材料知识 · 工程选材
“冕玻璃和火石玻璃两大类”“传统18类”“上百个牌号”都可能正确，但说的是不同层级。本文把光学设计类别、化学材料体系和功能用途分开，并用表格说明性能方向及常见应用。
本文是材料分类与加工选型指南，不构成任何牌号的库存、供货、代理或性能保证。性能与可加工性必须核对具体牌号、厂家资料和成品图纸。
1. 为什么会有不同的“种类”数字？
传统成像玻璃按折射率 nd、阿贝数 νd 和组成归类；化学体系按玻璃网络与成分归类；功能类别则按紫外、红外、激光、滤光、基板等用途归类。同一玻璃可以同时落在这三个维度，因此“18类”并非全部光学玻璃的总量。普通透明玻璃也不自动满足光学均匀性、条纹、气泡、应力或表面质量要求。
2. 传统无色光学玻璃的18类
GB/T 903-2019 是现行《无色光学玻璃》标准。下表采用成都光明光电公开数据表所列的18类名称与代号。类别是设计与命名入口，不是单一配方；每一类中仍有多个牌号。下列“性能方向”仅用于初筛，不能代替具体牌号的 nd、νd、部分色散和内部质量资料。
| 代号 | 传统类别 | 性能方向（概括） | 设计与应用方向 |
|---|---|---|---|
| FK | 氟冕玻璃 | 通常偏低色散；具体数值看牌号 | 成像透镜、色差配对 |
| QK | 轻冕玻璃 | 通常偏低色散；具体数值看牌号 | 成像透镜、色差配对 |
| K | 冕玻璃 | 通常偏低色散；具体数值看牌号 | 成像透镜、色差配对 |
| PK | 磷冕玻璃 | 通常偏低色散；具体数值看牌号 | 成像透镜、色差配对 |
| ZPK | 重磷冕玻璃 | 通常偏低色散；具体数值看牌号 | 成像透镜、色差配对 |
| BaK | 钡冕玻璃 | 可提供不同折射率/色散组合 | 高折射率成像与结构优化 |
| ZK | 重冕玻璃 | 可提供不同折射率/色散组合 | 高折射率成像与结构优化 |
| LaK | 镧冕玻璃 | 可提供不同折射率/色散组合 | 高折射率成像与结构优化 |
| KF | 冕火石玻璃 | 冕牌与火石之间的设计选择 | 色差与像差平衡 |
| QF | 轻火石玻璃 | 通常偏较高色散；具体数值看牌号 | 消色差组合、像差控制 |
| F | 火石玻璃 | 通常偏较高色散；具体数值看牌号 | 消色差组合、像差控制 |
| BaF | 钡火石玻璃 | 通常偏较高色散；具体数值看牌号 | 消色差组合、像差控制 |
| ZBaF | 重钡火石玻璃 | 高折射率或较高色散选择；依牌号 | 紧凑镜头、色差校正 |
| ZF | 重火石玻璃 | 高折射率或较高色散选择；依牌号 | 紧凑镜头、色差校正 |
| LaF | 镧火石玻璃 | 高折射率或较高色散选择；依牌号 | 紧凑镜头、色差校正 |
| ZLaF | 重镧火石玻璃 | 高折射率或较高色散选择；依牌号 | 紧凑镜头、色差校正 |
| TiF | 钛火石玻璃 | 高折射率或较高色散选择；依牌号 | 紧凑镜头、色差校正 |
| TF | 特种火石玻璃 | 特殊设计区；依具体牌号 | 特定光学设计需求 |
“氟冕”不是“氟化物玻璃”的同义词；冕牌和火石也不是两种单一化学材料。
3. 16种代表性化学体系：性能与用途对照
这16项是便于工程沟通的材料归纳，不是统一的国际官方分类，也并非互斥或穷尽。硼铝硅酸盐可同时归入更宽的硅酸盐体系；氟磷酸盐属于混合体系。表内只给出可能的性能方向。
| 材料体系 | 性能方向与限制 | 大致应用 |
|---|---|---|
| 二氧化硅 / 熔融石英 | 低热膨胀；紫外/红外范围取决于牌号、杂质与羟基 | 紫外窗口、激光光学、半导体工艺 |
| 硅酸盐玻璃 | 组成和折射/色散跨度很大 | 成像、窗口、工业光学 |
| 硼硅酸盐玻璃 | 部分牌号低膨胀、耐热冲击；须查具体配方 | 窗口、基板、微流控、MEMS |
| 铝硅酸盐玻璃 | 部分组成可离子交换强化；不能由名称推定 | 保护盖板、传感器窗口 |
| 硼铝硅酸盐玻璃 | 可设计为低碱或无碱；尺寸/热稳定性依牌号 | 显示与电子基板、封装 |
| 硼酸盐玻璃 | 折射率和色散可通过配方调整 | 特种光学与材料研究 |
