光学熔融石英的主流品牌有美国的康宁(Corning)、日本的小原(OHARA) 以及德国的肖特（Schott），主要的熔融石英镜片材料型号和标号有国内的JGS1、JGS2、JGS3、康宁7980、小原SK-1300以及肖特BF33等。本文主要介绍JGS1、JGS2、JGS3、7980、SK-1300和BF33光学熔融石英的物理参数、热参数和光学参数，帮助读者了解石英玻璃材料。

以下为JGS1、JGS2、JGS3、7980、SK-1300和BF33熔融石英镜片材料的参数

一、JGS1、JGS2、JGS3石英玻璃

1、机械参数

密度

2.20g/cm3

阿贝常数

67.6

硬度

5.5 - 6.5 莫氏硬度等级 570 KHN 100

设计拉伸强度

4.8x107 Pa

(N/mm2) (7000 psi)

设计抗压强度

大于1.1x109 Pa (160,000 psi)

体积模量

3.7x1010 Pa

(5.3x106 psi)

杨氏模量

3.1x1010 Pa

(4.5x106 psi)

泊松比

0.17

电感应强度

7x107 ohm.cm (350°C)

介电特性（20°C 和 1 MHz）

恒定

强度

损耗因数

耗散因数

3.75

5x107 V/m

小于4x10-4

小于1x10-4

声横波速度

3.75x103 m/s

声波/压缩波速度

5.90x103 m/s

声波衰减

小于 11

db/m MHz

渗透率常数 (cm3mm/cm2

秒厘米汞柱）

氦

氢

氘

氖

(700°C)

210x10-10

21x10-10

17x10-10

9.5x10-17

化学稳定性（氢氟酸除外）

高耐水性和耐酸性

2、热参数

热膨胀系数

5.5x10-7cm/cm.°C

(20°C-320°C)

导热性

1.4 W/m.°C

比热

670 J/kg.°C

软化点

1683°C

退火点

1215°C

应变点

1120°C

3、光学参数

材料型号

JGS1

JGS2

JGS3

最大尺寸

直径<200mm

直径<300mm

直径<200mm

透射范围

(中等透射比率）

0.17~2.10um

(平均透过率>90%)

0.26~2.10um

(平均透过率>85%)

0.185~3.50um

(平均透过率>85%)

OH-含量

1200 ppm

150 ppm

5 ppm

荧光(激发波长254nm)

几乎无荧光

强v-b

强V-B

杂质含量

5 ppm

20-40 ppm

40-50 ppm

双折射常数

2-4 nm/cm

4-6 nm/cm

4-10 nm/cm

熔融方法

合成CVD

氢氧熔融

电气熔融

应用

激光基底：窗口片、透镜、棱镜、镜子...

半导体和高温窗口片

红外线和紫外线衬底

JGS1透过率曲线

JGS2透过率曲线

JGS3透过率曲线

二、美国康宁(Corning) 7980石英玻璃

1、机械参数

注意：除非另有说明，所有数值均为 25 °C 时的值

弹性（杨氏）模量

73 GPa

剪切模量

31 GPa

磨损或磨蚀后的断裂模量

52.4 MPa

体积模量

35.9 GPa

泊松比

0.16

密度

2.20 g/cm3

克努普硬度（100克负载）

522 kg/mm2

拉伸强度

54 MPa

抗压强度

1.14 GPa

2、热参数

玻璃材料编号

7980

粘度

软化点

1585 ˚C

107.6泊

退火点

1042 ˚C

1013泊

应变点

893 ˚C

1014.5泊

比热

0.770 J/(g K)

导热性

1.38 W/(m K)

热扩散率

0.0075 cm2 /s

热膨胀（ppm/C）：

5 ˚C to 35 ˚C

0.52 x 10-6

0 ˚C to 200 ˚C

0.57 x 10-6

-100 ˚C to +200 ˚C

0.48 x 10-6

3、光学参数

nF'-nC'

