【基本】ガラスの種類

1.光学ガラスの概要

レーザー加工機では、レーザー光源から加工点まで様々な光学部品を用いてレーザーを導きます。その多くはガラスが用いられています。このような光学ガラスは様々なメーカーで製造され販売されていますが、大きく分けてクラウンガラスとフリントガラスの2種類に分けられます。ガラスの主成分は二酸化ケイ素ですが、これに加える材料により種類が分かれます。

クラウンガラスは、二酸化ケイ素に酸化ナトリウムや酸化カルシウムを混ぜたもので、波長分散が小さく(アッベ数50~55以上)、屈折率の小さいガラスです。アッベダイアグラムの左半分に示され、KないしCの記号で書かれます。代表的なガラスとしてはBK7があります。

一方、二酸化ケイ素に酸化鉛を混ぜたものが、フリントガラスで、波長分散が大きく(アッベ数50以下)、屈折率の大きいガラスです。アッベダイアグラムの右半分を占め、記号Fで記されます。最近は環境問題から鉛を含まないフリントガラスも開発されています。

ガラスの性質を示す屈折率は、真空中の光速に対するガラス媒質中の光の速度の比で定義され、媒質中でどれだけ光が遅く進むかを表しています。この屈折率の評価には、ヘリウムのd線での波長 (587.6nm)が使わています。

機械的な特長としては、クラウンガラスは硬く重量が軽いのですが、フリントガラスは比較的柔らかく重いという特徴があります。

クラウンガラス、フリントガラスとも、それぞれさらに細かく分類されて販売されています。

2.色収差

通常のガラスレンズには、波長によって焦点位置が異なる色収差の問題があります。その補正のために、クラウンガラスとフリントガラスを組み合わせたアクロマチックレンズが使われます。クラウンガラスの両凸レンズとフリントガラスの平凹レンズの組み合わせで、赤と青の色収差をなくし焦点を一致させることができます。

この技術は、比較的安価なコンパクトデジカメでも使われています。例えば、CANON IXY210は、「7群9枚(両面非球面レンズ1枚)」のレンズ構成です。つまり、ダブレットand/orトリプレットのレンズが使われているということです。

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