에드몬드 옵틱스는 자사 웹사이트의 기술 서비스 기능을 최적화하기 위해 자사와 제3자의 쿠키를 이용합니다. EO의 쿠키 활용 방안에 관해 확인하십시오.

  • 내 정보
  •   
Resources / 어플리케이션 노트 / Optics / Optical Glass
Optical Glass
에드몬드 옵틱스 코리아

Optical Glass

Optical Glass 규격

Glass 종류별로 특성이 달라지므로 소재 선택이 중요합니다. Edmund Optics®는 매우 다양한 종류의 glass를 공급하고 있으며 다음과 같은 특성을 기준으로 선택할 수 있습니다.

Glass의 굴절률 및 Abbe number는 주로 설계자들에 의해 시스템 설계시의 자유도로 사용됩니다. 굴절률은 주어진 파장에서 특정 매질을 통과할 때의 빛의 속도에 대한 진공 속에서의 빛의 속도를 비율로 나타낸 것이며, 물질의 Abbe number는 특정 스펙트럼 범위에 대한 amount of dispersion (분산량)을 정량화합니다. 예를 들어, 굴절률이 높으면 빛을 더 효율적으로 휘게 하기 때문에 렌즈의 곡률을 크게 할 필요가 적어집니다. 굴절률이 큰 렌즈는 Spherical aberration이 작은 반면, 굴절률이 작은 매질을 통과할 때 빛은 더 빨라집니다. Abbe number가 크면 보통 color dispersion이 작고 color aberration이 감소합니다. 또한, glass 종류에 따라 투과 파장 영역이 달라집니다.

Glass의 밀도는 optical assembly의 무게를 결정하는 데 도움이 되며 렌즈 구경과 함께 무게에 민감한 용도에 아주 중요한 요소입니다. 밀도는 또한 일반적으로 glass와 함께 사용할 수 있는 능력을 나타내며 소재 원가와 어느 정도 비례합니다. 극한 온도 및 빠른 온도 편차가 뒤따르는 용도에서 glass의 팽창계수는 중요한 요소입니다. Opto-mechanical 디자이너들은 광학 기기를 설계할 때 이 점을 유념해야 합니다.

많은 유리 제조업체들이 서로 다른 상표로 동일한 소재 특성의 유리를 공급하고 있으며 대부분은 제품 및 공정을 환경 친화적으로 (납 및 비소를 사용 안함) 개량했습니다.

모든 종류의 glass 종류에 대한 필수값

Table 1: Glass Material Equivalants
Listed Glass NameGlass NumberSchott EquivalentOhara EquivalentCDGM Equivalent
N-BK7 517/642 N-BK7 S-BSL7 H-K9L
N-K5 522/595 N-K5 S-NSL 5 H-K50
N-PK51 529/770 N-PK51
N-SK11 564/608 N-SK11 S-BAL 41 H-BaK6
N-BAK4 569/561 N-BAK4 S-BAL 14 H-BaK7
N-BAK1 573/576 N-BAK1 S-BAL11 H-BaK8
N-SSK8 618/498 N-SSK8 S-BSM 28
N-PSK53A 618/634 N-PSK53A S-PHM52
N-F2 620/364 N-F2 S-TIM 2 H-F4
S-BSM18 639/554 S-BSM18 H-ZK11
N-SF2 648/338 N-SF2 S-TIM 22 H-ZF1
N-LAK22 651/559 N-LAK22 S-LAL54 H-LaK10
S-BAH 11 667/483 S-BAH 11 H-ZBaF16
N-BAF10 670/472 N-BAF10 S-BAH 10  H-ZBaF52
N-SF5 673/322 N-SF5 S-TIM 25 H-ZF2
N-SF8 689/312 N-SF8 S-TIM 28 H-ZF10
N-LAK14 697/554 N-LAK14 S-LAL14 H-LAK51
N-SF15 699/301 N-SF15 S-TIM35 H-ZF11
N-BASF64 704/394 N-BASF64
N-LAK8 713/538 N-LAK8 S-LAL8 H-LAK7
S-TIH 18 722/293 S-TIH 18
N-SF10 728/284 N-SF10 S-TIH 10 H-ZF4
N-SF4 755/276 N-SF4 S-TIH4 H-ZF6
N-SF14 762/265 N-SF14 S-TIH 14
N-SF11 785/258 N-SF11 S-TIH 11 H-ZF13
SF65A 785/261 SF65A S-TIH23
N-LASF45 800/350 N-LASF45 S-LAM66 H-ZLaF66
N-LASF44 803/464 N-LASF44 S-LAH 65 H-ZLaF50B
N-SF6 805/254 N-SF6 S-TIH 6 H-ZF7LA
N-SF57 847/238 N-SF57 S-TIH 53 H-ZF52
N-LASF9 850/322 N-LASF9 S-LAH71
S-NPH2 923/189 S-NPH2
N-SF66 923/209 N-SF66

