光学石英玻璃（JC/T 185—2013）
1 范围
本标准规定了光学石英玻璃的术语和定义、产品分类、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存等。
本标准适用于光在同一方向通过的光学石英玻璃。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
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GB/T 5949 透明石英玻璃气泡、气线检验方法
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GB/T 7962.9 无色光学玻璃测试方法 第9部分：光吸收系数
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GJB 53A 掺钨石英玻璃管规范
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1 颗粒不均匀性
用光学投影仪观察光学石英玻璃时，呈现的斑点状或鱼鳞状的影像。
3.2 荧光
光学石英玻璃在253.7 nm紫外光的激发下，在大干激发波长区发出的光。
4 产品分类
4.1 光学石英玻璃按其光谱透射比范围，分为不同的牌号，其牌号、名称及特征如表1所示。
表1 光学石英玻璃牌号分类
| 牌号 | 名称 | 特征 |
|---|---|---|
| ZS | 紫外光学石英玻璃 | 在185 nm～380 nm波长范围内无吸收带 |
| HS | 红外光学石英玻璃 | 在2600 nm～2800 nm波长范围内无明显吸收带 |
| KS | 可见光学石英玻璃 | 在可见光谱范围内无明显吸收带 |
4.2 各种牌号的光学石英玻璃按不同的质量指标分类如下：
a) 气泡：分四类；
b) 光谱透射比：紫外光学石英玻璃——分四类；红外光学石英玻璃——分两类；
c) 光学均匀性：以实际分辨角（φ）与理论分辨角（φw）之比表示时分五类；以玻璃中各部位之间折射率微差Δπ示时分为四类；
d) 双折射：分五类；
e) 条纹：分两类；
f) 颗粒不均匀性：分两类；
g) 荧光特性：分两类；
5 技术要求
5.1 规格尺寸及外观质量
5.1.1 订货方应在图纸上标明工作区，非工作区。在非工作区内不进行技术条件的测试，并允许有不影响玻璃强度的缺陷和粗条纹层、薄膜杂质等，加工时须去掉的区域允许有任何的缺陷。
5.1.2 光学石英玻璃的工作面或欲进行性能测试的面，应细磨和抛光。
5.1.3 光学石英玻璃的规格尺寸及公差由供需双方商定。
5.1.4 试样表面缺陷(破损层、小裂纹等)的深度应不大于表2中的规定。
表2 表面缺陷允许深度
| 质量 kg | 0.2 以下 | 0.2 ~ 0.5 | 0.5 ~ 1.0 | 1.0 ~ 4.0 | 4.0 以上 |
|---|---|---|---|---|---|
| 工作面 mm | 0.3 | 1.0 | 1.5 | 1.7 | 2.0 |
| 非工作面 mm | 0.5 | 1.5 | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
5.2 气泡
各种牌号的光学石英玻璃按气泡的大小及个数分为四类。如表3所示。
表3 气泡分类要求
| 类别 | 100 g 玻璃中允许气泡的直径(mm)及个数 | 100 g 玻璃中允许透明杂质及不透明杂质的直径(mm)及个数 | 1 kg 玻璃中允许 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.03~0.30 | 0.31~0.70 | >0.70 | 总数(个) | 0.3~0.7 | 0.8~1.0 | 1.1~3.0 | 3.1~5.0 | |
| 1° | 不允许 | 不允许 | 不允许 | 不允许 | 不允许 | 不允许 | 不允许 | 不允许 |
| 2° | 总数以内 | 不允许 | 不允许 | 5 | 不允许 | 不允许 | 不允许 | 不允许 |
| 3 | 总数以内 | 不允许 | 不允许 | 30 | ≤2 | 1 | 1 | 不允许 |
| 4 | 总数以内 | ≤5 | 不允许 | 100 | ≤5 | ≤2 | 1 | 1 |
