光学玻璃,精密压模成型预制体和光学元件制造技术

本发明专利技术提供了光学均匀的高质量光学玻璃，当由该玻璃制备精密压模成型预制体时不会出现条纹，并且该玻璃是具有折射系数nd(1)的含氟玻璃，其中所述折射系数nd(1)和折射系数nd(2)互相基本等同，所述折射系数nd(2)是该含氟玻璃在氮气氛中于900℃重熔融1小时、冷却到其玻璃转变温度、并随后以30℃/小时的降温速率冷却到25℃后的折射系数。

【技术实现步骤摘要】
,精密压模成型预制体和光学元件的制作方法
本专利技术涉及、由该形成的精密压模成型预制体、制备预制体的方法、由该形成的光学兀件和制备该光学兀件的方法。
技术介绍
已知精密压模成型是用于通过压模成型制备由玻璃形成的光学元件的方法，无需研磨或者抛光。该方法是其中通过研磨和抛光不容易制备的光学元件，比如非球面透镜、微透镜、衍射光栅等，通过将压模内表面的形态转移到正在成型的每一玻璃材料上而大生产量批量生产的方法。将通过精密压模成型方法成型的玻璃材料称作预制体，它是由重量和压模成型的制品重量精确相等的玻璃形成的玻璃成型材料。当从玻璃熔融到光学元件成型的步骤被看作是系列工艺时，如果可以从熔融玻璃直接成型预制体，则该工艺作为整体的生产能力可以得到进一步提闻。同时，含氟玻璃比如氟磷酸盐玻璃等作为低色散玻璃是非常有用的，已知在翻译版本的日本国家公开No. 3-500162描述了这种氟磷酸盐。
技术实现思路
当通过加热和熔融玻璃原料以及将所得的熔融玻璃成型来制备精密压模成型预制体(下面有时称作“玻璃成型材料”)时，含氟玻璃比如上述常规氟磷酸盐玻璃导致玻璃中的氟通过高温玻璃表面挥发，使得作为最终制品的预制体在表面附近的层中具有光学不均匀的部分，称作条纹。所以，存在的问题是仅仅当预制体的所述表面层通过某种方法去除后，该预制体才能用作制备光学元件的材料。另外，除了上述预制体的制备以外，由熔融玻璃成型板形玻璃或者棒形玻璃引发类似的问题，即强挥发性物质通过高温玻璃表面挥发从而出现条纹。如上所述，存在的问题是当通过加热和熔融玻璃原料制备含氟玻璃时，玻璃的光学均匀性受损。本专利技术致力于克服上述问题。本专利技术的目标是提供光学均匀的、高质量的含氟。另外，本专利技术的另一目标是提供由上述制备的精密压模成型预制体和其制备方法。本专利技术的又一目标是提供由上述成型的光学元件和其制备方法。为了获得上述目标，本专利技术提供下列(1)-(17)。(I)，是具有折射系数nd(1)的含氟玻璃，其中所述折射系数nd(1)和折射系数nd⑵互相基本等同，所述折射系数nd(2)是该含氟玻璃在氮气氛中于900°C重熔融I小、时、冷却到其玻璃转变温度、并随后以30°C /小时的降温速率冷却到25°C后的折射系数。(2)在上述⑴中所述的，其中所述nd(2)_nd(1)的绝对值是0. 00300或者更小。(3)在上述(I)或(2)中所述的，其中所述含氟玻璃是氟磷酸盐玻璃。(4)上述(3)中所述的，其中所述氟磷酸盐玻璃包含(阳离子％ )P5+ 5-50%,Al3+ 0. 1-40%,Mg2+ 0-20%,Ca2+ 0-25%,Sr2+ 0-30%, Ba2+ 0-30%,Li+ 0-30%,Na+ 0-10%,K+ 0-10%,Y3+ 0-10%,La3+ 0-5% 和Gd3+ 0-5%。(5)在上述(3)或⑷中所述的，其中所述F_含量和F_与02_的总含量的摩尔比，FV (r+020，是 0. 25-0. 95。(6)在上述(3)-(5)中任一项所述的,其含有2-30阳离子％的Li+。(7)在上述(1)-(6)中任一项所述的，其折射系数nd(1)是I. 40000-1. 60000，阿贝数(vd)是 67 或以上。(8)在上述(3)中所述的，其中所述氟磷酸盐玻璃含有Cu2+。(9)上述⑶中所述的，含有(阳离子％ )P5+ 11-45%,Al3+ 0-29%,Li+、Na+ 和 K+ 的总量 0-43%，Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+ 和 Zn2+ 的总量 14-50 %，和Cu2+O. 5-13%并进一步包含(阴离子％ )ri7_80%。