光学玻璃元件的制备方法及具有光吸收层的光学玻璃元件技术

本发明专利技术是关于一种光学玻璃元件的制备方法及具有光吸收层的光学玻璃元件。该制备方法包括：制备光学玻璃，所述光学玻璃中含有0.01～30mol％的掺杂金属离子；在还原气体气氛下，对所述的光学玻璃进行还原处理，使光学玻璃表层形成色心或所述掺杂金属离子被还原成金属单质，形成光吸收层；对还原处理后的光学玻璃进行后处理，得到光学玻璃元件。该光学玻璃元件包括光学玻璃基体和光吸收层，所述光吸收层位于所述光学玻璃基体的周边部，所述光吸收层与所述光学玻璃基体之间的界面反射率小于1％；其中，所述光吸收层为自基底光吸收层，所述光吸收层的光吸收率大于99％。该制备方法解决了难以在光学玻璃表面制备光吸收层的问题。

【技术实现步骤摘要】
光学玻璃元件的制备方法及具有光吸收层的光学玻璃元件
本专利技术涉及光学玻璃加工
，具体为一种光学玻璃元件的制备方法及具有光吸收层的光学玻璃元件。
技术介绍
光学成像、探测系统使用过程中除接收目标信号之外，还有其他杂散光，以及光学系统自身因折射、界面反射等形成的杂散光。杂散光的存在会影响光学系统的成像精度，制约观测精度和分辨率。因此，消除光学系统的杂散光对于光学成像、探测系统有着至关重要的作用。传统的光学系统消杂光技术主要包括：涂覆光学吸收层；优化光学结构设计、使用消杂光光阑；在镜头内壁制作螺纹。其中，后两种技术由于存在工艺复杂、增大光学系统体积等问题，应用较少。涂覆光学吸收层技术是目前使用最普遍的一种技术方案。然而，虽然该技术工艺简单，但也存在一定弊端：例如：①涂覆层和透镜之间存在界面，会产生界面反射，影响空间光学系统的成像清晰度，降低观测精度；②涂覆层与光学镜片的膨胀系数差异较大，当镜片在承受一定的高低温环境或高量级的力学振动后，涂覆层易从镜片边缘脱落，影响光学系统正常工作，甚至导致系统报废。因此探索工艺简单、稳定性高的消杂光技术受到了国内外研究人员的广泛关注。针对去除杂散光问题，近年来，也提出了一种对光学镜片进行高温还原处理的工艺，但是目前满足该条件的光学玻璃种类十分有限，只解决了极少部分光学玻璃的光串扰问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种光学玻璃元件的制备方法及具有光吸收层的光学玻璃元件，所要解决的技术问题是难以在光学玻璃表面形成光吸收层。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种光学玻璃元件的制备方法，其包括：制备光学玻璃，所述光学玻璃中含有0.01～30mol％的掺杂金属离子；在还原气体气氛下，对所述的光学玻璃进行还原处理，使光学玻璃表层形成色心或所述掺杂金属离子被还原成金属单质，形成光吸收层；对还原处理后的光学玻璃进行后处理，得到光学玻璃元件。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的光学玻璃元件的制备方法，其中在制备光学玻璃的过程中，所述的掺杂金属离子以单质、氧化物、氢氧化物、盐或有机物的形式引入光学玻璃组分中。优选的，前述的光学玻璃元件的制备方法，其中所述的掺杂金属离子包括钪离子、锌离子、镉离子、镓离子、铟离子、铊离子、锡离子、砷离子、锑离子、钛离子、铌离子、钽离子、铂离子和金离子中的至少一种。优选的，前述的光学玻璃元件的制备方法，其中所述还原气体包括H2、CO、CH4、NO和C2H2中的至少一种。优选的，前述的光学玻璃元件的制备方法，其中所述还原处理的温度T满足：Tg<T<Tf。优选的，前述的光学玻璃元件的制备方法，其中所述还原处理的压力为0MPa～15MPa。优选的，前述的光学玻璃元件的制备方法，其中所述还原处理的时间为0.5-500h。优选的，前述的光学玻璃元件的制备方法，其中所述后处理包括：根据需要对处理后的光学玻璃进行切割、磨削、抛光。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种具有光吸收层的光学玻璃元件，其包括：光学玻璃基体和光吸收层，所述光吸收层位于所述光学玻璃基体的周边部，所述光吸收层与所述光学玻璃基体之间的界面反射率小于1％；其中，所述光吸收层为自基底光吸收层，所述光吸收层的光吸收率大于99％；所述光学玻璃元件是由前述任一项所述的制备方法制备得到。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的具有光吸收层的光学玻璃元件，其中所述光吸收层的厚度为0.1～1mm。