광학유리

요약 렌즈나 프리즘과 같은 광학기기에 사용되는 유리이다. 성질상 투명도와 내부의 균일성이 좋아야 함은 물론, 빛에 대한 굴절률이나 분산능(分散能)이 주어진 허용한도 내에서 일정한 값을 지녀야 한다. 

광학유리

투명도와 내부의 균일성을 좋게 유지하는 유리를 제조하기 위해서 정선(精選)된 원료를 써서 과학적으로 엄밀한 공정관리를 해야 하며, 생산방식도 보통 판유리와 같은 연속생산이 아니고, 특수한 용융도가니를 쓰는 불연속 생산방식이 채택된다.

역사적으로는, 18세기 후반에 스위스의 시계기술자인 P. 기난이 특수한 용해법에 의해서 광학유리를 제조한 것이 시초이다. 이론 및 기술적으로 확립된 것은 19세기 말이며, 1881년부터 독일의 물리학자 E. 아베의 도움을 받아 F. O. 쇼트가 과학적으로 정밀한 광학유리의 제조법을 연구개발한 것이 오늘날의 광학유리 제조법의 기초가 되었다.

현재 그 종류는 200∼300종에 이르고 있으며, 특히 제2차 세계대전 후에는 란타넘·타이타늄·플루오린 등을 함유하는 새로운 유리가 높은 굴절률을 가진 광학용 유리로 개발되어 광학기기, 예를 들면 사진 렌즈의 설계 등에 획기적인 발전을 가져왔다.

분류
개개의 유리가 가지고 있는 광학상수(굴절률 ·분산능)에 따라 분류하는데, 전체를 크라운 유리(기호 K)와 플린트 유리(F)로 나눈다. 이중 크라운 유리는 비교적 분산능이 약한 유리로, 나트륨 D선에 대한 아베수(이 수가 큰 것일수록 분산이 약하다)가 55 이상 또는 50∼55 사이에 있고, 굴절률(나트륨 D선에 대한 것)이 1.60을 넘는 것을 가리킨다. 플린트 유리는 분산이 세고, 아베수가 55 이하 또는 50∼55 사이에 있으며, 굴절률이 1.60 이하의 것을 말한다. 성분으로 전자는 규산을 많이 함유하고, 후자는 산화납을 함유하는 것이 통례이다.

또 크라운 유리와 플린트 유리 중 비교적 큰 굴절률을 가진 것을 중(重)크라운 유리(SK) ·중플린트 유리(SF), 작은 굴절률을 가진 유리를 경(輕)크라운 유리(LK) ·경플린트 유리(LF)라 한다. 다시 그 광학적 성질에 크게 관계하는 성분의 이름을 붙여 이를 분류하고, 번호를 붙여 세분하는 방법이 사용되고 있다. 예컨대, 광학유리 중 사용량이 가장 많은 붕규산 크라운 유리는 BK7이라 하며, 아베수 64.1, 굴절률 1.516이라는 광학상수를 가진다.

대체로 유리에 의한 빛의 분산은 빛의 굴절에 의해 일어나므로, 분산이 강한 유리(아베수가 작은 것)일수록 굴절률도 큰 것이 보통이다. 그러나 바륨 ·인산 ·플루오르 ·란탄 등을 함유한 유리는 굴절률이 큰 데 비해서 분산능이 크지 않은 성질을 나타내어 종래의 렌즈 설계의 이론적인 한계를 넘어서서 보다 수차가 작고 큰 지름을 가진 렌즈의 제작을 가능하게 한다.