注1：指长气泡或杂质，取最长轴和最短轴的算术平均值为直径。
注2：透明及不透明杂质包括：薄膜、蓝斑、气泡夹杂物、气泡群、晶体颗粒、灰白点、透明斑、褐色斑、黑点。
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对于1和2类玻璃不允许有带双折射区域的杂质。
5.3 光谱透射比
5.3.1 ZS紫外光学石英玻璃，当厚度为10 mm时，按光谱透射比的大小分为四类。如表4所示。
表4 紫外光学石英玻璃光谱透射比要求
| 类别 | 光谱透射比 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 185.0nm | 200.0nm | 215.0nm | 240.0nm | 300 nm~380 nm | |
| 1 | ≥83% | ≥86% | ≥87% | ≥89% | ≥90% |
| 2 | ≥70% | ≥81% | ≥81% | ≥82% | ≥90% |
| 3 | ≥20% | ≥40% | ≥65% | ≥82% | ≥90% |
| 4 | 不要求 | ≥16% | ≥36% | ≥66% | ≥90% |
5.3.2 HS红外光学石英玻璃，当厚度为10 mm时，按光谱透射比的大小分为两类。如表5所示。
表5 红外光学石英玻璃光谱透射比要求
| 类别 | 光谱透射比 (2600 nm~2800 nm) |
|---|---|
| 1 | ≥85% |
| 2 | ≥80% |
5.3.3 各牌号的光学石英玻璃，当厚度为10 mm时，在可见光谱范围内的透射比不小于91%。
5.4 光学均匀性
5.4.1 各种牌号的光学石英玻璃，光学均匀性以实际分辨角 φ 与理论分辨角 φ₀ 之比分为五类。如表6所示。
表6 光学均匀性分类(分辨角比)
| 类别 | φ/φ₀ 不大于 | 焦点衍射图像质量 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 1 | 1.0 | 图像应呈明亮的圆斑点，其周围有同心的、不同断的、肉眼看不出的不同的窄圆形光环 | 试样光程不超过20 mm |
| 2 | 1.0 | ||
| 3 | 1.1 | ||
| 4 | 1.2 | 不限 | 试样光程不超过60 mm |
| 5 | 1.3 |
5.4.2 各种牌号的光学石英玻璃以玻璃中各部位之间折射率微差 Δn 表示时分为四类。如表7所示。
表7 光学均匀性分类(折射率微差)
| 类别 | 折射率最大微差 Δn |
|---|---|
| 1 | ≤2×10⁻⁶ |
| 2 | ≤5×10⁻⁶ |
| 3 | ≤10×10⁻⁶ |
| 4 | ≤20×10⁻⁶ |
5.5 双折射
各种牌号的光学石英玻璃按双折射分为五类。如表8所示。
表8 双折射分类要求
| 类别 | 双折射 nm/cm |
|---|---|
| 1 | ≤2 |
| 1⁴ | ≤4 |
| 2 | ≤6 |
| 3 | ≤10 |
| 4 | ≤20 |
5.6 条纹
各种牌号的光学石英玻璃按条纹分为两类。如表9所示。
表9 条纹分类要求
| 类别 | 条纹特征 |
|---|---|
| 1 | 不允许出现条纹 |
| 2 | 允许有单独条纹，数值为1 kg 玻璃中不超过10条，宽度小于1 mm |
5.7 颗粒不均匀性
各种牌号的光学石英玻璃按颗粒不均匀性分为两类。如表10所示。
表10 颗粒不均匀性分类要求
| 类别 | 颗粒不均匀特征 |
|---|---|
| 1 | 不允许有不均匀颗粒 |
| 2 | 允许有不均匀颗粒 |
5.8 荧光特性
各种牌号的光学石英玻璃按荧光特性分为两类。如表11所示。
表11 荧光特性分类要求
| 类别 | 荧光特性 |
|---|---|
| 1 | 不允许有荧光 |
| 2 | 允许有荧光 |
5.9 光吸收系数
各种牌号光学石英玻璃的光吸收系数由供需双方商定。
6 试验方法
6.1 规格尺寸
用精度不大于1 mm的测量工具测量。
6.2 外观质量及气泡
按GB/T 5949的规定检验。
6.3 光谱透射比
使用测量精度不低于±1%双光路分光光度计测定试样在各个光谱范围的光谱透射比。试样在测量方向上应是抛光的平行平面，测试区域无明显的纹理、气泡和夹杂物。两个测量平面的平行度不大于2'。
