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光学玻璃

2008年12月10日

光学玻璃是制造光学镜头、光学仪器的主要材料。光学玻璃必须有高度精确的折射率、阿贝数和高透明度、高均匀度。

最初用于制造镜头的玻璃,就是普通窗户玻璃或酒瓶上的疙瘩,形状类似“冠”,皇冠玻璃或冕牌玻璃的名称由此而来。那时候的玻璃极不均匀,多泡沫。除了冕牌玻璃外还有另一种含铅量较多的燧石玻璃。 1790年左右法国人皮而·路易·均纳德发现搅拌玻璃酱可以制造质地均匀的玻璃。 1884年蔡司公司的恩斯特·阿贝和奥托·肖特在德国耶拿市创建肖特玻璃厂(Schott Glaswerke AG ),在几年内研制了几十种光学玻璃,其中以高折射率的钡质冕牌玻璃的发明为肖特玻璃厂的重要成就之一。

光学玻璃的成分:

光学玻璃是用高纯度硅、硼、钠、钾、锌、铅、镁、钙、钡等的氧化物按特定配方混合,在白金坩埚中高温融化,用超声波搅拌均匀,去气泡;然后经長时间缓慢地降温,以免玻璃块产生内应力。冷却后的玻璃块,必须经过光学仪器测量,检验纯度、透明度、均匀度、折射率和色散率是否合规格。合格的玻璃块经过加热锻压,成光学透镜毛胚。

特种光学玻璃:

1. 稀土元素光学玻璃
三十年代出现了新的稀土元素光学玻璃,主要成分是镧、钍、钽的氧化物。稀土元素光学玻璃有很高的折射率,为光学镜头的设计开辟新的可能性。今日大孔径镜头中多有镧玻璃。钍玻璃因有放射性,已停止生产。

2. 无铅光学玻璃
无铅光学玻璃不含铅、砷,以N标志。

光学玻璃分类:

化学成分和光学性质相近的玻璃,在阿贝图上也分布在相邻的位置。肖特玻璃厂的阿贝图有一组直线和曲线,将阿贝图分成许多区,将光学玻璃分类;列如冕牌玻璃K5、K7、K10在K区,燧石玻璃F2、F4、F5在F区。玻璃名称中的符号:

F 代表燧石
K 代表冕牌
B 代表硼
BA 代表钡
LA 代表镧
N 代表无铅
P 代表磷

光学玻璃的物理参数:

Vd阿贝数 四位有效数字
nd折射率 七位有效数字
Ve 四位有效数字
ne 七位有效数字
玻璃的密度. 四位有效数字
玻璃的透明度.四位有效数字
折射率随着温度变化的系数 三位有效数字

国际玻璃码:

国际玻璃码用九位数字表示,形式为:xxxxxx.xxx;
头三位数字代表折射率nd小数点后头三位数。
下三位数字代表阿贝数Vd头三位数,不计小数点。
小数点后的三位数代表玻璃的密度,不计小数点

例如K10玻璃
nd=1.50137 小数点后头三位数=501
Vd=56.41 头三位数,不计小数点=564
密度=2.52;不计小数点=252
K10 的国际玻璃码是501564.252

阿贝数:

阿贝数是德国物理学家恩斯特·阿贝发明的物理学数,也称”V-数”,用来衡量介质的光线色散程度.

光线色散程度越大阿贝数越小,反之光线色散程度越小阿贝数越大。光学玻璃的两个重要参数是折射率和阿贝数。肖特玻璃目录中光学玻璃的阿贝数界于20-90之间。

冕牌玻璃和燧石玻璃的分界:
折射率≤1.6
V≥50:冕牌玻璃
V<50:燧石玻璃

折射率<1.6
V≥55:冕牌玻璃
V<55:燧石玻璃

阿贝图:

阿贝图是德国物理学家恩斯特·阿贝在1886年发明的玻璃坐标图。
阿贝图是直角物理坐标图,以玻璃的阿贝数V为横轴(X轴),以玻璃的折射率n为纵轴(Y轴)。
V轴和n轴的交点不是零点,V数在V轴上从左到右从大到小排列,从V=100到V=18;折射率n从下到上从小到大排列,从1.42 到2.2。
每一种光学玻璃在阿贝图上以一个点标志,没有标志的点,没有符合坐标的玻璃。 性质相近的玻璃,在阿贝图上也分佈在相邻的位置。
肖特玻璃厂的阿贝图有一组直线和曲线,将阿贝图分成许多区;列如冕牌玻璃K5、K7、K10在K区,燧石玻璃F2、F4、F5在F区。
一种光学玻璃在阿贝图上的V,n坐标,只是约数。光学玻璃的阿贝数V必须准确到四位有效数字,折射率n必须准确到六位有效数字,必须另从光学玻璃目录中查找。

