[發(fā)明專利]重鋇火石位置的光學(xué)玻璃

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810109545.0
• 申請(qǐng)日: 2008-06-02
• 公開（公告）號(hào): CN101314518A
• 公開（公告）日: 2008-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 西爾克·沃爾夫;烏特·韋爾費(fèi)爾;戈登·基斯?fàn)?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 肖特公開股份有限公司
• 主分類號(hào): C03C3/066
• 分類號(hào): C03C3/066;C03C3/064;C03C3/089
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 郭國清;樊衛(wèi)民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)玻璃，涉及此類光學(xué)玻璃、光學(xué)元件(optical? element)或此類光學(xué)元件的預(yù)成型件的用途，涉及所述光學(xué)元件的制造 方法和由此類光學(xué)元件制成的光學(xué)部件(optical?part)或光學(xué)組件(optical? component)的制造方法。

背景技術(shù)

應(yīng)用于以下領(lǐng)域：成像、傳感器技術(shù)、顯微鏡、醫(yī)學(xué)技術(shù)、數(shù)字 投影、光刻術(shù)、激光技術(shù)、晶片/芯片技術(shù)以及電信、光學(xué)通訊工程和 汽車工業(yè)中的光學(xué)/照明的本文所要求保護(hù)的光學(xué)位置的常規(guī)光學(xué)玻璃 (優(yōu)選重鋇火石位置以及更寬范圍的火石、重火石、輕火石和鋇火石位 置)通常包含氧化鉛(PbO)以得到所需的光學(xué)性質(zhì)，亦即折射率nd為 1.60≤nd≤1.72和/或阿貝數(shù)vd為32≤vd≤45。通常也使用氧化鉛用以 調(diào)整明顯的短火石特性。這使得玻璃的耐化學(xué)性差。此外，該組分氧 化鉛對(duì)環(huán)境有危害。

另外通常使用As₂O₃作為澄清劑。在近些年，僅次于PbO，As₂O₃也被認(rèn)為對(duì)環(huán)境有危害，因此大部分光學(xué)設(shè)備和產(chǎn)品的供應(yīng)商傾向于 使用不含鉛和砷氧化物的玻璃。為了用于高價(jià)值的產(chǎn)品中，具有增大 的耐化學(xué)性的玻璃的重要性逐漸增加。

已知該光學(xué)位置的無鉛玻璃通常基于在含硅基質(zhì)中使用大量的 TiO₂，另一方面這導(dǎo)致玻璃具有高的結(jié)晶傾向性，因此其不能經(jīng)受二次 熱模鑄步驟，并且由于它們的硬度增加，另一方面導(dǎo)致玻璃在進(jìn)一步 的機(jī)械加工步驟中難以處理。

在高質(zhì)量的光學(xué)系統(tǒng)中，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中色差的校正已經(jīng)是一 個(gè)重要的問題。為了優(yōu)異的校正色差，需要具有顯著的短火石特性的 玻璃。其為那些具有顯著偏離法線的相對(duì)部分色散的玻璃，因此，它 們特別適合用于色差校正。然而，此性質(zhì)通常通過使用PbO而得到， 其根據(jù)上述生態(tài)學(xué)的考慮來說是不應(yīng)該使用的。

不同于常規(guī)方法的從模塊或鑄塊中分離光學(xué)組件的玻璃制備方法 變得越來越重要，其中通過精密壓制(precise?pressing)得到光學(xué)組件， 亦即在熔融玻璃后，在二次模鑄加工中直接壓制光學(xué)組件和/或近終形 預(yù)成型件-所謂的精密玻璃坯(precision?gob)。這對(duì)消費(fèi)者市場(chǎng)以及高品 質(zhì)市場(chǎng)來說是確實(shí)需要的。“精密模型熔化成型”“精確的玻璃坯”通 常且優(yōu)選理解為通過不同制造方法可得到的火焰拋光的、非或半模鑄 玻璃部分。

上面所述的為在加工構(gòu)造、熔融和熱模鑄中為什么強(qiáng)烈需要“短 性”玻璃的原因。如果它們的粘度隨著溫度強(qiáng)烈地變化，則稱為玻璃 “短性”。該性質(zhì)提供了在熱模鑄加工期間的再加工的優(yōu)點(diǎn)，因此， 降低了在近終形精密模鑄中的模鑄持續(xù)時(shí)間。因此，在一方面提高了 產(chǎn)量和效率，從另一方面保護(hù)了模鑄工具的材料。這對(duì)于總的制造成 本來說具有強(qiáng)的正面作用。此外，短性玻璃的快速固化使得可以用于 加工具有強(qiáng)析晶傾向和晶種形成的玻璃，這兩種性質(zhì)導(dǎo)致在二次模鑄 步驟中存在的問題可被避免或至少顯著地降低。

基于相同的考慮，需要這樣一種玻璃，在熱模鑄期間其粘溫曲線 顯示絕對(duì)的低溫的玻璃。另外這有助于降低加工溫度，并因此使得設(shè) 備壽命改善，以及通過更快的沒有張力的冷卻有助于減少種晶的形成。 另外，這些玻璃提供了可能的重要的較寬范圍，可能更加節(jié)省成本的 模鑄工具材料，其在近終形精密壓制中非常重要。

在現(xiàn)代高性能光學(xué)領(lǐng)域中，必須滿足更高的要求以達(dá)到成像的精 確性和分辨率。這意味著在一方面必須得到在不斷增大的成像和投影 面積，并且另一方面待成像的結(jié)構(gòu)變得越來越小，且必須甚至更加精 確且詳細(xì)地成像。因此，需要其輻射較短波長的光，即較高能量的光， 其增加了光學(xué)元件的能量基礎(chǔ)負(fù)載。另外，為了增加制造速度，在大 量的工藝應(yīng)用如微光刻技術(shù)中目的在于較短的曝光時(shí)間，因此致使較 高的輻射能量和密度被傳送通過該光學(xué)系統(tǒng)，從而必然增加了單位時(shí) 間的輻射負(fù)載。在光學(xué)系統(tǒng)，特別是在電信和通訊工程中，仍然需要 高光效即高的透射。

這不僅對(duì)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為一挑戰(zhàn)，也是對(duì)用于此類光學(xué)應(yīng)用的光 學(xué)玻璃的發(fā)展的挑戰(zhàn)。例如，已知應(yīng)用較高的照射密度會(huì)造成光學(xué)元 件的一種稱為負(fù)感作用(solarization)的現(xiàn)象，亦即照射間接改變了玻 璃內(nèi)的結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致透射明顯降低，投射即光穿越玻璃透過。因此， 需要顯示強(qiáng)抗負(fù)感作用現(xiàn)象的玻璃。