借由上述技术方案，本专利技术提出的光学玻璃元件的制备方法及具有光吸收层的光学玻璃元件至少具有下列优点：1、本专利技术提出的光学玻璃元件的制备方法主要分为两步：首先在制备光学玻璃的过程中，以单质、氧化物、氢氧化物、盐或有机物的形式将掺杂金属离子引入光学玻璃中，然后对含有掺杂金属离子的光学玻璃进行还原处理，以在光学玻璃的表面形成光吸收层。通过在光学玻璃中引入掺杂金属离子，实现光学玻璃自基底光吸收层的制备，得到符合要求的杂散光吸收层。2、通过本专利技术的方法制备的光学玻璃元件具有自基底光吸收层，经检测，该光吸收层的吸光效率大于99％，减少光学玻璃自身引起的光串扰。由于这个光吸收层是由光学玻璃自基底进行还原反应生成的，吸收层与基体玻璃本为一体，该光吸收层与所述光学玻璃基体之间的界面反射率小于1％，防止生成界面反射，且不存在受热或者收外界作用力后发生脱落的问题，从而更加适于实用。3、本专利技术的方法还包括对光学玻璃的校正步骤，校正后的光学玻璃不会因为引入掺杂金属离子而引起性能的变化，本专利技术的制备方法可适用于市面上大多数牌号的光学玻璃元件，解决了在光学玻璃表层难以被还原的技术难题。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1示出了本专利技术实施方式提出的一种光学玻璃元件的制备方法制的示意图。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的光学玻璃元件的制备方法及具有光吸收层的光学玻璃元件其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。如图1所示，本专利技术的一个实施例提出的一种光学玻璃元件的制备方法，其具体包括以下步骤：步骤S1、制备光学玻璃，所述光学玻璃中含有0.01～30mol％的掺杂金属离子；要实现步骤S1，就需要在制备光学玻璃时，在玻璃配合料中引入掺杂金属离子。然后经加料、澄清、均化、浇料等工艺熔制光学玻璃。在步骤S1中，本申请并不限制掺杂金属离子的种类及形式，只要在后期还原处理时，容易被还原气体还原，形成光吸收中心，都可以实现制备方法。所述的掺杂金属离子以单质、氧化物、氢氧化物、盐或有机物的形式引入，所述的掺杂金属离子包括但不限于钪离子、锌离子、镉离子、镓离子、铟离子、铊离子、锡离子、砷离子、锑离子、钛离子、铌离子、钽离子、铂离子和金离子中的至少一种。使用时可以根据实际需要和玻璃的类型来选择合适的掺杂金属离子，可以选择一种掺杂金属离子，也可以选择多种掺杂金属的混合离子。在步骤S1中，所述光学玻璃中含有0.01～30mol％的掺杂金属离子，在光学玻璃中含有这个浓度的掺杂金属离子，保证在还原反应时能够产生足够的光吸收中心，使形成的光吸收层对光的吸收率达到99％以上，以消除光学玻璃元件边界的杂光影响。优选含有0.1-10mol％的掺杂金属离子，更优选含有0.5-5mol％的掺杂金属离子，这个范围的掺杂金属离子既能保证形成光吸收层的厚度足够厚，更本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学玻璃元件的制备方法，其特征在于，包括：/n制备光学玻璃，所述光学玻璃中含有0.01～30mol％的掺杂金属离子；/n在还原气体气氛下，对所述的光学玻璃进行还原处理，使光学玻璃表层形成色心或所述掺杂金属离子被还原成金属单质，形成光吸收层；/n对还原处理后的光学玻璃进行后处理，得到光学玻璃元件。/n

【技术特征摘要】
1.一种光学玻璃元件的制备方法，其特征在于，包括：
制备光学玻璃，所述光学玻璃中含有0.01～30mol％的掺杂金属离子；
在还原气体气氛下，对所述的光学玻璃进行还原处理，使光学玻璃表层形成色心或所述掺杂金属离子被还原成金属单质，形成光吸收层；
对还原处理后的光学玻璃进行后处理，得到光学玻璃元件。


2.根据权利要求1所述的光学玻璃元件的制备方法，其特征在于，
在制备光学玻璃的过程中，所述的掺杂金属离子以单质、氧化物、氢氧化物、盐或有机物的形式引入光学玻璃组分中。


3.根据权利要求1或2所述的光学玻璃元件的制备方法，其特征在于，
所述的掺杂金属离子包括钪离子、锌离子、镉离子、镓离子、铟离子、铊离子、锡离子、砷离子、锑离子、钛离子、铌离子、钽离子、铂离子和金离子中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的光学玻璃元件的制备方法，其特征在于，
所述还原气体包括H2、CO、CH4、NO和C2H2中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙勇，贾金升，郑京明，吕学良，李开宇，曹振博，李自金，石钰，张洋，刘娟，孔壮，那天一，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11