望远镜

前苏联光学机械厂一览表

2008年12月4日

LOMO  
 
   yomologo
  
俄文名:ПЕНИНГРАДСКОЕ Оптико-Механический Обьединение
英文名:The Leningrad Op­ti­cal-Mecha­nial Union
中文名:列宁格勒光学机械联合体

LOMO 是第二次世界大战以前就存在的工厂,多年来几经变迁,体系非常复杂。二战以后,在列宁格勒开始生产的时候叫做GOMZ,1962 年改称LOOMP,1965年1月1日与其他的工厂合并成为 LOMO,是苏联第二大民用光学工厂。

在前苏联时代,LOMO 总生産的 90% 是军事与航太工业相关的产品。相机相关的生产只是其中的一小部份。在 1976 年完成的直径六公尺的天文望远镜就是 LOMO 製造的。
GOMZ-LOMO 製造的相机具有代表性的有:双眼相机 Lubitel 系列,小型相机SMENA 系列,联动测距的列宁格勒相机,单眼 ALMAZ 相机等等。
其他像 VOSKHOD、SOKOL2、LOMO135BC,还有 120 立体相机 SPUTNIK 也是 LOMO 的产品( GOMZ 时代)。

在前苏联时代,LOMO 的技术人员和工人多达 30000人。

LOMO的商标看起来像是“OMO”,其实上面的“V”就是西里尔字符中的L

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GOMZ

gomz

俄文名:Госуларственный Оптико-Механический Завод
英文名:State Op­ti­cal-me­chan­i­cal Plant (GOMZ)
中文名:国立光学机械工厂

GOMZ就是LOMO1962年更名之前的名字,主要产品有Lubitel-2、Sport、Reporter等。

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FED 

   

俄文名:ФЕД

FED 工厂位于乌克兰东部城市Kharkov(哈力科夫)

FED 的命名据说是以 KGB 的第一代头目, Felix Edmundovich Dzerjinski (1877-1925) 他的名字的第一个字母组合而成的。
FED 的商标有多种样式,有文字,也有图案的形式。
FED 生产过的相机包括,彷徕卡,T.S.V.V.S,Zarya 等等,也有外销,品牌一样使用 FED ,很容易分辨。除了联动测距式相机,也生产原德国设计的联动测距式镜头( Leica L mount )

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KMZ 
 
kmz3 

俄文名:Красногорский Механический Завод
英文名:Krasnogorski Mechanical Plant
中文名:克拉斯诺雅斯克机械工厂
注:后期使用”Krasno­gorsky Zavod JSC”这个名字

KMZ 位于莫斯科西北近郊,在前苏联时代是非常有影响力的光学工厂。KMZ 公认是在1942 年2 月创立的(因此在1992 年KMZ发表Zenit 相机的50 週年纪念版本),一直扮演指导各光学工厂的角色是苏联最大的光学机械工厂。从1950 年代后期,一部份的镜头转移到 ZAGORSK,LYTKARINO,KAZAN 等KMZ 的卫星工厂制造。

KMZ 除了生产单眼相机、单眼相机镜头 ( M42、K 接口),还生产夜视镜、望远镜、医疗设备等等,常见的产品有Zorkis, Zen­its, Hori­zons and Moskvas。

KMZ的商标被当地人戏称为“墓碑”,最早的版本是没有“光线射入”图案的,一直到1950年左右一直在FED-Zor­ki上使用;第二个没有“箭头”的标志在其后使用了30年;第三个标志在70年代后期开始使用。

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ZAVOD ARSENAL
 
 
俄文名:Арсенал Завод
英文名:Arsenal Plant
中文名:兵工厂联合体

ARSENAL位于乌克兰首都基辅,这家工厂改组多次,名称也有变动,但是可以确定的是,苏联从德国蔡司和 Contax 得到的战利品,大部分投入乌克兰的这家工厂。
ARSENAL仿制了 Has­sel­blads, Con­tax­es, Nikons and Pen­ta­con Sixes这些优秀的相机产品,大部分没有完全仿制而是做了一些简化。ARSENAL也有一些原创的作品,例如KIEV-10。
ARSENAL主要生产联动测距式相机,联动测距式镜头( Contax mount ),单眼相机 (Nikon Mount – Kiev 19 M ),中型相机( Kiev 88 , Kiev 60 ),小型相机 ( Kiev 35 A ),单眼相机镜头 ( Nikon , 中型相机接口 ( Kiev 88 , P-Six ) )等等。

