光学材料是光学材料与元器件产业的基础,包括光学玻璃、光学塑料及光学晶体等材料,以光学玻璃为例,按照交货形式的不同又可进一步划分为光学玻璃毛坯料、切割件及压型胚料等。
由光学玻璃等材料加工可制成各种球面、非球面、平面、异型透镜、棱镜、反射镜、滤光片、光栅等引起反射、折射、分光、滤光、成像、传输等作用的光学元件,并经与其他电子器件、连接件等集成组装成光学器件或光学模组。
光学玻璃作为光学材料及元器件行业的基础材料,在所有光学材料中的应用最为广泛。
光学玻璃是指可以改变光的传播方向、改变不同光的相对光谱分布、具有高透明性、均匀性和精确光学常数的玻璃,是制造光学镜头、光学仪器等器件的主要材料。
光学玻璃材料制造对于设备和生产技术的要求高,属于资本密集型和技术密集型产业,通常根据下游用户需求和应用领域设计原材料配方,采购对应的矿产、稀土及化工原材料,并精进制造工艺,生产出不同性能的光学玻璃材料。
在产品结构方面,光学玻璃按主要特征可分为无色光学玻璃、有色光学玻璃、防辐照光学玻璃、耐辐射光学玻璃、紫外和红外光学玻璃、光学石英玻璃等。根据思瀚数据,无色光学玻璃的市场占比最高,2022 年约为 45.20%。
受益于光学材料及元器件终端应用领域的不断拓宽,以及全球光学玻璃产业加速向中国大陆转移,我国光学玻璃行业规模得到迅速扩张,产品牌号日益丰富,光学玻璃厂商在配料、生产工艺、产品质量等方面均取得较大突破,接近国际同类产品水平,我国已发展成为世界普通光学玻璃最大的生产基地。根据思瀚数据,近年来我国光学玻璃市场规模实现了稳步增长,2022 年已超过 36 亿元。
尽管我国光学玻璃行业规模不断扩大,但由于起步较晚,目前我国的光学企业较多仍处于传统光学玻璃生产阶段,新型终端应用领域对行业的拉动作用尚未完全形成,与日本和德国等地区的国际知名光学材料生产厂家相比,在光学玻璃品种、技术水平及设备等方面仍有较大发展空间。
光学玻璃材料的主要光学性能指标为折射率、阿贝数、条纹、气泡、透过率、折射率、温度系数、化学稳定性等。在技术发展趋势方面,近年来下游客户对于折射率、阿贝数、色散、透过率等指标具有特殊要求的高性能光学玻璃需求增长明显,高性能光学玻璃未来发展前景广阔。
以镧系光学玻璃为例,由于具有高折射率、低色散、高阿贝数等优异的光学性能,随着市场对器件微型化及功能化的要求日益增长,镧系光学玻璃获得了市场的广泛响应,已形成诸多光学玻璃牌号,组成一系列高质量的光学系统。光学玻璃的应用从单纯光学越来越多地转向光电子学、光子学,未来将更多地应用于光学信息科学,如无人驾驶场景下的车载镜头、机器视觉、增强现实与混合现实、生命科学、军事机器人、专业相机、短波红外检测、半导体检测等。
传统光学玻璃的光学性质将越来越无法满足光学产品的要求,因此发展具备特殊性能的高端光学玻璃已成为行业的重点方向。
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