硫系光学玻璃及其制备方法和光学元件技术

本发明专利技术提供一种硫系光学玻璃及其制备方法和光学元件。以原子百分比计，所述硫系光学玻璃包括以下组成：Ge：20At％～35At％；Sb：0At％～16At％；Ga：0At％～8At％；Se：55At％～65At％；Fe：0.05At％～0.25At％；Pr：0At％～0.25At％。本发明专利技术的硫系光学玻璃在3μm之前波段具有较低的透过率，在7～14μm波段具有良好的透过率，以缓解目前硫系光学玻璃镀膜困难的问题，本发明专利技术的硫系光学玻璃镀膜所需低透过膜的厚度低，降低硫系光学玻璃镀膜成本。降低硫系光学玻璃镀膜成本。

【技术实现步骤摘要】
硫系光学玻璃及其制备方法和光学元件


[0001]本专利技术涉及一种硫系光学玻璃及其制备方法和光学元件，特别涉及一种3μm低透过硫系光学玻璃及其制备方法和光学元件，属于红外玻璃制备


技术介绍

[0002]随着红外探测技术的发展，以及各种红外光学系统出现，对红外材料的性能有了更多的要求。硫系光学玻璃作为一种红外光学材料，其因具有以下独特的性能优势备受关注：1)透波范围广：包括1～3μm、3～5μm和8～12μm三个重要的红外波段；2)折射率高，成像系统体积降低；3)可通过模压成型，与传统红外材料相比，加工效率高，加工成本低。
[0003]对于某些对工作波段有特定要求的红外成像系统，通常需在硫系光学玻璃表面镀多层的增透膜和截止膜等膜层，减少其他波段的干扰，以提高其成像质量。但硫系光学玻璃的Tg和硬度较低，并且热膨胀系数大。通常由于硫系光学玻璃与各膜层之间的热膨胀系数不匹配，会出现脱膜或膜裂的情况。尤其是当今非球面镜片需求日益增多的情况下，增加了硫系光学玻璃镀膜的难度，因此对硫系光学玻璃的性能有了更高的要求。
[0004]因此，研究一种减少传统硫系光学玻璃镀膜所需的膜层厚度，降低硫系光学玻璃的镀膜难度的硫系光学玻璃，成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]专利技术要解决的问题
[0006]鉴于现有技术中存在技术问题，本专利技术提供一种硫系光学玻璃，本专利技术的硫系光学玻璃在3μm之前波段具有较低的透过率，在7～14μm波段具有良好的透过率，以缓解目前硫系光学玻璃镀膜困难的问题，降低硫系光学玻璃镀膜成本。
[0007]本专利技术还提供一种硫系光学玻璃的制备方法，该制备方法简单易行，原料易于获取，适合大批量生产。
[0008]用于解决问题的方案
[0009]本专利技术提供一种硫系光学玻璃，以原子百分比计，包括以下组成：
[0010]Ge：20At％～35At％，优选22At％～34At％；
[0011]Sb：0At％～16At％，优选0At％～15.75At％；
[0012]Ga：0At％～8At％，优选0At％～7At％；
[0013]Se：55At％～65At％，优选58At％～63At％；
[0014]Fe：0.05At％～0.25At％，优选0.08At％～0.2At％；
[0015]Pr：0At％～0.25At％，优选0At％～0.2At％。
[0016]根据本专利技术所述的硫系光学玻璃，其中，Sb的原子百分比与Ga的原子百分比之和Sb+Ga的含量为1
‑
18At％。
[0017]根据本专利技术所述的硫系光学玻璃，其中，Fe的原子百分比与Pr的原子百分比之和Fe+Pr的含量为0.05
‑
0.35At％。
[0018]根据本专利技术所述的硫系光学玻璃，其中，所述硫系光学玻璃的转变温度为270～300℃；和/或，所述硫系光学玻璃在3μm波段处的透过率低于15％。
[0019]根据本专利技术所述的硫系光学玻璃，其中，所述硫系光学玻璃在10.6μm波长的折射率为2.6～2.8；和/或，所述硫系光学玻璃的密度为4.5～4.7g/cm3。
[0020]本专利技术还提供一种根据本专利技术所述的硫系光学玻璃的制备方法，其包括将各组分按照比例称量、混合均匀后进行熔炼，经淬火、退火后，得到光学玻璃。
[0021]根据本专利技术所述的制备方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：
[0022]将将各组分按照比例称量、混合均匀后放入石英安瓿瓶，并对所述石英安瓿瓶进行密封；
[0023]将密封好的石英安瓿瓶进行熔炼，得到熔炼产物；
[0024]将熔炼产物进行淬火处理，得到玻璃制品；
[0025]对所述玻璃制品进行退火处理，得到硫系光学玻璃。
