重钡火石位置的光学玻璃制造技术

本发明专利技术涉及设计用于下列领域的光学玻璃：成像、传感器、显微镜、医学技术、数字投影、光刻术、激光技术、晶片／芯片技术以及电信、光学通讯工程和汽车工业中的光学／照明，所述玻璃具有折射率ｎｄ为１．６０≤ｎｄ≤１．７２和／或阿贝数νｄ为３２≤νｄ≤４５，具有突出的短火石性质，良好耐化学性，良好抗析晶作用，良好负感作用稳定性，和具有下列组成（以重量％计，基于氧化物）如右式。

An optical glass with a heavy barium flint position

The present invention relates to a design for the following areas: optical glass, microscope, medical imaging, sensor technology, digital projection, lithography, laser technology, chip / chip technology and telecommunications, optical communication engineering and automobile industry in the optical / illumination, the glass has a refractive index of 1.60 for nd = nd = 1.72 and / or Abbe number V D is more than or equal to 32 V d = 45, with short flint outstanding properties, good chemical resistance, good anti crystallization effect, good stability and negative effect, with the following composition (by weight percent, based on oxide) as the right type.

【技术实现步骤摘要】
重钡火石位置的光学玻璃本专利技术涉及光学玻璃，涉及此类光学玻璃、光学元件(optical element)或此类光学元件的预成型件的用途，涉及所述光学元件的制造 方法和由此类光学元件制成的光学部件(optical part)或光学组件(optical component)的制造方法。应用于以下领域成像、传感器技术、显微镜、医学技术、数字 投影、光刻术、激光技术、晶片/芯片技术以及电信、光学通讯工程和 汽车工业中的光学/照明的本文所要求保护的光学位置的常规光学玻璃 (优选重钡火石位置以及更宽范围的火石、重火石、轻火石和钡火石位 置)通常包含氧化铅(PbO)以得到所需的光学性质，亦即折射率nd为 1.60 Snd 禾口/或阿贝数vd为32《vd ^45。通常也使用氧化铅用以调整明显的短火石特性。这使得玻璃的耐化学性差。此外，该组分氧 化铅对环境有危害。另外通常使用As203作为澄清剂。在近些年，仅次于PbO， As203 也被认为对环境有危害，因此大部分光学设备和产品的供应商倾向于 使用不含铅和砷氧化物的玻璃。为了用于高价值的产品中，具有增大 的耐化学性的玻璃的重要性逐渐增加。已知该光学位置的无铅玻璃通常基于在含硅基质中使用大量的 Ti02，另一方面这导致玻璃具有高的结晶倾向性，因此其不能经受二次 热模铸步骤，并且由于它们的硬度增加，另一方面导致玻璃在进一步的机械加工步骤中难以处理。在高质量的光学系统中，在系统设计过程中色差的校正已经是一 个重要的问题。为了优异的校正色差，需要具有显著的短火石特性的玻璃。其为那些具有显著偏离法线的相对部分色散的玻璃，因此，它 们特别适合用于色差校正。然而，此性质通常通过使用PbO而得到， 其根据上述生态学的考虑来说是不应该使用的。不同于常规方法的从模块或铸块中分离光学组件的玻璃制备方法 变得越来越重要，其中通过精密压制(precise pressing)得到光学组件， 亦即在熔融玻璃后，在二次模铸加工中直接压制光学组件和/或近终形 预成型件-所谓的精密玻璃坯(precisiongob)。这对消费者市场以及高品 质市场来说是确实需要的。"精密模型熔化成型""精确的玻璃坯"通 常且优选理解为通过不同制造方法可得到的火焰抛光的、非或半模铸 玻璃部分。上面所述的为在加工构造、熔融和热模铸中为什么强烈需要"短 性"玻璃的原因。如果它们的粘度随着温度强烈地变化，则称为玻璃 "短性"。该性质提供了在热模铸加工期间的再加工的优点，因此， 降低了在近终形精密模铸中的模铸持续时间。因此，在一方面提高了 产量和效率，从另一方面保护了模铸工具的材料。这对于总的制造成 本来说具有强的正面作用。