Optical Glass 특성

오늘날, optical glass의 품질 및 무결성은 광학 기기 설계자들의 기본 전제 사항입니다. 거의 125년 전에 Otto Schott이 복합 유리를 체계적으로 연구 및 개발하면서 혁명이 시작되었습니다. 합성 및 생산 공정에서 그의 개발 노고는 유리 제조를 시도와 실수의 영역에서 오늘날과 같은 진정한 기술적 소재로서의 상태로 옮겨왔습니다. 이제 optical glass의 특성을 예측, 재현할 수 있고 동질성을 확보할 수 있는데 이는 기술 소재의 필수 요건입니다. optical glass를 특징 짓는 근본적인 특성은 다음과 같습니다.

굴절률

굴절률은 특정 매질을 통과할 때의 빛의 속도에 대한 진공 속에서의 빛의 속도를 비율로 나타낸 것이며, 빛이 광학 소재를 통과할 때 얼마나 느려지는지를 설명합니다. optical glasses의 굴절률인 nd은 587.6nm (Helium d-line)의 파장에서 지정됩니다. 굴절률이 작은 소재는 보통 "crowns"이라 부르며 굴절률이 큰 소재는 "flints"라 부릅니다. 당사 카탈로그의 부품들에 대한 일반적인 굴절률 tolerance는 ±0.0005입니다.

분산

분산이란 파장에 따른 굴절률의 편차를 나타냅니다. 분산은 (nd - 1) / (nF - nC)으로 정의되는 Abbe number, vd를 이용해 지정되며 이 때 nF 및 nC는 486.1nm (Hydrogen F-line) 및 656.3nm (Hydrogen C-line)에서의 굴절률입니다. Abbe number가 작으면 Dispersion은 커집니다. Crown glasses는 dispersion이 flints에 비해 작은 경향이 있습니다. 당사 카탈로그의 부품들에 대한 일반적인 Abbe tolerance는 ±0.8%입니다.

투과율

표준 optical glasses는 전체 VIS 스펙트럼, 그리고 NUV 및 NIR 이상의 영역에 걸쳐 높은 투과율을 제공합니다. Crown glasses는 flint glasses에 비해 NUV에서 보다 나은 투과율을 갖는 경향이 있습니다. Flint glasses는 높은 굴절률때문에 Fresnel reflection loss가 커져 항상 AR 코팅을 해야 합니다.

Sample Optical Glass Transmittance Curve
Sample Optical Glass Transmittance Curve
그림 1: 샘플 Optical Glass 투과 곡선

추가 특성

극한 환경에서 사용할 광학 부품을 설계할 때는 각각의 optical glass가 화학, 열 및 기계적 특성에서 약간씩 차이가 있다는 점을 인식하는 것이 중요합니다. 해당 특성들은 glass datasheet를 참조하십시오.

Table 2: Essential Values for All Types of Glass
Glass NameIndex of Refraction (nd)Abbe Number (vd)Density (g/cm3)Coefficient of Thermal Expansion*Max Operating Temp (°C)
CaF2 1.434 95.10 3.18 18.85 800
Fused Silica 1.458 67.70 2.20 0.55 1000
Schott BOROFLOAT® 1.472 65.70 2.20 3.25 450
S-FSL5 1.487 70.20 2.46 9.00 457
N-BK7 1.517 64.20 2.46 7.10 557
N-K5 1.522 59.50 2.59 8.20 546
B270/S1 1.523 58.50 2.55 8.20 533
Schott ZERODUR® 1.542 56.20 2.53 0.05 600
N-SK11 1.564 60.80 3.08 6.50 604
N-BAK4 1.569 56.10 3.10 7.00 555
N-BaK1 1.573 57.55 3.19 7.60 592
L-BAL35 1.589 61.15 2.82 6.60 489
N-SK14 1.603 60.60 3.44 7.30 649
N-SSK8 1.618 49.80 3.33 7.10 598
N-F2 1.620 36.40 3.61 8.20 432
BaSF1 1.626 38.96 3.66 8.50 493
N-SF2 1.648 33.90 3.86 8.40 441
N-LAK22 1.651 55.89 3.73 6.60 689
S-BaH11 1.667 48.30 3.76 6.80 575
N-BAF10 1.670 47.20 3.76 6.80 580
N-SF5 1.673 32.30 4.07 8.20 425
N-SF8 1.689 31.20 4.22 8.20 422
N-LAK14 1.697 55.41 3.63 5.50 661
N-SF15 1.699 30.20 2.92 8.04 580
N-BASF64 1.704 39.38 3.20 9.28 582
N-LAK8 1.713 53.83 3.75 5.60 643
N-SF18 1.722 29.30 4.49 8.10 422
N-SF10 1.728 28.40 3.05 7.50 454
S-TIH13 1.741 27.80 3.10 8.30 573
N-SF14 1.762 26.50 4.54 6.60 478
Sapphire** 1.768 72.20 3.97 5.30 2000
N-SF11 1.785 25.80 5.41 6.20 503
N-SF56 1.785 26.10 3.28 8.70 592
N-LASF44 1.803 46.40 4.46 6.20 666
N-SF6 1.805 25.39 3.37 9.00 605
N-SF57 1.847 23.80 5.51 8.30 414
N-LASF9 1.850 32.20 4.44 7.40 698
N-SF66 1.923 20.88 4.00 5.90 710
S-LAH79 2.003 28.30 5.23 6.00 699
ZnSe 2.403 N/A 5.27 7.10 250
Silicon 3.422 N/A 2.33 2.55 1500
Germanium 4.003 N/A 5.33 6.10 100

