Technische Optik in der Praxis

5.2 Brechzahlen, Dispersionsgleichungen, Abbe-Diagramm 139
Kosten für die Herstellung und den Vertrieb optischer Gläser niedrig zu halten,
besteht daher generell die Tendenz, die Anzahl an unmittelbar lieferbaren
Glasarten für optische Anwendungen auf die aus technischen Gründen
erforderliche Anzahl zu verringern.
Die zukünftige Glasentwicklung zielt darauf, den Bereich des Abbe-Diagramms,
in dem Gläser zur Verfügung stehen, zu erweitern. Dabei ist allerdings
zu beachten, daß von Natur aus Grenzen gesetzt sind. Trotz weiterer
Entwicklungen bleibt dabei von großem Interesse, die Anzahl an technisch
notwendigen Gläsern zu reduzieren.
Eine andere Entwicklungsrichtung zielt auf Flexibilität, d. h. darauf, jeweils
bei hinreichend großer Nachfrage Gläser zu erschmelzen, die spezielle
Anforderungen der Kunden auch außerhalb der Katalogdaten erfüllen.
5.2.5 Materialien
Anorganische Gläser stellen mit großem Abstand zu anderen Materialien die
wichtigste Materialgruppe für die transmittive Optik dar. Dies hat mehrere
Gründe:
Gläser lassen sich in großen Volumina, mitsehr guter Homogenität und
kostengünstig herstellen. Formgebung ist teilweise bereits bei der Herstellung
möglich. Gläser sind isotrop bezüglich der Brechung, aber auch in Bezug auf
die Bearbeitung (Schleifen und Polieren). Die Eigenschaften der Gläser lassen
sich über weite Bereiche variieren und bei Bedarf anpassen.
Während optische Gläser in großen Mengen überwiegend kontinuierlich
geschmolzen werden, werden Kristalle in der Regel als Einzelstücke gezogen.
Dabei müssen die Kristalle jeweils Kristallebene auf Kristallebene wachsen,
um eine befriedigende Homogenität zu erreichen. Jeder Baufehler des Gitters
ruft eine Inhomogenität der Brechzahl hervor. In der Regel sind daher für optische
Anwendungen Einkristalle erforderlich. (Nur gelegentlich werden polykristalline
Materialien mit hinreichend kleinen Kristallitdimensionen verwendet).
Das Wachstum solcher Kristalle stellt einen sehr langwierigen Vorgang
dar, so daß oft nur vergleichsweise kleine Stücke hergestellt werden. Es ist
daher zu berücksichtigen, daß bei Kristallen neben den Rohstoffkosten noch
erhebliche Produktionskosten anfallen. Aus Gründen der Herstellbarkeit, der
Homogenität und der Kosten ist somit sofort einleuchtend, daß Kristalle nur
dann sinnvoll verwendet werden, wenn Gläser aus technischen Gründen nicht
geeignet sind oder keine befriedigenden Resultate liefern. Nur dann haben
Kristalle für optische Anwendungen Vorteile. Dies trifft insbesondere für folgende
speziellen Eigenschaften zu:
• Doppelbrechung für polarisationsoptische Anwendungen (z. B. Kalkspat,
Quarz, NaNO3, Glimmer),
• spezielle Brechzahlen oder Abbe-Zahlen (z. B. Flußspat CaF2 mit
nd=1,43388 und νd=95,36, Diamant mit nd=2,4173 und νd=55,3),
• UV-Transparenz (z. B. LiF, NaF, CaF2, MgF2, SrF2, BaF2, Diamant),