玻璃與光纖

有人說(shuō)，沒(méi)有玻璃，西方也許不會(huì )發(fā)生科技變革。這句話(huà)雖有些夸張，但也在一定程度上說(shuō)明了玻璃在人類(lèi)歷史上的重要地位。從玻璃器皿、顯微鏡、望遠鏡到電子電路、平板顯示器，如今，我們生活處處離不開(kāi)玻璃的身影。

人造玻璃于公元前20世紀到公元前15世紀出現在中東地區，主要由于該地區有適合熔制玻璃的原料。公元前1世紀，中東人發(fā)明了玻璃吹制技術(shù)，這與當時(shí)冶金技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，因為吹制玻璃需要用一根長(cháng)的金屬管。采用吹制方法可以制備薄的透明玻璃，并將玻璃制成不同形狀的餐具、容器等。公元1世紀到8世紀，在吹制技術(shù)基礎上，發(fā)展出了各類(lèi)玻璃成型技術(shù)，由此可以制備窗玻璃、長(cháng)方形玻璃。中東和北非地區的主要玻璃制作工藝為吹制，并一直保留到19世紀。

高溫澆筑下的液態(tài)激光釹玻璃，激光釹玻璃是一種含有釹離子的特殊玻璃

玻璃制備技術(shù)很早就通過(guò)意大利人傳入歐洲，并在當地規模生產(chǎn)。彩色玻璃的生產(chǎn)始于1000年，10-11世紀歐洲準許有錢(qián)人經(jīng)營(yíng)玻璃生產(chǎn)和交易，并進(jìn)行玻璃制備技藝的家族傳承。中世紀歐洲大興教堂建設，促進(jìn)了彩色玻璃技術(shù)的發(fā)展和成熟。13-16世紀歐洲文藝復興時(shí)期，威尼斯由于其特殊的地理位置和與中東地區的密切貿易往來(lái)，以及豐富的石英原料（來(lái)自海岸）、獨特的原料提純技術(shù)、豐富的柏樹(shù)資源（作為燃料），成為歐洲玻璃生產(chǎn)和貿易中心。 

17世紀到19世紀，現代玻璃制造技術(shù)在歐洲大陸興起。這主要得益于歐洲科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，原料更加精細、成分更加可控、燃料從木材轉變?yōu)槊?，這也標志著(zhù)玻璃生產(chǎn)進(jìn)入了工業(yè)化時(shí)代。由于英國富有鉛礦，遂開(kāi)始生產(chǎn)水晶玻璃，英國、法國于17世紀開(kāi)始取代威尼斯成為歐洲玻璃生產(chǎn)中心。18世紀末的科技變革帶來(lái)了19世紀玻璃制造業(yè)的創(chuàng )新和大規模工業(yè)化生產(chǎn)，相繼產(chǎn)生了圣戈班、皮爾金頓、肖特等代表性的玻璃公司，可規?；a(chǎn)平板玻璃、容器玻璃，用于建筑物、日常生活等。德國肖特公司于1884年開(kāi)始光學(xué)玻璃的生產(chǎn)，并應用于顯微鏡和望遠鏡等科學(xué)儀器。 

一戰期間，歐洲的玻璃工業(yè)受到很大影響，一戰結束后開(kāi)始逐步恢復。此時(shí)，美國的玻璃工業(yè)興起，形成了歐洲和美國兩大玻璃生產(chǎn)和研制中心，并于1920年開(kāi)展了汽車(chē)玻璃和安全玻璃（復合玻璃）的工業(yè)生產(chǎn)。1913年派萊克斯玻璃誕生，主要用作青霉素、疫苗等藥物和生物醫學(xué)實(shí)驗的器皿，在二次世界大戰和生物醫藥研究中發(fā)揮了重要作用。 

1910年后，光學(xué)玻璃品種得到擴展，為精密光學(xué)儀器開(kāi)發(fā)提供了重要基礎。1934年，美國康寧公司研發(fā)了高純石英玻璃，從此開(kāi)啟了石英玻璃在太空探索和天文學(xué)研究（哈勃太空望遠鏡和國際空間站及太空飛船的窗戶(hù)）、軍事（潛水艇的窗戶(hù)）、激光器（透鏡）、光刻機（鏡頭）等領(lǐng)域的應用。1970年，康寧公司成功研發(fā)了低損耗光導纖維（光纖），為現代光通信和網(wǎng)絡(luò )社會(huì )的構建提供了重要的材料基礎。1939年，康寧公司開(kāi)始研制電視機的環(huán)形陽(yáng)極射線(xiàn)管，1950年研制黑白電視屏幕，1980年研制液晶顯示玻璃。 

中國的光學(xué)玻璃研發(fā)起步于20世紀50年代，在王大珩先生的倡導下，開(kāi)始研發(fā)和建立國內的光學(xué)玻璃研發(fā)體系，這為中國的光學(xué)和激光事業(yè)發(fā)展奠定了重要基礎。 

高功率激光器的心臟——釹玻璃

我國于20世紀開(kāi)啟了玻璃的機械化生產(chǎn)和多品種玻璃的研發(fā)生產(chǎn)，玻璃制備技術(shù)也不斷創(chuàng )新，玻璃應用從日用品、建造物，發(fā)展到生物醫藥、半導體制造用光刻機鏡頭、激光器、熱成像、測溫、光譜儀、通信、X射線(xiàn)成像、輻射防護等領(lǐng)域，極大促進(jìn)了科技進(jìn)步和發(fā)展。與此同時(shí)，國內的玻璃體系也從單一硅酸鹽玻璃拓展到硼硅酸鹽玻璃、鑭系玻璃、磷酸鹽玻璃、氟化物玻璃、硫系玻璃等。

                                                                                                                文章來(lái)源：新玻網(wǎng)