環(huán)?;瘜⑹枪鈱W玻璃行業(yè)未來發(fā)展最主要的方向之一
光學玻璃是能改變光的傳播方向,并能改變紫外、可見或紅外光的相對光譜分布的玻璃。光學玻璃是光電技術產(chǎn)業(yè)的基礎和重要組成部分。特別是在20世紀90年代以后,隨著光學與電子信息科學、新材料科學的不斷融合,作為光電子基礎材料的光學玻璃在光傳輸、光儲存和光電顯示三大領域的應用更是突飛猛進,成為社會信息化尤其是光電信息技術發(fā)展的基礎條件之一。
光學玻璃的發(fā)展和光學儀器的發(fā)展是密不可分的。光學系統(tǒng)新的改革往往向光學玻璃提出新的要求,因而推動了光學玻璃的發(fā)展,同樣,新品種玻璃的試制成功也也往往反過來促進了光學儀器的發(fā)展。
隨著光電技術的突飛猛進,光學玻璃材料的應用領域不斷擴展,特別是具有照相功能的智能終端普及應用,一定程度上推動了光學鏡頭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,成為光學玻璃行業(yè)發(fā)展的重要推動力。高端環(huán)保光學玻璃技術含量高,附加值大,其銷售價格可達到傳統(tǒng)光學玻璃的數(shù)十倍,是目前光學玻璃行業(yè)主要的利潤增長點,已成為光學玻璃行業(yè)的主流產(chǎn)品,并將成為此產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向。傳統(tǒng)普通光學玻璃由于技術含量低,使用功能有限,已經(jīng)逐步被技術含量更高、使用功能更廣泛的鑭系及環(huán)保類特種光學玻璃所替代。
隨著國內(nèi)信息化建設的持續(xù)推進,光電技術突飛猛進,光學玻璃的應用領域不斷擴展。特別是安防監(jiān)控、車載鏡頭、拍照手機等光電子產(chǎn)品中光學玻璃使用量約占鑭系及環(huán)保類特種光學玻璃總銷售量的70%,形成需求的主流市場。加速推動了光學鏡頭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,成為光學玻璃行業(yè)發(fā)展的重要推動力。
隨著現(xiàn)代光學、光電子及信息技術的發(fā)展而興起的光電數(shù)碼產(chǎn)品和信息產(chǎn)品所應用的技術含量高、制作難度大、光學性能優(yōu)越的光學材料,一般是指鑭系光學玻璃、環(huán)保系列光學玻璃、低熔點及磷酸鹽光學玻璃等。
為了降低成本、增強競爭力,全球的光電相關產(chǎn)業(yè)紛紛向中國大陸進行轉移。其中日本的佳能、奧林巴斯、理光、尼康、美能達、索尼等公司紛紛將數(shù)碼相機、LCD投影機等產(chǎn)品轉入中國大陸沿海地區(qū)。目前我國光學材料的開發(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材料生產(chǎn)廠家相比,無論是從光學玻璃品種還是生產(chǎn)工藝及設備等方面都存在著明顯的差距。
目前,光學材料的種類多達幾十種:無色光學玻璃和有色光學玻璃,紅外光學材料,光學晶體,光學石英玻璃,人造光學石英晶體,微晶玻璃,光學塑料,光學纖維,航空有機玻璃,乳白漫射玻璃以及有關液體材料等。其中光學玻璃在成像元件中使用得最多。塑料透鏡的質量在很多地方可以達到玻璃透鏡的質量要求,特別是在眼鏡行業(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玻璃廣泛。
隨著人類對生存環(huán)境保護意識的日趨加強,發(fā)達國家陸續(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,則要求在光學儀器及光電產(chǎn)品中必須使用環(huán)?;鈱W玻璃。
光學材料中的稀土光學玻璃,也稱為鑭系光學玻璃,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,改善儀器的成像質量,使鏡頭小型化、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)碼復印機、CD-ROM和DVDROM讀取鏡頭中廣泛應用的高端光學電子信息材料,近期又被用于可拍照手機的光學系統(tǒng),其發(fā)展前景相當可觀。它隨著光電信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,已逐漸成為光學材料的主導產(chǎn)品。
我國鑭系光學玻璃的生產(chǎn)到20世紀末一直處于工藝技術落后、設備陳舊、產(chǎn)量小、品種少、質量低、成本高的狀況。該玻璃在高溫熔制過程中粘度小、易析晶、成型困難,光學常數(shù)波動大,色散差,氣泡與條紋不易消除,并對熔制用的陶瓷坩堝腐蝕嚴重。因此使用傳統(tǒng)生產(chǎn)設備和工藝無法解決產(chǎn)量低、質量差、成本高等問題。高端光學產(chǎn)品所需的光學玻璃和光學原器件基本上需從國外進口。
未來新型光學玻璃,包括未來光學和光電子等光電信息技術領域中可能應用到的光學玻璃、電子玻璃、半導體玻璃陶瓷、激光玻璃、I線高均勻玻璃、高透過低光學系數(shù)玻璃、DWDM薄膜濾光片、玻璃陶瓷襯基、超低膨脹玻璃陶瓷、玻璃光盤(用于磁頭浮動測試)、PLC用玻璃陶瓷襯基和負熱膨脹玻璃陶瓷等,這些產(chǎn)品在國外的一些大公司正在開發(fā)研究,部分產(chǎn)品已開始應用。光學材料已經(jīng)向高精密、多功能的光電信息材料方向發(fā)展。
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