在乌克兰南方约 190 公里的地方,有一家叫做 Uman 的工厂也是使用这个商标,能够得到的资料显示,VEGA 这个品牌是在 Uman 工厂製造的。

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MMZ

mmz
俄文名:Минский механический завод 
英文名:Minsk Me­chan­i­cal Factory
中文名:明斯克机械工厂

1957年建立,位于白俄罗斯首都明斯克,主要生产光学玻璃和SMENA-2相机,1971年合并成为BelOMO。

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Vile­j­ka

vilejka2

Vileiskiy Zavod <Zenit>
1969/1970年在Vile­j­ka(明斯克西北50英里)成立, ap­prox­i­mate­ly 50 miles NW of Minsk, 与MMZ和KMZ联合生产Zenit相机,包括如下型号:Zenit E,TTL, ET, 11, 15

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BelOMO

belomo
俄文名:Белоруское Оптико-Механический Обьединение
英文名:Belorussian Optical and Mechanical Association
中文名:白俄罗斯光学机械联合体

BelOMO 位于白俄罗斯首都明斯克,它并不是单一企业,它是许多光学相关企业的联合体。
BelOMO 的两个重要工厂:
① Минский механический завод (明斯克机械工厂、MMZ)
② Вилейский завод ”Зенит” (Bileisk Zenit 工厂,位于明斯克东北方 80 公里的地方)

主要生产小型相机(AGAT-18、18K),单眼相机 ( Zenit ),镜头等等,产品有一部分和 LOMO 重叠。

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LZOS

LZOS

俄文名:Лыткаринский Завод Оптического Стекла
英文名:Lutkarino Optical Glass Factory
中文名:路特卡力诺光学玻璃工厂

路特卡力诺是位于莫斯科北方约 100 公里的地方。
LZOS 的商标是再圆形与三角形的中间打入 Стекла ( 玻璃) 的第一个字母。一看就知道是製造圆形和三角形玻璃的工厂,很有趣的商标。
目前,LZOS 有以下三个部门:
- 光学製品部(玻璃原料的融解)
- 光学设备部
- 光纤部

光学部门的产品包括,相机用的镜头,显微镜,剧院镜,双眼望远镜,夜视镜,反射式望远镜等等。与 KMZ 的关係密切。
目前还在製造的相机用镜头有:

INDUSTER-61: 90mm/F2.8
JUPITER-9: 85mm/F2
RUBINAR: 300mmm/F4.5 ( 反射式 )
RUBINAR: 500mmm/F8 ( 反射式 )
RUBINAR: 500mmm/F5.6 ( 反射式 )
RUBINAR: 1000mmm/F10 ( 反射式 )
3M-5CA: 500mm/F8 ( 反射式 )
MTO-11CA: 1000mmm/F10 ( 反射式 )

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VOMZ / Volog­da

Vologda

俄文名:Вологодский Оптико-Механический Завод
英文名:Vologda Optical-Machanics Factory
中文名:Vologda 光学玻璃工厂

Volog­da是位于莫斯科东北250英里,主要生产单眼相机的镜头和军工产品。
Jupite – 21M 、Mir-1B等镜头上面有这家工厂的商标(带有弓和箭标志的商标为旧商标)。
注:可能跟VALDAI 是同一家工厂

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VALDAI

valdai

Val­dai Op­ti­cal-Me­chan­i­cal Fac­to­ry Val­dai (Val­dayskaya)

位于莫斯科西北250英里.​​​ 非常不出名但是却为KMZ, Zenit BelOMO生产了大量镜头.​​​ 单反镜头以He­lios命名 为旁轴相机生产附件镜头.​​​

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KOMZ / KAZAN
 
kmoz

俄文名:Казан Оптико-Механический Завод
英文名:Kazan Optical-Machanics Factory
中文名:喀山光学机械工厂

喀山光学机械工厂位于俄罗斯鞑靼自治共和国首府喀山,创立于 1950 年代初期。
主要是供应 Zorki 和 Zenit 相机使用的镜头。幻灯机镜头,还有军事,民生用途的望远镜,也生产过航空相机, Jupiter 11 135mm/F4 ,Jupiter-37 等镜头上面就有见到这个商标。这家工厂的特色是镀膜的颜色与众不同。

