CN102424523B - 光学玻璃、模压用预制件及光学元件 - Google Patents

光学玻璃、模压用预制件及光学元件 Download PDF

Info

Publication number
CN102424523B
CN102424523B CN201110265549.XA CN201110265549A CN102424523B CN 102424523 B CN102424523 B CN 102424523B CN 201110265549 A CN201110265549 A CN 201110265549A CN 102424523 B CN102424523 B CN 102424523B
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass
opticglass
optical glass
less
content
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201110265549.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN102424523A (zh
Inventor
匡波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CDGM Glass Co Ltd
Chengdu Guangming Optoelectronics Co Ltd
Original Assignee
Chengdu Guangming Optoelectronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Guangming Optoelectronics Co Ltd filed Critical Chengdu Guangming Optoelectronics Co Ltd
Priority to CN201110265549.XA priority Critical patent/CN102424523B/zh
Publication of CN102424523A publication Critical patent/CN102424523A/zh
Priority to JP2014528841A priority patent/JP5813233B2/ja
Priority to PCT/CN2012/081039 priority patent/WO2013034081A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102424523B publication Critical patent/CN102424523B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
    • C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
    • C03C3/068—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing rare earths

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本发明提供一种折射率在1.88以上，阿贝数为37以上的光学玻璃，该光学玻璃透过率优异，转变温度低，适于精密模压成形。光学玻璃，其重量百分比含量为：大于1％且小于10％的SiO2；10-20％的B2O3；25-35％的La2O3；10-20％的Gd2O3；大于0且小于5％的Lu2O3；其中，La2O3/(La2O3+Gd2O3+Lu2O3)小于0.67；10-20％的Ta2O5；8-15％的ZnO；0.1-2％的LiO2；0.5-8％的ZrO2；5-15％的WO3；0.1-3％的TiO2；0-0.2％的Sb2O3。本发明作为一种高折射低色散光学玻璃，通过调整La2O3、Gd2O3与Lu2O3的组成含量，可以得到高折射率及生产稳定的玻璃，适于精密模压成型，并能够满足光学***及设备的成像需求。

