石英玻璃在光学领域的应用

石英玻璃是一种特殊的工业技术玻璃，由单一组分的二氧化硅组成, 具有一系列特殊的理化性质, 并被誉为 “玻璃之王” 由新材料领域的专家撰写.

石英玻璃具有一系列优异的光学性能. 与普通玻璃相比, 高纯度石英玻璃在非常宽的远紫外光谱中具有良好的透射率 (160纳米) 到远红外线 (5微米), 这在一般光学玻璃中是没有的. 优异的光谱透过率和光学均匀性使石英玻璃在许多光学器件领域得到广泛应用.

光纤是一种光传输工具. 光传输是通过光纤的两端进行的. 在光纤通信行业中应用广泛. 光纤通信具有很高的抗干扰性, 速度快，传输容量大, 并已成为现代通信的重要支柱.

二氧化硅光纤发展较早，技术成熟. 具有精度高的优点, 高强度, 高可靠性, 能耗低，组装简单. 因此, 近年来, 石英光纤对于人造卫星来说已经变得越来越重要, 深空探测, 惯性导航等领域.

随着我国科学技术的进步和工业水平的提高, 石英玻璃的应用已经融入到人们的日常生活中. 在新能源领域, 石英玻璃用于 “神光三期” 主机器件作为真空窗等终端光学元件的重要材料, 镜头, 屏蔽片, 偏光片, 连续相板, 和光束采样光栅.

在微光学材料领域, 石英玻璃材料因其在从紫外到红外的连续波长范围内具有出色的透射率，因此在微透镜工业中得到了广泛的应用. 微镜头通常用于数码相机, 电脑显示屏, CCD相机镜头, 和医疗设备.

反射器是空间望远镜等空间光学系统的重要部件之一, 探测卫星, 气象卫星和侦察卫星.

随着空间成像技术的发展和人类对宇宙认识的逐步加深, 人们对空间光学系统精度的要求也越来越高. 镜子的镜面不仅要有高分辨率, 而且也具有良好的成像质量.

宇宙空间是一个没有重力、温差大的环境. 另外, 应考虑光学系统发射到宇宙空间时的负载要求. 同时, 在太空中生产大规模光学系统需要热变形系数小的材料, 比刚度高，表面粗糙度小.

基于上述性能条件, 低膨胀石英玻璃是首选材料. 低膨胀石英玻璃具有非常低的热膨胀系数和优异的冷热加工性能, 并可做成封闭的蜂窝结构. 低膨胀石英玻璃材料的制备工艺相对成熟, 在光学工程中应用广泛, 比如哈勃太空望远镜的主镜毛坯.

作为一种特殊的光学材料, 石英玻璃在航空航天领域起着极其重要的作用, 半导体, 和精密设备. 它的性能直接制约了分辨率, 准确性, 相关设备的稳定性和可靠性.

然而, 即使其抗辐照性能非常出色, 在长期服役的条件下，它会在太空中受到高能带电粒子的照射, 导致其光学和其他性能显着下降, 从而影响部件的使用寿命. 因此, 研究空间电离辐射环境对石英玻璃材料的影响具有重要意义.