光學玻璃在行業(yè)中的應(yīng)用情況

光學玻璃主要用于高性能的手機顯示屏，以及具有照相功能的手機的光學鏡頭及玻璃零件。

當前，照相、攝像手機的解像度主流為500萬像素，正逐漸提升至800萬像素、1000萬像素等更高解像度。愈高的解像度需要更復(fù)雜的光學系統(tǒng)，以及更精確的光學玻璃零件。手機引入自動對焦及變焦功能等特性，將增加所需的鏡片數(shù)目，一般的2、3及4倍變焦鏡片分別需要4至6、6至8及7至9塊鏡片，因此對光學玻璃元器件的需求也越來越大?；谝陨戏治?，預(yù)計未來幾年手機照相功能對全球光學玻璃元器件的需求將會超過33。2%。

手機行業(yè)對光學玻璃的需求前景預(yù)測

一定程度上，具有照相功能的手機需求增加推動了光學鏡頭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，成為光學玻璃行業(yè)發(fā)展的重要推動力。因此，前瞻預(yù)測，2014年手機制造行業(yè)對光學玻璃的需求為60。11億元，到2020年需求為165。59億元。

新型光學材料是指近10年來，隨著現(xiàn)代光學、光電子及信息技術(shù)的發(fā)展而興起的光電數(shù)碼產(chǎn)品和信息產(chǎn)品所應(yīng)用的技術(shù)含量高、制作難度大、光學性能優(yōu)越的光學材料，一般是指鑭系光學玻璃、環(huán)保系列光學玻璃、低熔點及磷酸鹽光學玻璃等。

為了降低成本、增強競爭力，全球的光電相關(guān)產(chǎn)業(yè)紛紛向中國大陸進行轉(zhuǎn)移。其中日本的佳能、奧林巴斯、理光、尼康、美能達、索尼等公司紛紛將數(shù)碼相機、LCD投影機等產(chǎn)品轉(zhuǎn)入中國大陸沿海地區(qū)。目前我國光學材料的開發(fā)水平與發(fā)達國家相比還存在著一定的差距，特別是與日本和德國等國際知名光學材料生產(chǎn)廠家相比，無論是從光學玻璃品種還是生產(chǎn)工藝及設(shè)備等方面都存在著明顯的差距。

目前，光學材料的種類多達幾十種：無色光學玻璃和有色光學玻璃，紅外光學材料，光學晶體，光學石英玻璃，人造光學石英晶體，微晶玻璃，光學塑料，光學纖維，航空有機玻璃，乳白漫射玻璃以及有關(guān)液體材料等。其中光學玻璃在成像元件中使用得最多。塑料透鏡的質(zhì)量在很多地方可以達到玻璃透鏡的質(zhì)量要求，特別是在眼鏡行業(yè)，大有取而代之的趨勢，但是由于它受到折射率低、散射高、不均勻性以及其它方面的使用限制，所以使它的使用范圍不如光學玻璃廣泛。

環(huán)保系列光學玻璃

隨著人類對生存環(huán)境保護意識的日趨加強，發(fā)達國家陸續(xù)頒布實施了環(huán)保法。如果禁止在玻璃中使用對人體有害的氧化鉛和氧化砷，則要求在光學儀器及光電產(chǎn)品中必須使用環(huán)?；鈱W玻璃。為達到這一規(guī)定，世界上生產(chǎn)光學玻璃的主要廠家，近年來已經(jīng)開發(fā)出了多種系列的環(huán)保光學玻璃。其中日本的OHARA公司從1993年開始就已向市場提供了31個品種的無鉛、無砷的環(huán)保光學玻璃，1996年生產(chǎn)的環(huán)保光學玻璃已達到了93個品種，1997年在產(chǎn)品目錄中的111個品種的光學玻璃中已全部不含鉛和砷，已處于世界領(lǐng)先地位。日本的HOYA公司在產(chǎn)品目錄的101個品種中，從1994年開始就已推出31個品種的環(huán)保玻璃，2002年已全部實現(xiàn)了無鉛和無砷的環(huán)保光學玻璃。德國SHOTT公司從20世紀80年代開始開發(fā)環(huán)保型玻璃，2000年在產(chǎn)品目錄的87個品種中，已有67個品種屬于無鉛和無砷的環(huán)保光學玻璃。所以光學玻璃環(huán)保化已是世界光學材料行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。從化學穩(wěn)定性、高折射率高色散和價格等方面考慮，在普通光學玻璃中需加入PbO；從改善氣氛條件、澄清除泡等方面考慮，在普通光學玻璃中需加入As2O3。而氧化鈦屬于變價態(tài)氧化物，加入過多將使生產(chǎn)技術(shù)的難度大大增加，所出現(xiàn)的問題是在短波范圍內(nèi)透過率下降，玻璃的耐失透性、透明性和除泡性變差。特別是鉑熔制坩堝易對玻璃產(chǎn)生污染使玻璃著色，在產(chǎn)品出口時著色度達不到要求。