Description

光学玻璃、模压用预制件及光学元件
技术领域
本发明涉及一种光学玻璃、模压用预制件及光学元件，更具体地说，本发明涉及一种高折射低色散光学玻璃、由所述玻璃形成的模压用预制件以及由所述玻璃形成的光学元件。
背景技术
高折射低色散光学玻璃在光学设计中被大量应用，特别是折射率在1.88以上，阿贝数为37以上的光学玻璃。但是，通常光学玻璃透光率与折射率密切相关，折射率越高往往透过率变差，玻璃着色倾向加剧。
另外，精密模压成型玻璃元件时，，通常需在高温环境下进行，经常发生铸模的成形面的氧化、腐蚀等问题，难以实现低成本地大量生产。为此，精密模压成形中使用的玻璃应尽量具有低的转变温度(Tg)，而且模压成型对玻璃的耐酸、耐水等化学稳定性也提出了较高的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种折射率在1.88以上，阿贝数为37以上的光学玻璃，该光学玻璃透过率优异，转变温度低，适于精密模压成形。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：光学玻璃，其重量百分比含量为：大于1％且小于10％的SiO2；10-20％的B2O3；25-35％的La2O3；10-20％的Gd2O3；大于0且小于5％的Lu2O3；其中，La2O3/(La2O3+Gd2O3+Lu2O3)小于0.67；10-20％的Ta2O5；8-15％的ZnO；0.1-2％的LiO2；0.5-8％的ZrO2；5-15％的WO3；0.1-3％的TiO2；0-0.2％的Sb2O3。
进一步的，所述SiO2：2-6％。
进一步的，所述B2O3：12-15％。
进一步的，所述La2O3：27-32％。
进一步的，所述Gd2O3：13-17％。
进一步的，所述Lu2O3大于0且小于2％。
进一步的，所述La2O3/(La2O3+Gd2O3+Lu2O3)小于0.67且大于0.60。
进一步的，所述ZnO：10-13％。
进一步的，所述LiO2：0.2-1％。
进一步的，所述ZrO2：1-6％。
进一步的，所述WO3：8-13％。
采用上述光学玻璃形成的模压用预制件。
采用上述光学玻璃形成的光学元件。
本发明的有益效果是：本发明作为一种高折射低色散光学玻璃，通过调整La2O3、Gd2O3与Lu2O3的组成含量，可以得到高折射率及生产稳定的玻璃；通过控制La2O3/(La2O3+Gd2O3+Lu2O3)的比率，可以得到所述光学常数并有效提高所述玻璃的透过率；ZnO的引入可以降低玻璃的转变温度，还可提高玻璃的化学稳定性；少量引入LiO2也可有效降低玻璃的转变温度，本发明适量引入WO3，可以改善所述玻璃的透过率。本发明光学玻璃折射率范围达到1.88以上，阿贝数范围37以上，玻璃透过率优异，λ70在385nm以下，玻璃转变温度在610℃以下，适于精密模压成型，并能够满足光学***及设备的成像需求。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的光学玻璃含有SiO2成分，SiO2可提高玻璃的稳定性，还可以有效调节玻璃的液相粘度，改善玻璃的析晶性能；如果SiO2的含量过低，则前述效果不明显；SiO2含量过高，则玻璃熔融性变差，转变温度升高。因此，SiO2的添加量为大于1％且小于10％，优选含量为大于1％小于8％，更优选含量为2％-6％。
作为一种形成玻璃网络结构的有效氧化物，B2O3是获得高折射低色散性能光学玻璃的必须组分。本发明中B2O可有效改进玻璃的熔融性，降低熔炼温度和粘性流温度。B2O3含量过多，达不到所述玻璃的高折射率，含量过低，则玻璃不稳定；因此，要求其含量为至少为10％，然而当B2O3含量大于20％时，折射率下降，从而无法得到作为本发明的最终产品的折射率玻璃；因此其添加量为10-20％，优选含量为11-18％，更优选含量为12-15％。
La2O3是得到高折射率低色散玻璃的重要成分，其含量要求为25-35％，当其含量低于25％时，折射率和低色散性都下降，当其大于35％时，抗失透性下降，因此无法稳定制备玻璃，优选含量为27-32％，更优选28-32％的范围。
Gd2O3成分也具有提高玻璃的折射率、使其低色散化的效果，适量比例地使用Gd2O3，有助于改善高折射低色散玻璃的耐失透性能。但是，如果其量过少，则上述效果不充分，特别是得不到所述阿贝数指标；如果其量过多，则耐失透性反而变差。因此，其含量为10-20％，优选范围为13-17％。
Lu2O3同样是对提高玻璃的折射率、且增大阿贝数有效的成分。可是，当过于大量含有时，使耐失透率性恶化，玻璃比重增大；Lu2O3同时也是一种价格昂贵的稀土氧化物，因此选定其含量为大于0小于5％，优选范围为大于0小于2％。
在本发明中发明人通过锐意研究发现，将La2O3、Gd2O3与Lu2O3三种高折射稀土氧化物同时引入玻璃中时，可以有效增大高折射低色散氧化物在玻璃中的稳定溶解度，尤其是通过调整它们的含量比例，使所述La2O3/(La2O3+Gd2O3+Lu2O3)范围满足小于0.67，优选范围小于0.67且大于0.60，可以使玻璃达到折射率(nd)1.88以上，阿贝数控制在37以上的光学常数，而且玻璃的透光性能优异，能够实现批量稳定生产；上述效果特别在添加了范围为大于0小于2％的Lu2O3后更明显。
Ta2O5是获得高折射率的组份，同时可以明显提高玻璃的耐失透性。但添加量过高将降低玻璃的阿贝数，同时它也是一种贵重金属氧化物，使用量限定为10-20％，优选含量为10.5-15％。
ZnO在本发明中可以有效降低玻璃的转变温度，也是构成高折射率低色散玻璃的必要组份，可以改进玻璃的抗不透性并降低其粘性流温度，同时还具有提高玻璃化学稳定性与抑制结晶的作用，其添加量应在8％以上，否则所述玻璃熔融性能下降，并且化学稳定性恶化；但其含量应在15％以下，否则无法得到作为本发明的最终产品的低色散玻璃；因此，其含量为8-15％，优选含量为10-13％。
Li2O少量含有可有效降低玻璃转变温度(Tg)，改善玻璃的熔融性，但使用量过多会降低玻璃折射率，恶化稳定性，故其含量0.1-2％；优选0.2-1％。
加入适量的ZrO2可以起到改进玻璃抗不透性的作用，而且还可有效降低所述玻璃的高温粘度，提高化学稳定性，ZrO2的添加量至少为0.5％，否则达不到效果，但其含量应在8％以下，否则玻璃易结晶；因此其含量为0.5-8％，优选含量为1-6％，更优选含量为2-5％。
WO3成分具有提高玻璃折射率，改善玻璃析晶的作用，适量的引入可以使玻璃在可见光区域的短波长区域的光线透射率有所改善，但在本发明中，若含量高于15％，透过率反而会变差，而且玻璃析晶性能变坏。因此，其含量为5-15％，优选含量为8-13％。
在本发明中，引入少量的TiO2替代WO3可以使玻璃具有更高的折射率，更低的比重，但当其与WO3共存时，若含量高于3％，玻璃透过率会恶化；因此其含量范围为0.1-3％，优选范围为0.5-2％。
Sb2O3成分可以用于玻璃熔融时的脱泡，但如果其含量过多，则可见光区域的短波长区域的透射率变差。因此，可以优选以0.2％、更优选0.1％、最优选0.05％作为上限含有。
按照本发明，所述光学玻璃优选按照以下步骤制备：
以上述各组分的氧化物、氢氧化物、碳酸盐或硝酸盐为原料，充分混合后置于铂金坩埚内，于1200-1400℃，优选1250-1350℃下熔化、澄清、均化后，得到熔融玻璃；
将所述熔融玻璃降至1100℃以下后浇注入预热的金属模内；
在600℃将所述金属模内的熔融玻璃进行缓慢降温退火，从而得到光学玻璃。
对所述光学玻璃进行性能测试，方法如下：
折射率(nd)和阿贝数(υd)值为-30℃/h的退火值，折射率和阿贝数按照《GB/T 7962.1-1987》中提供的对无色光学玻璃的折射率和色散系数的测试方法进行测试；
将玻璃制作成10mm±0.1mm厚度的样品，测试玻璃在透射比达到70％对应的波长λ70。
转变温度(Tg)按照《GB/T7962.16-1987无色光学玻璃测试方法线膨胀系数、转变温度和弛垂温度》测试，即：被测样品在一定的温度范围内，温度每升高1℃，在被测样品的膨胀曲线上，将低温区域和高温区域直线部分延伸相交，其交点所对应的温度。
经过测试，本发明提供的光学玻璃具有以下性能：折射率范围1.88以上；阿贝数为37以上；透射比达到70％时对应的波长λ70为385nm以下；转变温度610℃以下。
本发明提供的光学玻璃具有高折射率低色散的光学常数、优异的透过率以及低转变温度。本发明提供的光学玻璃的折射率为1.88以上，优选范围为1.88-1.90；阿贝数为37以上，优选37-40，更优选37-38；透射比达到70％时对应的波长λ70为385nm以下；转变温度达到610℃以下，优选605℃以下，更优选602℃以下。
本发明的光学玻璃可用作压力成型用玻璃预型材料，或者也可直接将熔融玻璃压力成型。用作玻璃预型材时的制造方法及热成型方法无特别限制，可使用公知的制造方法及成型方法。
另外，还可对本发明光学玻璃制作的玻璃预型材进行压力加工，制造光学元件，或者也可采用直接对熔融、软化的光学玻璃进行压力加工，制造光学元件。
另外，光学元件可用作例如双凸、双凹、平凸、平凹、凹凸透镜等各种透镜、反射镜、棱镜、衍射光栅等。
以下，对于本发明的实施例进行说明，但本发明并不受这些实施例的限定。
按照以下步骤，按照表1-2所示的组成配比制作光学玻璃：
表1-2给出了实施例玻璃组成。分别以各组分相应的氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氢氧化物等原料形式，按照使其玻璃化后变为表1-2所示组成分别进行称量，充分混合后置于铂金坩埚内，于1250-1350℃下熔化、澄清、均化后，得到熔融玻璃；
将所述熔融玻璃降至1100℃以下后浇注入预热的金属模内；
在600℃将所述金属模内的熔融玻璃进行退火，得到光学玻璃。
对所述光学玻璃进行性能测试，结果参见表1-2，表1-2为本发明实施例制备的光学玻璃的性能参数。
表1：本发明实施例1-5制备的光学玻璃的原料配比
Figure BDA0000090014460000051
Figure BDA0000090014460000061
表2：本发明实施例6-10制备的光学玻璃的原料配比
Figure BDA0000090014460000062
由表1-2可知，本发明提供的光学玻璃具有高折射率、优异的透过率性能以及良好的化学稳定性。

