重镧火石玻璃及其预制件、光学元件和光学仪器制造技术

本发明专利技术公开了一种重镧火石玻璃及其预制件、光学元件和光学仪器。该重镧火石玻璃以重量％计，含有：SiO2：12‑30％，Ln2O3：10‑25％，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3的合计含量，TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3：10.5‑40％，B2O3：0‑10％，RO：20‑35％，所述RO为BaO、CaO、MgO和SrO中的一种或多种，ZrO2：0.5‑10％，其中(SiO2+TiO2)/(B2O3+Nb2O5)为1‑30。该玻璃的折射率(nd)为1.86‑1.92，阿贝数(vd)为25‑30，能够满足精密仪器所需的光学性能，而且抗析晶性能优异、折射率温度系数低，能有效减小温差导致的热像差。

Heavy lanthanum flint glass and its preforms, optical elements and optical instruments

The invention discloses a heavy lanthanum flint glass and its prefabricated parts, optical elements and optical instruments. The heavy lanthanite flint glass, by weight percent, contains: SiO 2:12 8209 30%, Ln2O3:10 8209 25%, SiO 2:12 30%, Ln2O3:10 8209 25%, said Ln2O3 is the total content of La2O3, Gd2O3, Y2O3, Y2O3 and Yb2O3, TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3:10.5 8209 40%, B2O 3:0 8209:0 8209 10 10%, RO:20 8209 10%, RO:20 8209 35%, said RO is one or more of BaO, CaO, MgO, MgO and SrO, ZrO 2:0.5 8209 10%, of which is SiO 2+O 2+O 2+SiO 2+O 2+O 2(O 2+O 2)/Nb2O5) is 1 30. The refractive index (nd) and Abbe number (vd) of the glass are 1.86 1.92 and 25 30, which can satisfy the optical performance of the precision instrument. Moreover, the glass has excellent crystallization resistance and low refractive index temperature coefficient, and can effectively reduce the thermal aberration caused by temperature difference.