磷酸鹽光學玻璃

磷酸鹽和氟磷酸鹽光學玻璃都屬于低色散光學玻璃，具有特殊的相對部分色散。短波方向的相對部分色散比一般冕牌玻璃大，可用它來消除二級光譜的特殊色散。磷酸鹽光學玻璃一般具有較低的軟化溫度，可用于精密模壓成型，其良好的性能還表現(xiàn)在具有較高的熒光強度、熒光峰值位于短波長的一側(cè)和負的折射率及溫度系數(shù)。由于磷酸鹽和氟磷酸鹽光學玻璃在物化性能和制造工藝上難度較大，所以目前只有日本的HOYA、德國的肖特等廠家能夠批量生產(chǎn)。近年來，日本、韓國對氟磷酸鹽光學玻璃的詢價大幅增加，表明國內(nèi)外廠家對氟磷酸鹽光學玻璃的需求呈上升趨勢。

鑭系光學玻璃

光學材料中的稀土光學玻璃，也稱為鑭系光學玻璃，在其組分中含有較多的稀土氧化鑭具有高折射率低色散的特性。其特點是能有效地擴大鏡頭的視場，改善儀器的成像質(zhì)量，使鏡頭小型化、輕量化，是目前在數(shù)碼攝相機、數(shù)碼照相機、掃描儀、LCD投影儀、數(shù)碼復(fù)印機、CD-ROM和DVDROM讀取鏡頭中廣泛應(yīng)用的高端光學電子信息材料，近期又被用于可拍照手機的光學系統(tǒng)，其發(fā)展前景相當可觀。它隨著光電信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，已逐漸成為光學材料的主導產(chǎn)品。

我國鑭系光學玻璃的生產(chǎn)到20世紀末一直處于工藝技術(shù)落后、設(shè)備陳舊、產(chǎn)量小、品種少、質(zhì)量低、成本高的狀況。該玻璃在高溫熔制過程中粘度小、易析晶、成型困難，光學常數(shù)波動大，色散差，氣泡與條紋不易消除，并對熔制用的陶瓷坩堝腐蝕嚴重。因此使用傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備和工藝無法解決產(chǎn)量低、質(zhì)量差、成本高等問題。高端光學產(chǎn)品所需的光學玻璃和光學原器件基本上需從國外進口。

未來新型光學玻璃，包括未來光學和光電子等光電信息技術(shù)領(lǐng)域中可能應(yīng)用到的光學玻璃、電子玻璃、半導體玻璃陶瓷、激光玻璃、I線高均勻玻璃、高透過低光學系數(shù)玻璃、DWDM薄膜濾光片、玻璃陶瓷襯基、超低膨脹玻璃陶瓷、玻璃光盤（用于磁頭浮動測試）、PLC用玻璃陶瓷襯基和負熱膨脹玻璃陶瓷等，這些產(chǎn)品在國外的一些大公司正在開發(fā)研究，部分產(chǎn)品已開始應(yīng)用。光學材料已經(jīng)向高精密、多功能的光電信息材料方向發(fā)展。其中用于液晶顯示基板的高精密薄板玻璃、高品質(zhì)鑭系光學玻璃生產(chǎn)工藝、低熔點光學玻璃、非球面壓型工藝、環(huán)保型光學玻璃、高密度光磁盤玻璃、磷酸鹽光學玻璃、熱成像用紅外玻璃、微光夜視用光學玻璃、特種光纖玻璃，梯度折射率玻璃、磁光和聲光玻璃等，都是國外近些年來開發(fā)生產(chǎn)的新型光學材料和先進的生產(chǎn)工藝。這些技術(shù)的創(chuàng)新成果滿足了軍民高科技的發(fā)展需要。我國在新型光學光電信息材料發(fā)展方面與國外相比還存在著較大的差距，其中液晶顯示基板的高精密薄板玻璃、低熔點光學玻璃、非球面壓型工藝、磷酸鹽光學玻璃、高密度光磁盤玻璃在國內(nèi)還處于空白。環(huán)保型光學玻璃、鑭系光學玻璃的品種和質(zhì)量及熔煉工藝技術(shù)還有待進一步提高，很多產(chǎn)品還有待進一步開發(fā)。

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