光學(xué)性能
2017-09-16 15:02:57石英玻璃與普通玻璃的一個(gè)重要區(qū)別是它在整個(gè)光譜內(nèi)的良好透過(guò)性，尤其在紫外線和深紫外線光譜內(nèi)（小于可見(jiàn)光的400~800nm）透過(guò)性是一般光學(xué)玻璃所不具備的。但這種利好透過(guò)性在很大程度上取決于石英玻璃的化學(xué)純度，即使0.001%（10ppm）的雜質(zhì)也會(huì)引起光學(xué)透過(guò)性能明顯變壞，而這一點(diǎn)雜質(zhì)對(duì)其機(jī)械性能、熱學(xué)性能和電學(xué)性能卻影響不大。不同原料和不同工藝方法制造的石英玻璃其光學(xué)透過(guò)性能也不同。在紫外線波段有不同的截止波長(zhǎng)，羥基在紅外線波段會(huì)產(chǎn)生很深的吸收峰。因此，有的適宜工作在紅外線波段，有的卻適宜工作在紫外線波段。主要透明石英玻璃品種的透過(guò)率曲線。
石英玻璃內(nèi)部機(jī)械應(yīng)力還會(huì)引起雙折射。退火消除應(yīng)力可有效地改善雙折射。精密加工后的工件經(jīng)氫氟酸處理后還可消除邊角處的應(yīng)力。
目前一般使用不低于±3nm/cm偏光應(yīng)力儀檢測(cè)石英玻璃的應(yīng)力（雙折射），以1cm的最大光程差值（nm/cm）表示石英玻璃的應(yīng)力（雙折射）值。
將石英玻璃在真空加熱爐內(nèi)，進(jìn)行高溫、高壓均化處理可大大改善石英玻璃中的顆粒結(jié)構(gòu)、微氣泡、羥基分布等，也可顯著提高石英玻璃的光學(xué)均勻性。
和普通硅酸鹽玻璃相比，透明石英玻璃在整個(gè)波長(zhǎng)頭優(yōu)良的透過(guò)性能。在紅外區(qū)光譜透過(guò)比普通玻璃大；在可見(jiàn)區(qū)，石英玻璃的透過(guò)率也是比較高的。在紫外光譜區(qū)特別是在短波紫外區(qū)，光譜透過(guò)比其他玻璃好的多。
光譜透過(guò)率受三個(gè)因素影響：反射，散射和吸收。石英玻璃管的反射一般為8%，紫外區(qū)大一些，紅外區(qū)小一些。所以石英玻璃的透過(guò)率一般不大于92%。石英玻璃的散射比較小，一般可以忽略。光譜吸收和石英玻璃的雜質(zhì)含量和生產(chǎn)工藝有密切的關(guān)系；在低于200鈉米波段的透過(guò)率的高低，代表金屬雜質(zhì)含量的多少；240鈉米的吸收表示缺氧結(jié)構(gòu)的多少；可見(jiàn)波段的吸收是由于過(guò)渡金屬離子的存在造成的，2730鈉米的吸收是羥基的吸收峰，可以用于計(jì)算羥基含量。
根據(jù)生物效應(yīng)的不同，將紫外線按照波長(zhǎng)劃分為四個(gè)波段:
UVA 波段，波長(zhǎng)320～400nm，又稱為長(zhǎng)波黑斑效應(yīng)紫外線 。它有很強(qiáng)的穿透力，可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料。日光中含有的長(zhǎng)波紫外線有超過(guò)98%能穿透臭氧層和云層到達(dá)地球表面，UVA可以直達(dá)肌膚的真皮層，破壞彈性纖維和膠原蛋白纖維，將我們的皮膚曬黑。360nm波長(zhǎng)的UVA紫外線符合昆蟲類的趨光性反應(yīng)曲線，可制作誘蟲燈。 300-420nm波長(zhǎng)的UVA紫外線可透過(guò)完全截止可見(jiàn)光的特殊著色玻璃燈管，僅輻射出以365nm為中心的近紫外光，可用于礦石鑒定、舞臺(tái)裝飾、驗(yàn)鈔等場(chǎng)所。
UVB波段，波長(zhǎng)275～320nm，又稱為中波紅斑效應(yīng)紫外線。中等穿透力，它的波長(zhǎng)較短的部分會(huì)被透明玻璃吸收，日光中含有的中波紫外線大部分被臭氧層所吸收，只有不足2%能到達(dá)地球表面，在夏天和午后會(huì)特別強(qiáng)烈。UVB紫外線對(duì)人體具有紅斑作用，能促進(jìn)體內(nèi)礦物質(zhì)代謝和維生素D的形成，但長(zhǎng)期或過(guò)量照射會(huì)令皮膚曬黑，并引起紅腫脫皮。紫外線保健燈、植物生長(zhǎng)燈發(fā)出的就是使用特殊透紫玻璃（不透過(guò)254nm以下的光）和峰值在300nm附近的熒光粉制成。
UVC波段，波長(zhǎng)200～275nm，又稱為短波滅菌紫外線。它的穿透能力最弱，無(wú)法穿透大部分的透明玻璃及塑料。日光中含有的短波紫外線幾乎被臭氧層完全吸收。短波紫外線對(duì)人體的傷害很大，短時(shí)間照射即可灼傷皮膚，長(zhǎng)期或高強(qiáng)度照射還會(huì)造成皮膚大面積脫離。紫外線殺菌燈發(fā)出的就是UVC短波紫外線。
UVD波段，波長(zhǎng)100～200nm，又稱為真空紫外線。
紫外線的殺菌原理
紫外線殺菌就是通過(guò)紫外線的照射，破壞及改變微生物的DNA（脫氧核糖核酸）結(jié)構(gòu)，使細(xì)菌當(dāng)即死亡或不能繁殖后代，達(dá)到殺菌的目的。真正具有殺菌作用的是UVC紫外線，因?yàn)镃波段紫外線很易被生物體的DNA吸收，尤以253.7nm左右的紫外線最佳。
紫外線殺菌屬于純物理消毒方法，具有簡(jiǎn)單便捷、廣譜高效、無(wú)二次污染、便于管理和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，隨著各種新型設(shè)計(jì)的紫外線燈管的推出，紫外線殺菌的應(yīng)用范圍也不斷在擴(kuò)大。