0.006797

应力系数

35.0 nm/cm MPa

阿贝常数：Ve

67.6

阿贝常数：Vd

67.8

宽光谱内部透射率

紫外线内部透过率

折射率和热膨胀系数计算

多项式频散方程常数1 , 22 ˚C

A0

2.104025406E+00

A1

-1.456000330E-04

A2

-9.049135390E-03

A3

8.801830992E-03

A4

8.435237228E-05

A5

1.681656789E-06

A6

-1.675425449E-08

A7

8.326602461E-10

Sellmeier 分散方程常数2 , 22 ˚C

A1

0.68374049400

A2

0.42032361300

A3

0.58502748000

B1

0.00460352869

B2

0.01339688560

B3

64.49327320000

∆n/∆T 分散方程常数3 , 20-25 ˚C

C0

9.390590

C1

0.235290

C2

-1.318560E-03

C3

3.028870E-04

多项式方程: n2=

A0+ A1λ4+ A2λ2+ A3λ-2 + A4λ-4 + A5λ-6 + A6λ-8 + A7λ-10 with λ in

μm

Sellmeier公式: n2-1

= A1λ2/(

λ2 - B1) + A2λ2/( λ2 – B2)

+ A3λ2/( λ2 – B3) with λ in μm

∆n/∆T 等式: ∆n/∆T

[ppm/C] = C0 + C1λ-2 + C2λ-4 + C3λ-6 with λ in μm

上述色散方程与波长范围185~

1129 nm 的 20 个波长的折射率进行了拟合

三、日本小原SK-1300石英玻璃

1、机械参数

物理特性

密度

2.2g/cm3

杨氏模量

72.4 GPa

扭转刚度

30.9 GPa

泊松比

0.17

抗压强度

1.1 GPa

弯曲强度

69 MPa

拉伸强度

55 MPa

维氏硬度

8.8～10.1 GPa

克努普硬度

6.4～7.0 GPa

2、热参数

热膨胀系数

5.5×10－7 1/K

软化点

1600°C

退火点

1160°C

应变点

1060°C

比热（25℃）

0.73 kJ/kg・K

导热率

1.3 W/m・K（25℃）

1.4 W/m・K（100℃）

3、光学参数

光学特性

气泡

0～0.03mm2/100cm3

条纹

单向 A 级（根据 Mil-G-174）

比强度（应变）

10 nm/cm及以下

荧光

不允许（激发波长254nm）

SK-1300熔融石英镜片透过率曲线

四、德国肖特BF33石英玻璃

1、机械参数

密度 ρ

(25摄⽒度时)

2.23 g/cm3

杨氏模量E

(根据标准DIN13316)

64 kN/mm2

泊松比µ

(根据标准DIN13316)

0.2

努普硬度 HK0.1/20 (根据标准DIN ISO9385)

480

弯曲强度（根据 DIN 52292 T 1 标准）

25 MPa

2、热参数

比热容 cp (20 –100 °C)

0.83 kJ/(kg·K)

热导率 λ

(90 °C)

1.2 W/(m·K)

相变点温度 Tg* (根据 ISO 7884)

525 °C

努普硬度 HK0.1/20 (根据标准DIN ISO9385)

480

线性热膨胀系数 (C.T.E.) α(20-300 °C)

3.25 x 10-6 K-1

变形温度

525 °C

退火点（1013 dPas）

560 °C

LITTLETON温度/软化点（107.6 dPas）

820 °C

导热系数 λ（90 °C）

1.2 W/(m·K)

比热容 cp

(20–100 °C)

0.83 kJ/(kg·K)

最高工作温度

短期使用（<10 小时）

500 °C

长期使用（≥ 10 小时）

450 °C

3、光学参数

阿贝值 (ve = (ne – 1) / (nF’ – nC’))

65.41

折射率 (nd)

1.471

色散 (nF – nC)

71.4 x 10-4

应力光弹系数 (K)

4.0 x 10-6 mm2

N-1

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