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ZOMZ

zomz

俄文名:Загорский Оптико-Механический Завод
英文名:Zagorsk Optical-Mechanical Plant
中文名:ZAGORSK 光学机械工厂

萨果卢斯克是位于莫斯科北边约 70 公里的地方,现在被称为SERGIEFPOSAT 。

ZOMZ 工厂的员工大约有 5000人左右。
主要生产L Mount 镜头,单眼相机用镜头。在 Jupiter – 3 50mm/F1.5 ,Orion 28mm/F6 上面都可以见到这个商标。

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ROMZ

romz

俄文名:Ростовский Оптико-Механический Завод
英文名:Rostov Optical-Mechanical Plant
中文名:罗斯托夫光学机械工厂

这里的“罗斯托夫”并不是位于顿河沿岸,而是位于莫斯科东北 200 公里的地方,英文的写法是 Rostov the great。
ROMZ 主要是製造军用光学产品,跟相机相关的产品,已知的只有 35mm & 85mm 观景器。目前好像已经不生产相机相关的产品。只有製造望远镜,夜视镜等产品。
ROMZ 的员工大约有 3000 人。

望远镜

BAIGISH Б8

2008年12月2日

    Б8望远镜在我国也称为苏8或波8望远镜,曾大量装备苏军和社会主义国家,在社会主义阵营中,就像AK47步枪一样普及。我国除装备过Б8外,还大量生产和装备了Б8的中国版——62式系列军用望远镜。如今,Б8的改进型号Б8M现仍在俄军中服役,而它的民用型及逐渐退役的中国版本深为国内军品爱好者推崇,成为经典收藏。

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出身名门

    蔡司公司可谓世人皆知,它经典的“ZEISS”标志一直代表着世界光学技术的顶级水平,但很少有人知道苏联光学工业的发展历程与蔡司公司有着千丝万缕的联系。
 
    沙俄军队在20世纪就装备了蔡司望远镜,蔡司公司也于1903年在圣彼得堡开设了办事处和生产基地,负责俄国境内蔡司产品的生产和销售。第一次世界大战爆发后,沙俄政府没收了蔡司公司的工厂和设备,此举也为俄国光学工业的发展打下了基础。此后俄军装备的Б6望远镜从某种意义上可以看作是蔡司Silvamar望远镜的翻版。
    1920年,蔡司公司设计生产出著名的Deltrentis 8×30望远镜,也就是大家常说的蔡8或德8望远镜。与当时经典的Silvamar 6×30望远镜相比,Deltrentis望远镜不仅沿袭了前者小巧轻便的优点,而且还拥有更大的倍率和视场,但此时的德军更信任经历过一战考验的Silvamar望远镜,并没有考虑装备Deltrentis望远镜。
    墙内开花墙外香,虽然德军没有装备Deltrentis望远镜,但瑞士、巴西、中国等国军队先后装备了该型望远镜。不但如此,二战期间,许多德国军人自费购买Deltrentis望远镜带上战场使用,至此,它的优异性能终于得到了德国军方的认可,并将其列为制式装备。
    此时苏军装备的Б6、美军装备的M3、英军装备的MkII/MkIII等望远镜仍是6倍率,而Deltrentis望远镜在倍率、视场和便携性等主要指标上都具有压倒性的优势。其优异的表现给苏军指挥官留下了深刻印象,二战时期,苏联占领蔡司公司耶拿生产基地时,就将机器设备和图纸资料都运回了苏联,并利用它们生产出了新一代军用望远镜。大约在1948年,苏联版的Deltrentis望远镜装备了苏军,这就是Б8望远镜。

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红色经典

    作为Deltrentis望远镜的仿制品,Б8望远镜在外形和结构上同Deltrentis望远镜基本一致,并且还解决了Deltrentis望远镜密封性能不佳的问题。为降低成本和满足大量生产的需要,Б8望远镜没有像Deltrentis望远镜一样安装消光筒,并且简化了一些生产工艺,上棱镜盖也改为铁制。由于玻璃质量不如Deltrentis望远镜,加之简化了工艺,使得Б8望远镜的整体性能比Deltrentis望远镜稍有降低,这也体现了苏联实用至上的一贯作风。在分划样式上,Б8望远镜使用的是苏军所习惯的倒T型分划。在成像风格方面,Б8望远镜的成像偏黄绿色,与Deltrentis望远镜微微偏黄有较明显的差别,这种成像被认为是为了适应俄国的冬天而特意设计的,因为在高亮度环境下偏黄绿色的成像会使观测更加舒适,可以在一定程度上起到滤镜的作用,同时还可以滤掉物体边缘的杂光,提高望远镜辨别目标的能力。