【技术实现步骤摘要】
重镧火石玻璃及其预制件、光学元件和光学仪器
本专利技术属于光学玻璃领域，具体涉及一种重镧火石玻璃及其预制件、光学元件和光学仪器。
技术介绍
折射率(nd)为1.86-1.92，阿贝数(vd)为25-30的重镧火石玻璃广泛应用在精密光学仪器的透镜中，这些重镧火石玻璃能够满足现代精密模压成型工艺的要求，但是已有的重镧火石玻璃的折射率温度系数较高。光学玻璃的折射率是温度的函数，单位温度引起的折射指数的变化，即玻璃折射率温度系数，它是衡量温度对光学玻璃的折射率影响的关键性能参数，当温度上升时，玻璃受热膨胀使密度减小，折射率下降。在医疗、夜间摄影、集成电路光刻技术等领域所使用的光学仪器中，光学透镜的使用环境温度随使用时间增长而不断升高，玻璃的折射率也随之变化较大，严重降低玻璃的成像质量，进而影响系统分辨率。往往需要采用热像差补偿技术加以弥补，例如光刻机的光刻物镜通过可动镜片结合、热相差补偿元件等弥补，但是这些技术门槛较高，仅被世界上少数厂家掌握，极大地制约了相关技术的推广应用，也不利于形成市场竞争、打破精密仪器价格昂贵的局面。而且，已有的重镧火石玻璃析晶上限温度偏高，玻璃在高温加工时稳定性差，热加工工艺难度大，致使其使用范围受到限制。此外，当前高密度和高着色度的重镧火石玻璃也不能满足人们追求仪器和设备轻小型化和高透过率的要求。因此，有必要开发一种透射率高、成像质量高、折射率温度系数优异、析晶上限温度低的重镧火石玻璃。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种重镧火石玻璃，该玻璃的折射率(nd)为1.86-1.92，阿贝数(vd)为25-30，能够满足精密仪器所需的光学性能，而且抗析晶性能优异、折射率温度系数低，能有效减小温差导致的热像差。本专利技术还进一步提供了由该重镧火石玻璃制作的预制件、光学元件和光学仪器。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案如下：重镧火石玻璃，以重量％计，含有：SiO2：12-30％，Ln2O3：10-25％，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3的合计含量，TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3：10.5-40％，B2O3：0-10％，RO：20-35％，所述RO为BaO、CaO、MgO和SrO中的一种或多种，ZrO2：0.5-10％，其中(SiO2+TiO2)/(B2O3+Nb2O5)为1-30。进一步地，上述的重镧火石玻璃，以重量％计，还含有：Rn2O：0-8％，所述Rn2O为Li2O、Na2O和K2O中的一种或多种，Sb2O3：0-1％，ZnO：0-7％，Ta2O5：0-10％，Al2O3：0-10％。重镧火石玻璃，以重量％计，由12-30％的SiO2，10-25％的Ln2O3，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3的合计含量，10.5-40％的TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3，20-35％的RO，所述RO为BaO、CaO、MgO和SrO中的一种或多种，0.5-10％的ZrO2，0-10％的B2O3，0-8％的Rn2O，所述Rn2O为Li2O、Na2O和K2O中的一种或多种，0-1％的Sb2O3，0-7％的ZnO，0-10％的Ta2O5，和0-10％的Al2O3组成，其中(SiO2+TiO2)/(B2O3+Nb2O5)为1-30。进一步地，前述的重镧火石玻璃，各组分含量满足以下4种情形中的一种或一种以上：1)B2O3/TiO2大于0且小于等于1；2)BaO/B2O3大于0且小于等于70；3)(La2O3+TiO2+ZrO2)/SiO2为0.7-6；4)(SiO2+La2O3+ZrO2)/TiO2为0.75-6.5。进一步地，前述的重镧火石玻璃，其中：SiO2：15-25％，和/或Ln2O3：12-22％，和/或TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3：17-33％，和/或RO：22-32％，和/或ZrO2：2-8％，和/或B2O3：0.5-6％，和/或Rn2O：0.5-6％，和/或Sb2O3：0-0.5％，和/或ZnO：0-5％，和/或Ta2O5：0-5％，和/或Al2O3：0-5％。进一步地，前述的重镧火石玻璃，各组分含量满足以下5种情形中的一种或一种以上：1)B2O3/TiO2为0.02-0.4；2)BaO/B2O3为3.6-64；3)(La2O3+TiO2+ZrO2)/SiO2为1.2-5；4)(SiO2+La2O3+ZrO2)/TiO2为1.1-3.7；5)(SiO2+TiO2)/(B2O3+Nb2O5)为2.15-20。进一步地，前述的重镧火石玻璃，各组分含量满足以下2种情形中的一种或两种：6)SiO2+TiO2为30-50％；7)B2O3/SiO2为0.02-0.4。进一步地，前述的重镧火石玻璃，其中：SiO2：18-23％，和/或Ln2O3：13-18％，和/或TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3：22-31％，和/或RO：23-30％，和/或ZrO2：2-6％，和/或B2O3：1-4％，和/或Rn2O：1-5％，和/或Sb2O3：0-0.2％，和/或ZnO：0-3％，和/或不含Ta2O5，和/或不含Al2O3。进一步地，前述的重镧火石玻璃，各组分含量满足以下5种情形中的一种或一种以上：1)B2O3/TiO2为0.02-0.23；2)BaO/B2O3为5-30；3)(La2O3+TiO2+ZrO2)/SiO2为1.5-4；4)(SiO2+La2O3+ZrO2)/TiO2为1.2-2；5)(SiO2+TiO2)/(B2O3+Nb2O5)为3.36-12。进一步地，前述的重镧火石玻璃，各组分含量满足以下2种情形中的一种或两种：6)SiO2+TiO2为37-50％；7)B2O3/SiO2为0.02-0.34。进一步地，前述的重镧火石玻璃，其中：TiO2：10-30％，和/或Nb2O5：0.5-10％；优选地，TiO2：15-25％，和/或Nb2O5：2-8％；更优地，TiO2：19-24％，和/或Nb2O5：3-7％。进一步地，前述的重镧火石玻璃，其中：La2O3：10-25％，和/或BaO：20-35％，和/或Na2O：0-8％；优选地，La2O3：12-22％，和/或BaO：22-32％，和/或Na2O：0.5-6％；更优地，La2O3：13-18％，和/或BaO：23-30％，和/或Na2O：1-5％。进一步地，前述的重镧火石玻璃，其λ70为450nm以下，优选为440nm以下，更优选为430nm以下；其λ5为390nm以下，优选为385nm以下，更优选为380nm以下；密度(ρ)为4.5g/cm3以下，优选为4.3g/cm3以下，更优选为4.25g/cm3以下；析晶上限温度为1200℃以下，优选为1180℃以下；折射率温度系数为2.4×10-6/℃以下，优选为2.3×10-6/℃以下。进一步地，前述的重镧火石玻璃，其折射率(nd)为1.86-1.92，优选为1.86-1.91，更优选为1.87-1.90；阿贝数(vd)为25-30，优选为25-29，更优选为26-29。进一步地，前述的重镧火石玻璃，其转变温度(Tg)为720℃以下，优选为710℃以下，更优选为705℃以下；耐水作用稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.重镧火石玻璃，其特征在于，以重量％计，含有：SiO2：12‑30％，Ln2O3：10‑25％，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3的合计含量，TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3：10.5‑40％，B2O3：0‑10％，RO：20‑35％，所述RO为BaO、CaO、MgO和SrO中的一种或多种，ZrO2：0.5‑10％，其中(SiO2+TiO2)/(B2O3+Nb2O5)为1‑30。

