光夜視用光學(xué)玻璃、特種光纖玻�,梯度折射率玻璃、磁光和聲光玻璃�,都是國外近些年來開�(fā)生產(chǎn)的新型光�(xué)材料和先進的生產(chǎn)工藝�
這些技�(shù)的創(chuàng)新成果滿足了軍民高科技的發(fā)展需�。我國在新型光學(xué)光電信息材料�(fā)展方面與國外相比還存在著較大的差�,其中液晶顯示基板的高精密薄板玻璃、低熔點光學(xué)玻璃、非球面壓型工藝、磷酸鹽光學(xué)玻璃、高密度光磁盤玻璃在國內(nèi)還處于空�。環(huán)保型光學(xué)玻璃、鑭系光�(xué)玻璃的品種和�(zhì)量及熔煉工藝技�(shù)還有待進一步提�,很多�(chǎn)品還有待進一步開�(fā)