光学玻璃和光学元件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种光学玻璃以及这种玻璃的用途，具体而言，该玻璃其包含组分La2O3、B2O3、GeO2、HfO2和In2O3，并且其中存在如下比例(基于氧化物的质量百分比)的如下组分：其用于光学元件，例如用于选自成像、感测器技术、显微术、医疗技术、数字投影、电信、光通信技术、信息传输、汽车领域的光学/照明、太阳能技术、微影、步进机、准分子雷射、晶片、计算机芯片以及集成电路和/或包含光学的电路和芯片的电子仪器所构成的组的领域的选自由透镜、棱镜、光导棒、队列、光纤、梯度部件(gradient component)以及光学窗口所构成的组的光学元件。
【专利说明】光学玻璃和光学元件
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光学玻璃和包括光学玻璃的光学元件。
【背景技术】
[0002] -直在寻找在阿贝图中铜冕和铜火石区域中具有高折射系数和高阿贝数的玻璃， 尤其是用于成像、感测器技术、显微术、医疗技术、数字投影、光蚀刻微影、激光技术、晶片/ 芯片技术W及还用于电信、光通信技术和汽车领域的光学/照明的领域。
[0003] 最近，代替迄今习惯从块或锭玻璃切割出光学部件，使用该样的生产处理，其中在 玻璃烙融后，可W直接获得直接压制体，即落料压制（精密压制）的光学部件、和/或用于 进一步处理的、公知为"精密凝块"的接近最终形状预型件或中间体。一般而言，"精密凝 块"视为优选完全火抛光的、半自由或自由形状的玻璃部分，其与期望光学部件具有相同质 量和非常相似的形状。
[0004] 为此，对于烙融和热压成形的处理技术，最近已经报道对"短性"玻璃、即粘度随温 度变化而变化很大的玻璃的增大需求。在生产处理中，此粘度行为的优点在于，可W降低热 压成形次数W及因此的闭模次数。因此，首先提高了生产能力。其次，在接近最终几何形状 的精密热压成形中，节省了成型材料。因此，降低了整体生产成本。另外，更快的凝固使得 可W处理具有相当高结晶趋势的短性玻璃，该在相似结晶敏感的更长玻璃情况下是不可能 的。另外，避免或至少大幅度降低在随后的二次热压成形步骤中可能成为问题的成核现象。
[0005] 为了获得期望光学性能，尤其是低色散性（dispersion)、即高阿贝数，此光学位置 (optical position)的传统光学玻璃通常包含化0。另外，As2化经常用作精炼剂。因为最 近几年玻璃组分化0和As2化已经被认为环保方面有问题，无铅和无神玻璃被大多数光学仪 器和产品的生产商优选使用。另外，含PbO玻璃具有弱耐化学性。但是，具有改善耐化学性 的玻璃在高级产品使用中一直具有重要地位。
[0006] 相同光学位置的已知无铅玻璃变体经常在娃质玻璃基质中包含大量的Ti化。但是 该得出了极易受结晶影响的玻璃，其经常不能够在二次热压成形步骤中进行处理。由于它 们较高的硬度，该些玻璃也非常难W机械加工。此外，该样的玻璃在透射光谱的"蓝边"、即 在小于420nm的波长处具有受损的透射。
[0007] 作为另外的替代方案，最近已经通常能够通过使用Bis化获得此光学位置的玻璃。 但是，该些玻璃的缺点在于，它们在烙融设备中对氧化还原环境很敏感，并在不利的氧化还 原环境中，由于形成Bi°，存在透射降低的危险。
[0008] 在下面文件中描述了另外的玻璃。
[0009] 如下述文件一样，JP 53-00423A没有描述任何测酸铜玻璃，其同时包含氧化错、氧 化給W及氧化钢。
[0010] JP 56-78447A描述具有含量至少为lOwt% (质量百分比）的Si化。
[0011] JP 62-100449A涉及一种玻璃，根据所公开的示例，其包括含量为至少2wt%的 Sb2〇3、总含量为至少20wt%的Si化+B2化W及含量至少为16wt%的相对高的B2化。
[0012] JP 56-164033A公开一种玻璃，其具有含量为至少8. 5wt%的Si化w及含量至少 为llwt%的化0.
