光學(xué)玻璃和光學(xué)元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光學(xué)玻璃以及這種玻璃的用途，具體而言，該玻璃其包含組分La2O3、B2O3、GeO2、HfO2和In2O3，并且其中存在如下比例(基于氧化物的質(zhì)量百分比)的如下組分：其用于光學(xué)元件，例如用于選自成像、感測(cè)器技術(shù)、顯微術(shù)、醫(yī)療技術(shù)、數(shù)字投影、電信、光通信技術(shù)、信息傳輸、汽車領(lǐng)域的光學(xué)/照明、太陽(yáng)能技術(shù)、微影、步進(jìn)機(jī)、準(zhǔn)分子雷射、晶片、計(jì)算機(jī)芯片以及集成電路和/或包含光學(xué)的電路和芯片的電子儀器所構(gòu)成的組的領(lǐng)域的選自由透鏡、棱鏡、光導(dǎo)棒、隊(duì)列、光纖、梯度部件(gradient component)以及光學(xué)窗口所構(gòu)成的組的光學(xué)元件。
【專利說明】光學(xué)玻璃和光學(xué)元件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光學(xué)玻璃和包括光學(xué)玻璃的光學(xué)元件。

【背景技術(shù)】
[0002] -直在尋找在阿貝圖中銅冕和銅火石區(qū)域中具有高折射系數(shù)和高阿貝數(shù)的玻璃， 尤其是用于成像、感測(cè)器技術(shù)、顯微術(shù)、醫(yī)療技術(shù)、數(shù)字投影、光蝕刻微影、激光技術(shù)、晶片/ 芯片技術(shù)W及還用于電信、光通信技術(shù)和汽車領(lǐng)域的光學(xué)/照明的領(lǐng)域。
[0003] 最近，代替迄今習(xí)慣從塊或錠玻璃切割出光學(xué)部件，使用該樣的生產(chǎn)處理，其中在 玻璃烙融后，可W直接獲得直接壓制體，即落料壓制（精密壓制）的光學(xué)部件、和/或用于 進(jìn)一步處理的、公知為"精密凝塊"的接近最終形狀預(yù)型件或中間體。一般而言，"精密凝 塊"視為優(yōu)選完全火拋光的、半自由或自由形狀的玻璃部分，其與期望光學(xué)部件具有相同質(zhì) 量和非常相似的形狀。
[0004] 為此，對(duì)于烙融和熱壓成形的處理技術(shù)，最近已經(jīng)報(bào)道對(duì)"短性"玻璃、即粘度隨溫 度變化而變化很大的玻璃的增大需求。在生產(chǎn)處理中，此粘度行為的優(yōu)點(diǎn)在于，可W降低熱 壓成形次數(shù)W及因此的閉模次數(shù)。因此，首先提高了生產(chǎn)能力。其次，在接近最終幾何形狀 的精密熱壓成形中，節(jié)省了成型材料。因此，降低了整體生產(chǎn)成本。另外，更快的凝固使得 可W處理具有相當(dāng)高結(jié)晶趨勢(shì)的短性玻璃，該在相似結(jié)晶敏感的更長(zhǎng)玻璃情況下是不可能 的。另外，避免或至少大幅度降低在隨后的二次熱壓成形步驟中可能成為問題的成核現(xiàn)象。
[0005] 為了獲得期望光學(xué)性能，尤其是低色散性（dispersion)、即高阿貝數(shù)，此光學(xué)位置 (optical position)的傳統(tǒng)光學(xué)玻璃通常包含化0。另外，As2化經(jīng)常用作精煉劑。因?yàn)樽?近幾年玻璃組分化0和As2化已經(jīng)被認(rèn)為環(huán)保方面有問題，無鉛和無神玻璃被大多數(shù)光學(xué)儀 器和產(chǎn)品的生產(chǎn)商優(yōu)選使用。另外，含PbO玻璃具有弱耐化學(xué)性。但是，具有改善耐化學(xué)性 的玻璃在高級(jí)產(chǎn)品使用中一直具有重要地位。
[0006] 相同光學(xué)位置的已知無鉛玻璃變體經(jīng)常在娃質(zhì)玻璃基質(zhì)中包含大量的Ti化。但是 該得出了極易受結(jié)晶影響的玻璃，其經(jīng)常不能夠在二次熱壓成形步驟中進(jìn)行處理。由于它 們較高的硬度，該些玻璃也非常難W機(jī)械加工。此外，該樣的玻璃在透射光譜的"藍(lán)邊"、即 在小于420nm的波長(zhǎng)處具有受損的透射。
[0007] 作為另外的替代方案，最近已經(jīng)通常能夠通過使用Bis化獲得此光學(xué)位置的玻璃。 但是，該些玻璃的缺點(diǎn)在于，它們?cè)诶尤谠O(shè)備中對(duì)氧化還原環(huán)境很敏感，并在不利的氧化還 原環(huán)境中，由于形成Bi°，存在透射降低的危險(xiǎn)。
[0008] 在下面文件中描述了另外的玻璃。
[0009] 如下述文件一樣，JP 53-00423A沒有描述任何測(cè)酸銅玻璃，其同時(shí)包含氧化錯(cuò)、氧 化給W及氧化鋼。
[0010] JP 56-78447A描述具有含量至少為lOwt% (質(zhì)量百分比）的Si化。
[0011] JP 62-100449A涉及一種玻璃，根據(jù)所公開的示例，其包括含量為至少2wt%的 Sb2〇3、總含量為至少20wt%的Si化+B2化W及含量至少為16wt%的相對(duì)高的B2化。
[0012] JP 56-164033A公開一種玻璃，其具有含量為至少8. 5wt%的Si化w及含量至少 為llwt%的化0.