    冷战初期,西方国家开始大量装备主动红外夜视仪,为应对新的威胁,苏联在Б8望远镜的基础上研制了Б8观红外型望远镜,简称Б8观红。其工作原理是在左镜筒内加装一个对红外线敏感的感光屏,夜间观测时主动红外线会在感光屏上形成一个绿点,从而达到发现使用主动红外夜视仪目标的目的。为了容纳感光屏和切换装置,Б8观红加厚了上棱镜盖,使得Б8望远镜和Б8观红在外观上有了较明显的差异。越南战争时期,越南人民军使用Б8观红和62观红有效地对抗了美军的主动红外夜视仪,验证了观红外望远镜的实用性。

    Б8系列望远镜除装备苏军外,中国、捷克、波兰、朝鲜、罗马尼亚等国都装备或仿制改进过。

    为满足民用和国际市场的需要,苏联在Б8望远镜的基础上设计了Б8望远镜的民用型——贝8望远镜。贝8保持了Б8望远镜的光学特性和坚固耐用的品质,曾大量出口欧美国家。苏联解体后,大量俄罗斯望远镜流入我国,因其性能优良、价格低廉,深受消费者的喜爱,而其中最经典、最受欢迎、性价比最好的俄罗斯望远镜就是贝8望远镜。

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Б8与62式望远镜

    建国初期,我国的军用望远镜主要从东德、苏联、捷克等国进口,中苏关系破裂后,不可能再从原渠道获得军用望远镜。为满足部队需要,1960年,298厂开始按苏联早先提供的资料仿制Б8观红望远镜,1962年生产出样品,1963年定型,命名为1962年式观红外望远镜,简称62观红。而非观红的普通型号则是于1961开始试制,1962年定型,命名为1962年式望远镜,简称62式。62系列望远镜是我军的主力装备,广泛装备各兵种,在更先进的95式望远镜开始装备部队的今天,仍有大量62式望远镜在役。

    虽然是Б8望远镜的仿制品,但62系列和Б8系列望远镜还是有许多不同之处,其中之一就是62系列望远镜加装了干燥舱,解决了我国南方地区光学器材容易生霉长菌的问题。另一个显著特征就是62系列望远镜均采用相同的加厚上棱镜盖,62观红和普通型号的外形区别仅仅是前者有切换钮和观红窗。

    Б8观红是在Б8望远镜的基础上研制的,为容纳观红组件,Б8观红加高镜体并使用了加厚的棱镜盖,由于镜体加高引起了焦距变化,Б8观红的物镜采用的是与Б8望远镜不同的内缩结构,导致Б8望远镜和Б8观红的镜体、棱镜盖和物镜这些主要部件都无法通用。而62式望远镜的仿制过程却恰恰相反。我国首先仿制的是Б8观红,在金属和光学零件定型的基础上又派生出不具备观红功能的普通型号,这种逆向仿制在保证性能的前提下大大降低了研制风险和成本,还实现了零件通用化,提高了装备的维护性能。

    从光学指标上看,62式望远镜与Б8望远镜大致相仿,但298厂的62式望远镜成像偏黄比较严重,是一种浓浓的暖黄色。62系列望远镜生产了百万余台,仅298厂最大年产量就有近4万台。作为我军主力装备,从白雪皑皑的林海雪原到炎热潮湿的南沙群岛都能看到62系列望远镜的身影,不仅如此,该系列望远镜还走出国门,援助越南人民军和朝鲜人民军。如今,随着性能更加优异的95式望远镜逐渐装备部队,62系列望远镜正逐步退出现役,成为军品爱好者的经典收藏。

    时至今日,Б8望远镜的改进型——Б8M仍在为俄军服务,作为一款设计于1920年代的望远镜,历经80多年的岁月之后仍然焕发活力,不能不说是经典。虽然Б8望远镜最终会成为历史,却永远不会被历史遗忘。

望远镜

质子号火箭

2008年12月2日

2004年4月19日,质子号火箭搭载“联盟TMA-4”号飞船在哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场发射升空。

载人航天

M82星云

2008年12月2日

Taken with 14.5″ Cassegrain from Eagle Eye Observatory Foresthill, CA

观测摄影