*10-6/°C
**Sapphire는 birefringent 소재입니다. 모든 스펙은 C 축에 평행한 상태에 해당합니다.

Optical Glass 선택

EO Abbe diagram with Coefficient of Thermal Expansion and Relative Partial Dispersion
그림 2: 열팽창 계수와 상대적 부분 분산으로 구성된 EO의 Abbe 다이어그램

광학 시스템은 전체 기능 특징에 맞춰 최적화해야 합니다. Geometrical aberration 및 color induced aberrations은 두 가지 이상의 glass를 사용해서만 보정할 수 있습니다. 대부분의 경우에 세 가지 이상의 glass가 사용됩니다. 서로 다른 용도의 광학 시스템에 대한 요구 사항은 범위가 매우 넓어 몇 종류의 glass로는 만족시킬 수가 없습니다. 이로 인해 폭넓은 종류의 유리가 개발되어 왔습니다. 전통적으로 이 점은 굴절률 대 분산 도표인 Abbe diagram에 나타나 있습니다.

1923년에 SCHOTT이 처음 소개한 Abbe diagram은 오랫동안 확립되어 온 optical glass 연구 프로그램입니다. Glass 종류는 Abbe number (vd)를 x축으로, 그리고 굴절률 (nd)을 y축으로 잡은 2차원 좌표에 표시됩니다. x축은 역방향으로 그려져 있어 왼쪽으로 갈수록 숫자가 커집니다.

Abbe diagram에서 glass 소재는 BK, SK, F, SF 등의 명칭으로 구분되어 있습니다. 이 "유리 제품군"은 파란색 선으로 규정된 Abbe diagram의 영역에 해당됩니다. crown glass 유형 (crown 유형의 경우 끝 글자가 독일어 "Kron"에서 따온 "K"임)과 flint glass 유형 (끝 글자가 "F"임)을 구분하는 중요한 선이 있습니다. 이 선은 아래쪽의 Abbe number 55에서 시작해 위로 이동하다 굴절률 1.60에서 Abbe number 50으로 옆으로 이동한 뒤 맨 위까지 이어집니다.

glass 이름의 앞 글자는 glass 종류별로 사용된 중요한 화학 성분을 나타냅니다 (F - Fluorine, P – Phosphorus, B – Boron, BA – Barium, LA – Lanthanum). 이 규칙에서 벗어나는 것은 crown - flint 계열의 glass 종류로서 K ("Kron")에서 KF ("Kronflint" – crownflint)로, 그리고 flints로 나아가며 납 함량이 늘어나고 이에 따라 밀도가 커집니다 (LLF ("Very light flint"), LF ("Light flint"), F ("flint") 및 SF ("Schwerflint" – heavy flint)). 또 하나의 편차는 SK 및 SSK glass 유형입니다 (SK ("무거운 crown") 및 SSK ("가장 무거운 crown")). LAK, LAF 및 LASF는 각각 Lanthanum crown, flint 및 고밀도 flint glass 유형을 의미합니다.

본 콘텐츠가 도움이 되었습니까?

Spherical optics, aspheric lenses, prisms, imaging lenses, imaging 및 laser optics assemblies, 그리고 mechanics는 EO 전문 제품의 일부에 지나지 않습니다.

광학 산업 분야에서 적외선 용도의 소재에 대한 수요가 증가함에 따라, 적절한 소재 선택 방법을 알아보고 최신 정보를 확인하십시오.

저희가 디자인하고 제조하며 운반까지 합니다. EO는 세계에서 가장 큰 기성 광학 부품 업체입니다.

EO는 필요한 광학 부품을 바로 공급할 수 있습니다. 기성 광학 부품으로 설계 비용 및 배송 시간을 단축하십시오. (PDF 1.12MB)

제품 견적 요청은?

Edmund Optics Facebook Edmund Optics Twitter Edmund Optics YouTube Edmund Optics LinkedIn Edmund Optics Google+ Edmund Optics Instagram

×