[0013] JP 60-221338A公開一種玻璃，其具有總含量為至少20wt%的Si化+B203并且另外 包含Li2〇。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種光學(xué)玻璃，其避免現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)并且 獲得期望光學(xué)性能。具體而言，將發(fā)現(xiàn)可W獲得期望光學(xué)性能（n/Ud)的短性光學(xué)玻璃的 成分范圍。玻璃應(yīng)當(dāng)具有高透射性、良好耐化學(xué)性和可加工性、低生產(chǎn)成本W(wǎng)及良好環(huán)保 性。該些玻璃應(yīng)當(dāng)優(yōu)選能夠通過落料壓制工藝（精密壓制工藝）處理并且因此具有低相變 溫度Tg。此外，其應(yīng)當(dāng)能夠容易烙融并處理并且還在連續(xù)操作設(shè)備的二次熱壓成形步驟W 及/或者制造中具有足夠的結(jié)晶穩(wěn)定性。此外，粘度范圍為l〇 7 6-l〇"dPas的非常短性玻璃 是期望的。
[0015] 上述目的通過權(quán)利要求中所述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)。
[0016] 具體而言，提供一種光學(xué)玻璃，其包含組分La2〇3, B203, Ge〇2, Hf〇2和1叫〇3,并且其中 存在如下比例（基于氧化物的質(zhì)量百分比）的如下組分：
[0017]
[0018]

【權(quán)利要求】
1. 一種光學(xué)玻璃，其包含組分La203、B20 3、Ge02、Hf02和In2O3，并且其中存在基于氧化物 的質(zhì)量百分比（wt% )為如下比例的如下組分： SiO2 0-8 Sb2O3 0-<2 SiO2+ B2O3 1-<20 SiO2+ B2O3+ GeO2+ HfO2+ In2O3 15-25 〇
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其中所述玻璃包含基于氧化物的質(zhì)量百分比為如 下比例的如下組分中的一種或多種： La2O3 30 - 50 B2O3 1- < 20 GcO2 0,1-20 HfO2 0.1 40 In2O3 0,1 - 10 Gd2O3 1-30 Y2O3 0-12 Yb2O3 0-15。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其中所述玻璃包含基于氧化物的質(zhì)量百分比為如 下比例的如下組分中的一種或多種： La2O3 35 - 47 B2O3 5-15 Gd2O3 5-20 SiO2 0-6 GcO2 0.1 -15 HfO2 0.5 -6 Iii2O3 0.5 6〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其中所述玻璃另外包含基于氧化物的質(zhì)量百分 t匕、除非另有表示為如下比例的如下組分中的一種或多種： Λ1;:(0-5 WO.: 0-5 Ta2O5 0-8 ZnO 0~10 MgO 0-5 CaO 0-5 BaO 0-5 SrO 0-5 總的M2O 0 - 3 0-6 Sb2O3 0-1 F 0.2 - 10wt%〇 其中，M2O是指選自由Li20、Na20、Κ20、Rb 2O和Cs2O構(gòu)成的組的堿金屬氧化物的和。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中光學(xué)組分的質(zhì)量比例的和除以玻 璃組成組分的質(zhì)量比例的和S0C/SGF所得的商數(shù)大于2. 8、優(yōu)選至少3. 0并且/或者最大 4. 5、更優(yōu)選最大4. 0。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中組分La203+Gd20 3+Y203+Yb203的質(zhì) 量比例的和為至少60wt%以及/或者最大80wt%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中所述玻璃不含PbO、As203、Bi 203、 Li20、Na20、K20、Rb20、Cs 20、Zr02、Sn02、Nd205、Ta 2O5 和 / 或 TiO2 中的一種或多種作為玻璃組 分。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中所述玻璃不含有損顏色、放射性 和/或熒光的組分。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，所述玻璃的折射系數(shù)叫為 1. 70-1. 90、優(yōu)選為1. 75-1. 88并且/或者阿貝數(shù)u d為40-55、優(yōu)選為42-53。
10. -種光學(xué)兀件，包括根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其為選自成像、 感測(cè)器技術(shù)、顯微術(shù)、醫(yī)療技術(shù)、數(shù)字投影、電信、光通信技術(shù)、信息傳輸、汽車領(lǐng)域的光學(xué)/ 照明、太陽(yáng)能技術(shù)、微影、步進(jìn)機(jī)、準(zhǔn)分子雷射、晶片、計(jì)算機(jī)芯片以及集成電路和/或包含 光學(xué)的電路和芯片的電子儀器所構(gòu)成的組的領(lǐng)域的選自由透鏡、棱鏡、光導(dǎo)棒、隊(duì)列、光纖、 梯度部件（gradient component)以及光學(xué)窗口所構(gòu)成的組的光學(xué)元件。
【文檔編號(hào)】C03C3/15GK104513007SQ201410521141
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】西爾克·沃爾夫, 西莫內(nèi)·莫尼卡·里特 申請(qǐng)人:肖特股份有限公司