زجاج منخفض التشتت

تُستخدم العدسات ذات التشتت المنخفض بشكل خاص للحد من الانحراف اللوني ، وتُستخدم غالبًا في العدسات المزدوجة اللا لونية . يتكون العنصر الموجب من زجاج ذي تشتت منخفض، بينما يتكون العنصر السالب من زجاج ذي تشتت عالٍ. ولموازنة تأثير العدسة السالبة، يجب أن تكون العدسة الموجبة أكثر سمكًا. ولذلك، تتميز العدسات المزدوجة اللا لونية بسمك ووزن أكبر من العدسات المفردة غير المصححة لونيًا. ^{[ 10 ]}

بالمقارنة مع العدسات المقربة ، لا تستفيد العدسات ذات البعد البؤري الأقصر بشكل كبير من عناصر التشتت المنخفض، لأن مشكلتها الرئيسية هي الزيغ الكروي وليس الزيغ اللوني . ويمكن تصحيح الزيغ الكروي الناتج عن عناصر التشتت المنخفض باستخدام عناصر العدسات اللاكروية . كما أن زيادة حدة الصورة التي توفرها عناصر التشتت المنخفض للغاية تسمح باستخدام أرقام بؤرية أقل ، وبالتالي سرعة غالق أسرع . وهذا أمر بالغ الأهمية، على سبيل المثال، في تصوير الرياضة والحياة البرية . كما أن عمق المجال الضحل الذي توفره العدسة المقربة يسمح أيضًا بجعل موضوع الصورة يبرز بشكل أفضل عن الخلفية. ^{[ 11 ]}

يُوفر الزجاج الخاص منخفض التشتت والمُصحح للأشعة تحت الحمراء فوائد لكاميرات المراقبة التلفزيونية المغلقة. يسمح الانحراف اللوني المنخفض لهذا الزجاج للعدسة بالبقاء في بؤرة التركيز دائمًا، من الضوء المرئي إلى الأشعة تحت الحمراء. ^{[ 12 ]}

تُستخدم الزجاجيات منخفضة التشتت أيضًا في التعامل مع النبضات الضوئية فائقة القصر، على سبيل المثال في الليزرات ذات النمط المقفل ، لمنع اتساع النبضة بسبب تشتت سرعة المجموعة في العناصر البصرية. ^{[ 13 ]}

في المناظير، يُعدّ زجاج ED، الذي يُشار إليه أحيانًا بالزجاج عالي الكثافة (HD)، زجاجًا بصريًا عالي الجودة يزيد من نفاذية الضوء ويقلل من تشتته، وبالتالي يقلل من الانحراف اللوني، أو ما يُعرف بـ"التداخل اللوني"، الناتج عن انقسام طيف الضوء. يُستخدم هذا الزجاج في العدسات الشيئية للمناظير للمساعدة في تركيز موجات الضوء على العين البشرية، ولتقديم صور ساطعة وواضحة. تتكون عدسات ED من تركيبة خاصة تحتوي على عناصر أرضية نادرة. مع ذلك، لا يوجد معيار موحد لزجاج ED يُحدد المواد المستخدمة في تصنيع عدساته، لذا قد تختلف جودة هذا الزجاج. ^{[ 14 ]}

يُطعّم الزجاج المُثوّر بثاني أكسيد الثوريوم ، مما ينتج عنه مادة عدسة ذات معامل انكسار عالٍ وتشتت منخفض، مناسبة للتصاميم اللا لونية. كان الزجاج المُثوّر مستخدمًا قبل الحرب العالمية الثانية، لكن استخدامه لم ينتشر على نطاق واسع حتى خمسينيات القرن العشرين. ولأن الثوريوم عنصر مشع ، سعى مهندسو ومصممو البصريات إلى إيجاد بديل باستخدام عناصر تطعيم مختلفة، وتوقف تصميم العدسات التي تستخدم الزجاج المُثوّر بحلول أواخر ثمانينيات القرن العشرين. ^{[ 16 ]}

