Основные оптические характеристики

Система понятий и терминология, используемые в прикладной оптике и технологии оптических материалов (см., например, [25,26]), была создана во второй половине девятнадцатого века усилиями немецкого ученого Эрнста Аббе.

Таблица 3. Длины волн и буквенные обозначения спектральных линий, используемых при измерении показателя преломления бесцветных оптических материалов

*)Данная линия - тесный дублет; указано положение центра этого дублета.

Согласно развитому Эрнстом Аббе формализму, основными оптическими характеристиками применяемых на практике оптических материалов принято считать так называемый главный показатель преломления, среднюю дисперсию и коэффициент дисперсии (или число Аббе). Во временаШотта и Аббе эти характеристики были привязаны к вполне определенным длинам волн видимого диапазона и соответственно к конкретным спектральным линиям. Однако в дальнейшем выбор длин волн отчасти менялся, и поэтому мы используем сначала более общие обозначения главного показателя преломления, средней дисперсии и коэффициента дисперсии – nl ₁, nl ₂- nl ₃и nl ₁соответственно.

Главный показатель преломления nl ₁– это значение показателя преломления при некоторой фиксированной длине волны l ₁, расположенной примерно посередине видимого диапазона. Во временаШотта и Аббе в качестве главного показателя преломления было принято его значение для желтой D -линии натрия, n_D. Однако в дальнейшем выяснилось, что это не одиночная линия, а тесный дублет, и положение

центра этого дублета измеряется, естественно, с гораздо меньшей точностью, чем положение одиночных линий. Поэтому в качестве главного показателя преломления стали принимать его значение либо для желтой d -линии гелия, n_d (так поступили немецкая фирма Шотт (Schott),[17] японская фирма Хойя (Hoya) и ряд других), либо для желто-зеленой e -линии ртути, n_e (так было принято во французской фирме Sovirel, позднее поглощенной фирмой Corning, США, и в документации российских производителей).

Cредняя дисперсия nl ₂- nl ₃– это разность двух значений показателя преломления при некоторых фиксированных длинах волн l ₂ и l ₃, расположенных по краям видимого диапазона. Во временаШотта и Аббе в качестве средней дисперсии была принята разность n_F - n_C для голубой и красной линий водорода (см. табл. 3). В дальнейшем группа производителей, переходившая на использование главного показателя преломления n _e, перешла одновременно и на использование средней дисперсии n_F¢ - n_C¢, где F¢ и С¢ – голубая и красная линии кадмия, очень близкие по положению на шкале длин волн к вышеуказанным линиям водорода (см. табл. 3).

Коэффициент дисперсии или число Аббе, nl ₁, задается выражением

, (7.1.1)

то есть представляет собой отношение главного показателя преломления без единицы к средней дисперсии. Соответственно во временаШотта и Аббе было принято представлять число Аббе в виде n_D = (n_D -1)/(n_F - n_C), а в настоящее время основными вариантами коэффициента дисперсии являются n_d = (n_d -1)/(n_F - n_C) и n_e = (n_e -1)/(n_F¢ - n_C¢).