Le développement du verre optique et celui des instruments optiques sont indissociables. Les nouvelles réformes des systèmes optiques imposent souvent de nouvelles exigences au verre optique, favorisant ainsi son développement. De même, la production expérimentale réussie de nouveaux types de verre favorise souvent à son tour le développement d’instruments optiques.
Les premiers matériaux optiques utilisés par l’homme pour fabriquer des composants optiques étaient les cristaux naturels. On dit que dans l’Asie ancienne, le cristal était utilisé comme lentille, tandis que dans la Chine ancienne, la tourmaline naturelle (miroir à thé) et la citrine étaient utilisées. Les archéologues ont prouvé que les Egyptiens et nous-mêmes (à l'époque des Royaumes combattants) étions déjà capables de fabriquer du verre il y a environ 3 000 ans. Cependant, l'utilisation du verre comme verres et miroirs a commencé à Venise au XIIIe siècle. Engels en a fait l'éloge dans sa « Dialectique de la nature », le considérant comme l'une des inventions marquantes de l'époque. Par la suite, en raison des besoins de développement des astronomes et de la navigation, Galilée, Newton, Descartes et d'autres ont également fabriqué des télescopes et des microscopes en verre. Depuis le XVIe siècle, le verre est devenu le principal matériau de fabrication des composants optiques.
Au XVIIe siècle, les problèmes achromatiques dans les systèmes optiques étaient devenus un problème central pour les instruments optiques. A cette époque, grâce à l'amélioration de la composition du verre et à l'introduction d'oxyde de plomb dans le verre, Hull obtint la première paire de lentilles achromatiques en 1729. Depuis, le verre optique a été divisé en deux grandes catégories : le verre couronne et le verre silex.
En 1768, Ji Nan fut le premier en France à produire du verre optique uniforme en remuant avec une tige d'argile, commençant ainsi à établir une industrie indépendante de fabrication de verre optique. Au milieu du XIXe siècle, plusieurs pays capitalistes développés ont successivement créé leurs propres usines de verre optique, comme la société Para-Muntu en France (1872), la société Chance en Grande-Bretagne (1848) et la société Schott en Allemagne (1848), etc.
Les instruments optiques ont fait de grands progrès au XIXe siècle. À la veille de la Première Guerre mondiale, l'Allemagne, afin de développer rapidement des instruments d'optique militaires, a exigé de briser la limitation de la rareté des variétés de verre optique. A cette époque, le célèbre physicien A Yuan rejoint les travaux de Short's Factory. Il a ajouté au verre de nouveaux oxydes tels que BaO, B2O3, ZnO, P2O3, etc. et a étudié leur influence sur les constantes optiques du verre. Sur cette base, des types de verre tels que la couronne de baryum, la couronne de bore et la couronne de zinc ont été développés, et en même temps, du verre silex spécial à dispersion partielle relative a également été produit à titre d'essai. Au cours de cette période, la variété des verres optiques s'est considérablement élargie et un ensemble relativement complet d'objectifs de caméra et de microscope a émergé dans le domaine des instruments optiques.
Jusque dans les années 1930, la plupart des travaux étaient encore réalisés sur la base de la Short Factory. En 1934, une série de verres précieux avait été obtenue, comme les allemands SK-16 (620/603) et SK-18 (639/555), etc. Jusqu'à présent, cela peut être considéré comme une étape dans le développement du verre optique.
Avant et après la Seconde Guerre mondiale, avec le développement de divers instruments optiques tels que la photographie aérienne, les spectromètres ultraviolets et infrarouges et les objectifs photographiques avancés, de nouvelles demandes sont apparues pour le verre optique. À cette époque, le verre optique a également connu de nouveaux développements. En 1942, Morey des États-Unis et plus tard des scientifiques de l'Union soviétique et de l'Allemagne ont successivement introduit des oxydes dilués et des oxydes dispersés dans le verre, élargissant ainsi la variété de verre et obtenant une série de verres optiques à indice de réfraction élevé et à faible dispersion, tels que les LaK, LaF allemands, CTK et TAF soviétiques, etc. comme le LF-9 soviétique, le LF-12, le F-16 allemand et d'autres variétés.
Étant donné que divers nouveaux types de verre optique présentent plus ou moins de défauts de traitement ou de performances d'application, lors de la recherche et de l'expansion du domaine du verre optique, des efforts sont également déployés pour améliorer les propriétés physiques et physico-chimiques de divers nouveaux types de verre optique. Et beaucoup de travail a été réalisé sur le processus de production.
En regardant le processus de développement historique ci-dessus, on peut prédire que l’orientation future du développement du verre optique sera :
① Produire du verre avec un indice de réfraction exceptionnellement élevé ;
② Produire du verre avec une dispersion partielle relative spéciale ;
③ Développer du verre optique infrarouge et ultraviolet ;
④ Remplacer certains composants indésirables du verre, comme le THO2 radioactif, le BcO toxique, le Sb2O3, etc.
⑤ Améliorer la stabilité chimique du verre ;
⑥ Améliorez la transparence du verre et évitez qu'il ne soit taché par les radiations.
⑦ Améliorer le processus technologique pour réduire le prix des nouveaux types de verre.