此外，短性玻璃的快速固化使得可以用于 加工具有强析晶倾向和晶种形成的玻璃，这两种性质导致在二次模铸 步骤中存在的问题可被避免或至少显著地降低。基于相同的考虑，需要这样一种玻璃，在热模铸期间其粘温曲线 显示绝对的低温的玻璃。另外这有助于降低加工温度，并因此使得设 备寿命改善，以及通过更快的没有张力的冷却有助于减少种晶的形成。 另外，这些玻璃提供了可能的重要的较宽范围，可能更加节省成本的 模铸工具材料，其在近终形精密压制中非常重要。在现代高性能光学领域中，必须满足更高的要求以达到成像的精 确性和分辨率。这意味着在一方面必须得到在不断增大的成像和投影 面积，并且另一方面待成像的结构变得越来越小，且必须甚至更加精确且详细地成像。因此，需要其辐射较短波长的光，即较高能量的光， 其增加了光学元件的能量基础负载。另外，为了增加制造速度，在大 量的工艺应用如微光刻技术中目的在于较短的曝光时间，因此致使较 高的辐射能量和密度被传送通过该光学系统，从而必然增加了单位时 间的辐射负载。在光学系统，特别是在电信和通讯工程中，仍然需要 高光效即高的透射。这不仅对光学系统设计为一挑战，也是对用于此类光学应用的光 学玻璃的发展的挑战。例如，已知应用较高的照射密度会造成光学元件的一种称为负感作用(solarization)的现象，亦即照射间接改变了玻 璃内的结构，从而导致透射明显降低，投射即光穿越玻璃透过。因此， 需要显示强抗负感作用现象的玻璃。下面的文献关于根据现有技术的玻璃■ JP 87-012633A (Hoya)■ JP 77-069915A (Hoya)■ JP 58-120539A (Ohara)■ US 5007948 CCoraing)根据这些文献，可得到具有类似光学位置和化学组成的玻璃，但 是这些玻璃与根据本专利技术的玻璃相比时，显示很出了很大的缺点。已公开的专利申请JP 87-012633A中公开的玻璃包含大于13mol% 的大量的Cs20，其在高纯质量下是非常昂贵的。 一方面，此氧化物在 与互换组分ZnO的相互作用中起到折射率梯度调整剂的作用，另一方 面为了增大离子迁移率，大量的助熔剂削弱了基质，从而在加速和有 效驰豫之后，进行有意义的交换以避免材料内的张力。根据此文献，就折射率而言，目标在于进一步较低的位置；因此 Zr02禾P Nb205部分仅为任选和少量存在(Zr02 < 4 mol%; Nb205 < 1mol%)。由于类似的原因，JP 77-069915A中公开的玻璃显示出相应的缺 点由于Zr02含量较小，不能得到所需的光学位置，特别是vd^32的 高的色散。高含量的CaO特别与可能的高含量的其它碱土金属氧化物 混合作为基质调整剂，因此作为玻璃结晶的去稳定剂和促进剂。JP 58120539公开了具有高含量二氧化硅的玻璃，其中所有的玻璃 包含昂贵的组分氧化锂，而氧化硼为任选存在的。通过已经更昂贵的 氧化锂的应用，强烈限制了使用氧化硼作为基质稳定剂的可能应用， 因为两种组分氧化硼和氧化锂的组合存在对于耐火材料产生协同的攻 击性。US 5007948中公开的玻璃包含相关比例的银，用于调整折射率梯 度。因此该玻璃不仅变得不经济，并且它们在热模铸期间还是氧化还 原敏感的。因此就第二次模铸步骤而言它们失去了可加工性，如例如 再次压制、透镜的精密压制以及类似的操作。操作，如张力和目标冷 却步骤，如通常施加到典型光学玻璃的操作，也会导致不希望的性质。 此外，根据此文献的基质玻璃甚至在离子交换前即包含大量的有助于 例子交换的A1203。由于这些额外量的高熔点组分(至多32阳离子 mol%)，此玻璃变得难以熔化，且因此一方面甚至更不经济，另一方面 由于较高的熔融温度产生来自铂坩埚材料中的杂质从而使得表现出在 蓝光光谱边界的透射损失。作为补偿这些缺点的可能性，加入大量的 碱金属氧化物Na20，至多39阳离子mo1。/。，即一种助熔剂。因此得到 的材料中的结构有助于离子交换，但对于结晶稳定性有害，这是不希 望的。本专利技术的目的是提供在能得到所需光学性质的组成范围内的光学 玻璃，而基于生态学考虑，不含有PbO，且如果可能的话，不使用As203、 Bi203和Li20，且优选不使用Ti02。同时，该玻璃应该显示优异的抗负感作用同时具有出色的短火石特性。这些玻璃应优选可通过精密压制 技术加工处理并且显示低的玻璃化转变温度Tg。此外，它们应该可容 易地熔化和加工，以及它们应该足以抗析晶，因此使得在连续的生产装置中的制备成为可本文档来自技高网...

【技术保护点】
光学玻璃，其特征在于其包括下列组成（以重量％表示，基于氧化物）：＊＊＊。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：西尔克沃尔夫，乌特韦尔费尔，戈登基斯尔，
申请(专利权)人：肖特公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]