| 磷酸盐玻璃 | 可掺稀土；耐水性等依配方差异大 | 激光增益介质、特种光纤 |
| 硼磷酸盐玻璃 | 混合网络；光热化学性能可调 | 特种功能材料研究 |
| 锗酸盐玻璃 | 部分体系适合近/中红外；波段依配方 | 红外光子器件、特种光纤 |
| 碲酸盐玻璃 | 部分体系高折射率和非线性响应 | 红外与非线性光子技术 |
| 重金属氧化物玻璃 | 可获得较高折射率；关注成分与合规 | 高折射率光学、特种器件 |
| 特种铝酸盐玻璃 | 与常规硅酸盐不同；性能依配方 | 红外材料研究 |
| 氟化物玻璃 | 部分牌号适合红外；机械/化学特性另核 | 红外窗口、特种光纤 |
| 氧氟化物 / 氟磷酸盐玻璃 | 氧化物与氟化物混合体系；色散可调 | 低色散光学、发光器件 |
| 硫系玻璃 | 部分体系透红外；波段和安全性依组成 | 热成像、红外光谱与传感 |
| 氧氮玻璃 | 部分体系硬度和模量较高 | 高性能材料与特种光学研究 |
石英玻璃是非晶态 SiO₂，与天然石英晶体不同；“无碱”强调碱金属氧化物受控，也不等于绝对零含量。碲酸盐玻璃属于氧化物体系，不能因含碲就归入硫系玻璃。
4. 用哪些参数判断是否适合？
名称相近不等于可互换。采购或设计时至少把测试波长、样品厚度、温度区间、加工状态及验收方法写清楚。
折射率 nd
约587.6 nm 的 d 线折射率；精密成像还需完整色散数据。
阿贝数 νd
νd=(nd−1)/(nF−nC)；F≈486.1 nm，C≈656.3 nm。数值越高通常代表相对色散越小。
光谱透射
区分总透射率与内透射率，注明波长、厚度和表面处理；不能脱离这些条件比较百分比。
热膨胀 CTE
注明温度区间；异种材料封装还应核对键合工艺与热预算。
内部与加工质量
明确均匀性、条纹、气泡、应力双折射、TTV、平整度、边缘和清洁度。
486.1 nmd
587.6 nmC
656.3 nm
5. 从应用倒推材料与加工路线
成像与精密仪器
确定工作波段、折射率、色散、均匀性和应力等级。
激光与紫外窗口
核对目标波长吸收、损伤阈值、表面缺陷与镀膜条件。
光通信与传感
关注尺寸稳定性、端面/表面质量、热匹配和洁净装配。
半导体与 MEMS
核对 CTE、厚度/TTV、洁净度、介电性能及键合兼容性。
微流控与红外
按化学环境或目标红外波段确认材料、通道加工与封装要求。
6. 图纸询价时提供什么？
- 材料牌号或可接受的替代条件
- 使用波长、温度及环境
- 尺寸、厚度、数量与公差
- 表面质量、粗糙度、平整度、TTV及边缘要求
- 切割、钻孔、CNC、研磨、双面抛光、清洗和包装要求
- 图纸版本、检验标准与交期
常见问题
光学玻璃真的只有18种吗？
不是。18类是传统无色成像光学玻璃的一种分类口径；不同厂家目录包含众多牌号，现代光子材料又涵盖其他化学体系。
折射率接近就能替换吗？
不能仅凭折射率替换。还要核对色散、目标波段透射、热膨胀、化学稳定性、内部质量和可加工性。
为什么不放一条“所有玻璃”的光谱曲线？
透射曲线由具体牌号、厚度、表面状态和测试方法决定。没有这些条件，统一曲线容易误导。
核对资料
分类、公式和材料性能核对来自现行标准、原厂公开资料及同行评审文献。各网页可能更新；采购验收以所选牌号最新资料为准。
- GB/T 903-2019 — Colourless optical glass
- CDGM — current Optical Glass Data Sheet (18 classes)
- SCHOTT — Refractive Index and Dispersion (TIE-29)
- SCHOTT — Optical Glass Specifications
- OHARA — Optical Glass Type Designation
- Optica — Infrared Fiber Components
需要按图加工光学玻璃？
提交材料牌号、应用、尺寸、数量及图纸，我们会按具体材料和成品要求评估切割、钻孔、研磨、抛光与检测路线。
LIGHTING GLASS · Chen Chuangfeng · jerry-ton@lightingglass.cn · +86 13539645045
