吸收型紫外透射可见吸收ZWB3光学玻璃是一种具有高度选择性光谱响应特性的功能型光学材料,其核心优势在于能够在特定波段实现精准的光能调控,即在紫外波段具备优异的透射性能,而在可见光区域则表现出强烈的吸收特性。该类玻璃在200 nm至365 nm的紫外光谱范围内,尤其是UVC(200–280 nm)和UVB(280–315 nm)波段,展现出高透过率,峰值透射率通常可达到85%以上(视厚度而定),能够有效保障短波紫外线的能量传输效率。与此同时,在400 nm至700 nm的可见光区域,ZWB3玻璃通过材料组分的精确调控,实现了对可见光的高效吸收,透过率趋近于零,从而有效滤除环境中的可见杂散光干扰,确保紫外信号的纯净性与检测精度。
ZWB3玻璃的这种独特光学行为源于其复杂的玻璃网络结构与特定掺杂离子的协同作用。其基质通常以高纯度的硅酸盐或硼硅酸盐体系为基础,通过引入适量的紫外敏感元素,如三价或四价铈离子(Ce³⁺/Ce⁴⁺)、钛离子(Ti⁴⁺)以及锰离子(Mn²⁺/Mn³⁺)等,构建选择性吸收中心。其中,铈离子在紫外区的f-d电子跃迁是实现高紫外透射的关键,而其他过渡金属离子则通过d-d跃迁在可见光区形成宽广的吸收带,从而抑制可见光的传播。此外,玻璃中微量的氟、磷等元素的引入,有助于优化网络结构,降低非桥氧数量,提升紫外透过率并抑制光致暗化效应。
从物理性能角度来看,ZWB3光学玻璃具备良好的热稳定性,其热膨胀系数较低,通常在7.5×10⁻⁶/K左右(20–300°C),能够在温度变化较大的工作环境中保持光学系统的稳定性,避免因热应力导致的形变或开裂。其软化点一般高于600°C,具备一定的耐高温能力,适用于高温环境下的光学组件。同时,该材料具有较高的化学耐久性,对水、酸、碱等常见腐蚀介质表现出良好的抵抗能力,延长了在复杂工业环境中的使用寿命。
在实际应用方面,ZWB3玻璃广泛应用于紫外成像系统、紫外光谱仪、荧光分析仪、环境监测设备(如臭氧浓度检测、紫外辐射计)、半导体光刻设备以及生物医学检测仪器中。例如,在紫外荧光检测中,激发光源常为紫外光,而样品发出的荧光可能包含可见成分,使用ZWB3滤光片可有效阻隔激发光中的可见杂散成分,同时允许紫外激发光通过,从而提高信噪比和检测灵敏度。此外,在紫外消毒效果监测或太阳紫外辐射测量中,ZWB3玻璃可作为前级光学窗口,确保只有目标紫外波段进入探测器,避免可见光信号的干扰。
值得注意的是,ZWB3玻璃的性能表现与其厚度密切相关。通常,较薄的玻璃片(如1–2 mm)在紫外区的透过率更高,但可见光截止能力可能略有不足;而较厚的玻璃(如3–5 mm)则能实现更彻底的可见光吸收,但可能伴随紫外端透过率的轻微下降。因此,在实际光学系统设计中,需根据具体应用需求权衡厚度与光谱性能,进行优化选型。此外,ZWB3玻璃在制造过程中需严格控制原料纯度、熔制气氛与退火工艺,以避免气泡、条纹、着色等缺陷,确保其光学均匀性达到λ/4及以上精度,满足高精度光学系统的要求。