【技术特征摘要】
1.重镧火石玻璃，其特征在于，以重量％计，含有：SiO2：12-30％，Ln2O3：10-25％，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3的合计含量，TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3：10.5-40％，B2O3：0-10％，RO：20-35％，所述RO为BaO、CaO、MgO和SrO中的一种或多种，ZrO2：0.5-10％，其中(SiO2+TiO2)/(B2O3+Nb2O5)为1-30。2.根据权利要求1所述的重镧火石玻璃，其特征在于，以重量％计，还含有：Rn2O：0-8％，所述Rn2O为Li2O、Na2O和K2O中的一种或多种，Sb2O3：0-1％，ZnO：0-7％，Ta2O5：0-10％，Al2O3：0-10％。3.重镧火石玻璃，其特征在于，以重量％计，由12-30％的SiO2，10-25％的Ln2O3，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3的合计含量，10.5-40％的TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3，20-35％的RO，所述RO为BaO、CaO、MgO和SrO中的一种或多种，0.5-10％的ZrO2，0-10％的B2O3，0-8％的Rn2O，所述Rn2O为Li2O、Na2O和K2O中的一种或多种，0-1％的Sb2O3，0-7％的ZnO，0-10％的Ta2O5，和0-10％的Al2O3组成，其中(SiO2+TiO2)/(B2O3+Nb2O5)为1-30。4.根据权利要求1-3任意一项所述的重镧火石玻璃，其特征在于，各组分含量满足以下4种情形中的一种或一种以上：1)B2O3/TiO2大于0且小于等于1；2)BaO/B2O3大于0且小于等于70；3)(La2O3+TiO2+ZrO2)/SiO2为0.7-6；4)(SiO2+La2O3+ZrO2)/TiO2为0.75-6.5。5.根据权利要求1-3任意一项所述的重镧火石玻璃，其特征在于：SiO2：15-25％，和/或Ln2O3：12-22％，和/或TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3：17-33％，和/或RO：22-32％，和/或ZrO2：2-8％，和/或B2O3：0.5-6％，和/或Rn2O：0.5-6％，和/或Sb2O3：0-0.5％，和/或ZnO：0-5％，和/或Ta2O5：0-5％，和/或Al2O3：0-5％。6.根据权利要求1-3任意一项所述的重镧火石玻璃，其特征在于，各组分含量满足以下5种情形中的一种或一种以上：1)B2O3/TiO2为0.02-0.4；2)BaO/B2O3为3.6-64；3)(La2O3+TiO2+ZrO2)/SiO2为1.2-5；4)(SiO2+La2O3+ZrO2)/TiO2为1.1-3.7；5)(SiO2+TiO2)/(B2O3+Nb2O5)为2.15-20。7.根据权利要求1-3任意一项所述的重镧火石玻璃，其特征在于：SiO2：18-...

【专利技术属性】
技术研发人员：匡波，
申请(专利权)人：成都光明光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51