Vidrio óptico

Se conoce como vidrio óptico a una serie de materiales vítreos que por sus especiales características relativas a su índice de refracción y a su número de Abbe, reúnen las propiedades necesarias para ser utilizados en la fabricación de dispositivos ópticos, tales como lentes, espejos, y prismas, a los que se ha añadido a partir de la segunda mitad del siglo XX la fibra óptica.

La construcción de objetivos que solucionasen el problema de la distorsión de las imágenes ampliadas asociado a la aberración cromática y a la aberración esférica (tanto en microscopios como en telescopios refractores) llevó a la búsqueda de métodos de corrección utilizando conjuntos de lentes que aprovechasen las distintas propiedades ópticas de vidrios diferentes.

La solución llegó de la mano de un astrónomo aficionado británico, Chester Moore Hall, que ideó en el siglo XVIII el primer diseño de un doblete de lentes acromáticas, utilizando una lente de vidrio flint y otra de vidrio crown. El diseño llegó hasta el fabricante de telescopios John Dollond, que dio al descubrimiento la importancia que merecía. El siguiente paso lo dio su hijo Peter, que diseñó la primera lente apocromática que mejoraba el diseño de las anteriores. Fue el alemán Ernst Abbe, en colaboración con su socio Carl Zeiss, quien sentó las bases científicas de la fabricación de lentes a partir del estudio sistemático del vidrio a finales del siglo XIX. Ya en el siglo XX, se diseñaron las lentes superacromáticas, para las que es necesario utilizar vidrio de fluorita en combinación con los otros dos tipos de vidrio.

Por el contrario, espejos y prismas sencillos no tienen requerimientos tan complejos como las lentes respecto al vidrio que utilizan, siendo más importantes tanto la parte del espectro respecto a la que son transparentes, como su estabilidad térmica y mecánica, y su trabajabilidad de cara a dotar a estos elementos de una geometría precisa. Sin embargo, en ciertos aparatos como los espectrógrafos o montajes de prismas múltiples, las condiciones de los vidrios utilizados deben ser tenidas en cuenta con el mismo cuidado que en el caso de las lentes.

Un caso especial respecto a las características exigibles a los vidrios de las lentes los representa la óptica oftalmológica, donde los requerimientos de resistencia y ligereza de las gafas, hacen que los vidrios orgánicos puedan competir ventajosamente con los inorgánicos, aunque sus propiedades ópticas normalmente sean inferiores, y al tener menor dureza, se deterioren más fácilmente. El vidrio crown, debido a su ligereza, transparencia y menor precio, suele ser el más utilizado en la fabricación de gafas con graduaciones reducidas. Sin embargo, cuando se requieren correcciones fuertes, se utiliza el vidrio flint, más pesado, pero que presenta la ventaja de necesitar menores espesores por su mayor índice de refracción.

En la fibra óptica, cuya tecnología a gran escala se empezó a desarrollar en la segunda mitad del siglo XX, es especialmente importante la pureza del vidrio utilizado, de la que depende reducir al máximo la atenuación de las señales transmitidas, así como sus propiedades mecánicas, para evitar problemas de fragilidad y de rotura cuando se manejan los cables.

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