[0013] JP 60-221338A公开一种玻璃，其具有总含量为至少20wt%的Si化+B203并且另外 包含Li2〇。
【发明内容】
[0014] 因此，本发明的目的在于提供一种光学玻璃，其避免现有技术中的上述缺点并且 获得期望光学性能。具体而言，将发现可W获得期望光学性能（n/Ud)的短性光学玻璃的 成分范围。玻璃应当具有高透射性、良好耐化学性和可加工性、低生产成本W及良好环保 性。该些玻璃应当优选能够通过落料压制工艺（精密压制工艺）处理并且因此具有低相变 温度Tg。此外，其应当能够容易烙融并处理并且还在连续操作设备的二次热压成形步骤W 及/或者制造中具有足够的结晶稳定性。此外，粘度范围为l〇 7 6-l〇"dPas的非常短性玻璃 是期望的。
[0015] 上述目的通过权利要求中所述的实施例实现。
[0016] 具体而言，提供一种光学玻璃，其包含组分La2〇3, B203, Ge〇2, Hf〇2和1叫〇3,并且其中 存在如下比例（基于氧化物的质量百分比）的如下组分：
[0017]
[0018]
【权利要求】
1. 一种光学玻璃，其包含组分La203、B20 3、Ge02、Hf02和In2O3，并且其中存在基于氧化物 的质量百分比（wt% )为如下比例的如下组分： SiO2 0-8 Sb2O3 0-<2 SiO2+ B2O3 1-<20 SiO2+ B2O3+ GeO2+ HfO2+ In2O3 15-25 〇
2. 根据权利要求1所述的光学玻璃，其中所述玻璃包含基于氧化物的质量百分比为如 下比例的如下组分中的一种或多种： La2O3 30 - 50 B2O3 1- < 20 GcO2 0,1-20 HfO2 0.1 40 In2O3 0,1 - 10 Gd2O3 1-30 Y2O3 0-12 Yb2O3 0-15。
3. 根据权利要求1所述的光学玻璃，其中所述玻璃包含基于氧化物的质量百分比为如 下比例的如下组分中的一种或多种： La2O3 35 - 47 B2O3 5-15 Gd2O3 5-20 SiO2 0-6 GcO2 0.1 -15 HfO2 0.5 -6 Iii2O3 0.5 6〇
4. 根据权利要求1所述的光学玻璃，其中所述玻璃另外包含基于氧化物的质量百分 t匕、除非另有表示为如下比例的如下组分中的一种或多种： Λ1;:(0-5 WO.: 0-5 Ta2O5 0-8 ZnO 0~10 MgO 0-5 CaO 0-5 BaO 0-5 SrO 0-5 总的M2O 0 - 3 0-6 Sb2O3 0-1 F 0.2 - 10wt%〇 其中，M2O是指选自由Li20、Na20、Κ20、Rb 2O和Cs2O构成的组的碱金属氧化物的和。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的光学玻璃，其中光学组分的质量比例的和除以玻 璃组成组分的质量比例的和S0C/SGF所得的商数大于2. 8、优选至少3. 0并且/或者最大 4. 5、更优选最大4. 0。
6. 根据权利要求1-4中任一项所述的光学玻璃，其中组分La203+Gd20 3+Y203+Yb203的质 量比例的和为至少60wt%以及/或者最大80wt%。
7. 根据权利要求1-4中任一项所述的光学玻璃，其中所述玻璃不含PbO、As203、Bi 203、 Li20、Na20、K20、Rb20、Cs 20、Zr02、Sn02、Nd205、Ta 2O5 和 / 或 TiO2 中的一种或多种作为玻璃组 分。
8. 根据权利要求1-4中任一项所述的光学玻璃，其中所述玻璃不含有损颜色、放射性 和/或荧光的组分。
9. 根据权利要求1-4中任一项所述的光学玻璃，其中，所述玻璃的折射系数叫为 1. 70-1. 90、优选为1. 75-1. 88并且/或者阿贝数u d为40-55、优选为42-53。
10. -种光学兀件，包括根据权利要求1-9中任一项所述的光学玻璃，其为选自成像、 感测器技术、显微术、医疗技术、数字投影、电信、光通信技术、信息传输、汽车领域的光学/ 照明、太阳能技术、微影、步进机、准分子雷射、晶片、计算机芯片以及集成电路和/或包含 光学的电路和芯片的电子仪器所构成的组的领域的选自由透镜、棱镜、光导棒、队列、光纤、 梯度部件（gradient component)以及光学窗口所构成的组的光学元件。
【文档编号】C03C3/15GK104513007SQ201410521141
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】西尔克·沃尔夫, 西莫内·莫尼卡·里特 申请人:肖特股份有限公司