(10)在上述(I)或(2)中所述的，其中所述含氟玻璃是氟硼酸盐玻璃或者氟硅酸盐玻璃。(11)由上述(I)-(IO)的任一所述的形成的精密压模成型预制体。(12)在上述(11)中所述的精密压模成型预制体，其整个表面是通过处于熔融态的玻璃表面固化形成的表面。(13)用于制备精密压模成型预制体的方法，包括使在上述(I)-(IO)的任一项所述的的熔融玻璃流出、将熔融的玻璃粘块(glass gob)分离、以及在玻璃的冷却过程中将所述玻璃粘块成型成预制体。(14)由上述(1)-(10)中任一项中所述的形成的光学元件。(15)用于制备光学元件的方法，包括加热上述(11)或(12)中所述的精密压模成型预制体或者通过上述(13)所述的方法获得的精密压模成型预制体，和在压模中精密压模成型所述精密压模成型预制体。(16)上述(15)中所述的用于制备光学元件的方法，其中所述精密压模成型预制体被引入到所述压模中，将所述精密压模成型预制体和压模一起加热以进行精密压模成型。(17)上述(15)中所述的用于制备光学元件的方法，其中将分开加热的精密压模成型预制体引入到加热的压模中，以进行精密压模成型。根据本专利技术，可以提供含氟，该玻璃适于由熔融玻璃制备高质量精密压模成型预制体，另外适于通过精密压模成型由此制备的预制体制备光学元件。 根据本专利技术，进一步地，可以提供由上述成型的精密压模成型预制体及其制备方法，可以提供由上述形成的光学元件及其制备方法。进一步地，也可以提供在熔融和成型时光学性质比如折射系数等变化不大的，这是因为该具有减少的挥发性物质含量。附图说明图I是实施例中采用的精密压模成型装置的示意图。具体实施例方式当试图通过熔融玻璃原料制备由含氟玻璃，比如氟磷酸盐玻璃，形成的预制体时，通过熔融的玻璃表面发生剧烈的挥发，并且由于所述挥发在预制体表面附近形成条纹。当通过某些措施减少在用于形成预制体的玻璃中的易挥发性物质时，可以预计由于挥发得到抑制而解决了所述条纹。当所述易挥发性物质的含量下降时，所需的玻璃自身的成分可以改变。本专利技术对通过减少玻璃中的挥发性物质浓度来解决条纹并同时获得所需的玻璃组成的方法进行了研究，积累了一些知识。本申请人的这些知识如下所述。(I)认为通过加热熔融玻璃原料制备的熔融玻璃中存在这挥发性物质和不挥发性物质。(2)当加热熔融玻璃原料时在玻璃中形成挥发性物质，并认为该挥发性物质随后不再产生，或者即使产生但和加热熔融原料时形成的挥发性物质的量相比，该挥发性物质的量可以忽略不计。(3)对于降低挥发性物质的浓度而言，使聚集在容器中的、来自熔融玻璃的挥发性物质挥发就足够了。需要在该挥发性物质浓度完全下降之前，制止玻璃流出。(4)通过使其中挥发性物质的浓度降低的熔融玻璃成型来制备预制体，该预制体逐步冷却并重新加热使其熔融。在这种情况下，认为由于从原料形成玻璃已经通过初始熔融完成，所以挥发性物质的浓度不会增加。实际上，即使在重熔融如上所述的其中挥发性物质浓度已经降低的玻璃时，几乎观察不到挥发。(5)要确认挥发性物质浓度是否降低到使条纹充分减少的水平，并不容易。理论上可以考虑采用其中对挥发性物质进行鉴别和测量浓度的方法，或者采用其中测量玻璃每单位体积的、从重熔玻璃中挥发出来的挥发性物质的量并基于所述量进行确认。但是，这些方法都不实际。本专利技术的玻璃幸运地是，所以需要高度精确地确定其折射系数。玻璃的折射系数反映其组成，折射系数随着组成的变化而变化。挥发性物质浓度的变化意味着组成的极小变化。但是，在其折射系数被高度精确确定的中，这种极小变化能够通过折射系数的变化监测出来。例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学玻璃，其是具有折射系数nd(1)的含氟玻璃，其中所述折射系数nd(1)和折射系数nd(2)互相基本等同，所述折射系数nd(2)是该含氟玻璃在氮气氛中于900℃重熔融1小时、冷却到其玻璃转变温度、并随后以30℃/小时的降温速率冷却到25℃后的折射系数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：池西干男，邹学禄，
申请(专利权)人：HOYA株式会社，
类型：发明
国别省市：