كبديل، بعد عام 1930، قدّم جورج دبليو موري زجاج البورات المُطعّم بأكسيد اللانثانوم وأكاسيد عناصر أرضية نادرة أخرى ، مما وسّع بشكل كبير نطاق الزجاج المتاح ذي معامل الانكسار العالي والتشتت المنخفض؛ على الرغم من أن اللانثانوم مشعّ أيضًا، إلا أن نشاطه أقل بكثير من الثوريوم. يتميز زجاج البورات بانخفاض اعتماده على انكسار الطول الموجي في المنطقة الزرقاء من الطيف مقارنةً بزجاج السيليكات ذي رقم آبي نفسه . خلال الحرب العالمية الثانية، أنتجت شركة كوداك زجاجًا بصريًا عالي الأداء خاليًا من الثوريوم للتصوير الجوي، ولكنه كان مصبوغًا باللون الأصفر. عند استخدامه مع أفلام الأبيض والأسود ، كان هذا اللون مفيدًا في الواقع، حيث حسّن التباين من خلال عمله كمرشح للأشعة فوق البنفسجية . سمح استخدام العناصر الأرضية النادرة بتطوير زجاج ذي معامل انكسار عالٍ وتشتت منخفض من نوعي التاج والصوان . ^{[ 17 ]}

كانت شركة إرنست لايتز (لايتز) رائدة في استخدام الزجاج منخفض التشتت في تجميعات العدسات ذات البعد البؤري الطويل بعد الحرب العالمية الثانية. اكتشفت مختبرات لايتز أن أكسيد اللانثانوم (III) يمكن استخدامه كبديل مناسب للثوريوم. ^{[ 18 ]} ومع ذلك، كان لا بد من إضافة عناصر أخرى للحفاظ على البنية غير المتبلورة للزجاج ومنع التبلور الذي قد يتسبب في ظهور عيوب خطوطية في الصور الملتقطة من خلال هذه العدسات.

تُعرف هذه الأنواع من الزجاج باسم " زجاج بورات الصوان "، والتي يصنفها شوت تحت اسم KzF ( كورزفلينت )، إلا أنها شديدة التأثر بالتآكل بفعل الأحماض والقلويات والعوامل الجوية. مع ذلك، يتميز زجاج البورات الذي يحتوي على أكثر من 20% مول من أكسيد اللانثانوم بمتانته العالية في الظروف المحيطة. ^{[ 19 ]} يحتوي نوع آخر من الزجاج عالي الأداء على نسبة عالية من ثاني أكسيد الزركونيوم ؛ إلا أن ارتفاع درجة انصهاره يتطلب استخدام بوتقات مبطنة بالبلاتين لمنع التلوث بمادة البوتقة. 

قد تكون العدسات التي تحتوي على عناصر زجاجية منخفضة التشتت أغلى ثمناً من العدسات المماثلة التي تستخدم عناصر زجاجية تقليدية. ويعود ذلك إلى أن العديد من أنواع الزجاج عالي الأداء المذكورة تتطلب إنتاج كميات كبيرة من مواد كيميائية عالية النقاء.

بالتوازي مع تطوير زجاج LD، تم إنتاج الفلوريت صناعياً ( CaF₂ )استُخدمتالبلورات ^{بدءًا من ستينيات القرن الماضي في عناصر العدسات التي تتطلب تشتتًا منخفضًا؛ [ 20 ] [ 21 ]} ومع ذلك، كانت هناك عيوب كبيرة لاستخدام الفلوريت:معامل انكسارالفلوريت المنخفض يتطلب انحناءات عالية للعدسات، مما يزيد منالزيغ الكروي. بالإضافة إلى ذلك، يتميز الفلوريت بضعف احتفاظه بالشكل وهشاشته الشديدة، مما يتطلب معالجة خاصة لتصنيع عناصر العدسات. ^{[ 22 ]}

يُعد زجاج الفلوروفوسفات بديلاً جيداً وعالي الانكسار لفلوريد الكالسيوم كمادة للعدسات . في هذه الحالة، يتم تثبيت نسبة من الفلوريدات باستخدام ميتافوسفات ، مع إضافة ثاني أكسيد التيتانيوم . ^{[ 23 ]}