[0026]根据本专利技术所述的制备方法，其中，所述石英安瓿瓶内的真空度为不高于5
×
10
‑5mbar。
[0027]根据本专利技术所述的制备方法，其中，所制备方法至少具备以下条件之一：
[0028]所述熔炼温度不高于1200℃；
[0029]所述淬火处理的温度为不高于100℃；
[0030]所述退火处理的温度为250～280℃，所述退火处理的速度为
‑
3～
‑
5℃/h。
[0031]本专利技术还提供一种光学元件，其包括根据本专利技术所述的光学玻璃。
[0032]专利技术的效果
[0033]本专利技术的硫系光学玻璃在3μm之前波段具有较低的透过率，在7～14μm波段具有良好的透过率，以缓解目前硫系光学玻璃镀膜困难的问题，本专利技术的硫系光学玻璃镀膜所需低透过膜的厚度低，降低硫系光学玻璃镀膜成本。
[0034]本专利技术的硫系光学玻璃的制备方法简单易行，原料易于获取，适合大批量生产。
附图说明
[0035]图1示出了本专利技术实施例1
‑
4的硫系光学玻璃材料的透过率曲线；
[0036]图2示出了对比例1
‑
2的硫系光学玻璃材料的透过率曲线。
具体实施方式
[0037]以下将详细说明本专利技术的各种示例性实施例、特征和方面。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
[0038]另外，为了更好地说明本专利技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本专利技术同样可以实施。在另外一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、器材和步骤未作详细描述，以便于凸显本专利技术的主旨。
[0039]本专利技术首先提供一种硫系光学玻璃，以原子百分比计，包括以下组成：
[0040]Ge：20At％～35At％，优选22At％～34At％；
[0041]Sb：0At％～16At％，优选0At％～15.75At％；
[0042]Ga：0At％～8At％，优选0At％～7At％；
[0043]Se：55At％～65At％，优选58At％～63At％；
[0044]Fe：0.05At％～0.25At％，优选0.08At％～0.2At％；
[0045]Pr：0At％～0.25At％，优选0At％～0.2At％。
[0046]本专利技术的硫系光学玻璃以Ge、Se以及任选地Sb、Ga作为玻璃基体，四种元素均为良好的玻璃形成体，构成本专利技术硫系光学玻璃的基体。并且Ge
‑
Sb
‑
Ga
‑
Se玻璃具有极佳的离子溶解性，在此基础上外加Fe以及任选地Pr元素，达到降低3μm波段透过率的效果。
[0047]Ge元素具有强度高和良好的红外透过性能，是一种很好的红外材料，在硫系光学玻璃中加入Ge可以提高玻璃的强度和玻璃转变温度。在本专利技术中，以原子百分比计，如果Ge含量低于20At％或高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫系光学玻璃，其特征在于，以原子百分比计，包括以下组成：Ge：20At％～35At％，优选22At％～34At％；Sb：0At％～16At％，优选0At％～15.75At％；Ga：0At％～8At％，优选0At％～7At％；Se：55At％～65At％，优选58At％～63At％；Fe：0.05At％～0.25At％，优选0.08At％～0.2At％；Pr：0At％～0.25At％，优选0At％～0.2At％。2.根据权利要求1所述的硫系光学玻璃，其特征在于，Sb的原子百分比与Ga的原子百分比之和Sb+Ga的含量为1At
‑
18At％。3.根据权利要求1或2所述的硫系光学玻璃，其特征在于，Fe的原子百分比与Pr的原子百分比之和Fe+Pr的含量为0.05At
‑
0.35At％。4.根据权利要求1
‑
3任一项的硫系光学玻璃，其特征在于，所述硫系光学玻璃的转变温度为270～300℃；和/或，所述硫系光学玻璃在3μm波段处的透过率低于15％。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的硫系光学玻璃，其特征在于，所述硫系光学玻璃在10.6μm波长的折射率为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱光意，唐博博，曹帅东，赵仲勋，陈兴远，
申请(专利权)人：湖北新华光信息材料有限公司，
类型：发明
国别省市：