6.4 光学均匀性
6.4.1 采用平行光管法检测。按光学石英玻璃的实际分辨角 φ 与理论分辨角 φ₀ 的比值确定。检验时，使用口径适当的平行光管，放大倍数为10～20倍的自镜，根据试样尺寸选择分辨率板、星点板及光栅。观察并确定试样的实际分辨角 φ，计算出 φ/φ₀ 的比值。当比值 φ/φ₀=1.0 时，再用星点板观察星点的衍射图像，观察并记录其中明亮圆斑外面的同心圆环是否出现断裂、尾翘、畸角或扁圆变形等现象。试样两测面应精抛光，平行度不大于1'。
6.4.2 采用装条平面干涉法检测，见附录A。
6.5 双折射
使用测量精度不低于±3 nm/cm的偏光应力仪检验试样的双折射，以每厘米的最大光程差确定试样的双折射值。
6.6 条纹
条纹按表12规定的条件进行检验。
表12 条纹检验条件
| 光栅直径 | 光栅到投影屏距离 | 试样到投影屏距离 | 最低照度(LX) |
|---|---|---|---|
| 2 mm | 750 mm | 250 mm | 75 |
| 试样放入液槽后50 |
检验时，试样应细磨或抛光，折射液与试样的折射率之差不大于 2×10⁻³，允许试样转动 45° 或更大的角度。
6.7 颗粒不均匀性
使用检验条纹度相同的方法及条件，检验光学石英玻璃的颗粒不均匀性。
6.8 荧光特性
按 GB 534 的规定用荧光分光光度计测定有无荧光。
6.9 光吸收系数
按 GB/T 7962.9 的规定检验。
7 检验规则
7.1 检验分类
检验按类型分为出厂检验和型式检验。
7.2 检验项目
7.2.1 出厂检验
包括规格尺寸、气泡和外观质量及光谱透射比。
7.2.2 型式检验
型式检验项目包括本标准第 5 章的所有要求。在下列情况下进行型式检验：
a) 生产工艺或原材料有较大改变量；
b) 正常生产时，每年至少进行两次；
c) 停产半年以上，恢复生产时；
d) 出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时。
7.3 抽样与组批规则
7.3.1 每一批光学石英玻璃应进行光学均匀性、双折射、条纹、颗粒不均匀性、气泡及规格尺寸等项检验。
7.3.2 光学石英玻璃光谱透射比和荧光特性抽样检验。以同批次原料、相同工艺、在基本相同时间内生产的玻璃为同一批次。每批次抽取一个样品。
7.4 判定规则
7.4.1 全检项目中有一项不符合要求，视该块光学石英玻璃为不合格。
7.4.2 抽检项目中有一项不符合要求，取加倍数量的试样进行重复检验，重复检验结果应全部符合要求，否则该批产品不合格。
8 标志、包装、运输和贮存
8.1 标志
8.1.1 产品标志
每批光学石英玻璃应附有产品合格证。合格证上应注明：生产厂家、产品名称、商标、产品牌号、生产日期(或批号)、各项质量指标数据、执行标准及检验员编号等。
8.1.2 包装标志
包装箱上应用明显的收发货标志和"玻璃制品"、"小心易碎"、"勿翻动"和"防潮湿"等字样。
8.2 包装
光学石英玻璃的包装应避免玻璃的破损、划伤及污染；多块玻璃同时包装时，每块应有单独的包装或每块之间有有效的隔离措施。包装箱内应附有产品合格证。
8.3 运输
在运输中应注意不使产品损坏。
8.4 贮存
产品应贮存在干燥、通风良好、无腐蚀性气体的室内。
附录A (规范性附录)
光学均匀性 要素平面干涉法
A.1 原理
本部分采用要素平面干涉仪测量光学石英玻璃的光学均匀性。样品垂直放置在干涉仪的测试光路中，当样品的折射率分布不均匀时，两次通过样品反射回来的光波波前不再是严格的平面，而是变成一个曲面。分别测试样品前表面波前 M₁(x, y)、后表面波前 M₂(x, y)、反射波前 M₃(x, y) 及空腔波前 M₄(x, y)，计算玻璃材料光学均匀性 Δn。
A.2 仪器
要素平面干涉仪测量光学均匀性的光学系统原理见图 A.1。
说明：
1——光源，He-Ne 激光，λ = 632.8 nm；
2——准直系统；
3——标准透射镜；
4——标准反射镜；
5——测试样品；
6——数据采集处理系统。
图 A.1 仪器光学系统原理图
A.3 要求
A.3.1 仪器空测最大误差：PV=0.1λ。
A.3.2 样品两通光面抛光，平行度：1' - 2'，面积不大于1λ。
A.3.3 测试条件：测定室温度波动：ΔT < 1°C/h，样品恒温时间不小于12h。
A.4 测量方法