Claims (14)

1.光学玻璃，其特征在于，其重量百分比含量为：大于1%且小于10%的SiO2；10-20%的B2O3；25-35%的La2O3；10-20%的Gd2O3；大于0且小于5%的Lu2O3；其中,La2O3/（La2O3+Gd2O3+Lu2O3）在0.65以下；10-20%的Ta2O5；8-15%的ZnO；0.1-2%的Li2O；0.5-8%的ZrO2；5-15%的WO3；0.1-3%的TiO2；0-0.2%的Sb2O3。
2.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，所述SiO2：2-6%。
3.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，所述B2O3：12-15%。
4.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，所述La2O3：27-32%。
5.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，所述Gd2O3：13-17%。
6.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，所述Lu2O3大于0且小于2%。
7.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，所述La2O3/（La2O3+Gd2O3+Lu2O3）在0.65以下且大于0.60。
8.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，所述ZnO：10-13%。
9.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，所述Li2O：0.2-1%。
10.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，所述ZrO2：1-6%。
11.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，所述WO3：8-13%。
12.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，所述TiO2：0.6-3%。
13.采用所述1-12任一权利要求所述的光学玻璃形成的模压用预制件。
14.采用所述1-12任一权利要求所述的光学玻璃形成的光学元件。
CN201110265549.XA 2011-09-08 2011-09-08 光学玻璃、模压用预制件及光学元件 Active CN102424523B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110265549.XA CN102424523B (zh) 2011-09-08 2011-09-08 光学玻璃、模压用预制件及光学元件
JP2014528841A JP5813233B2 (ja) 2011-09-08 2012-09-06 光学ガラス、プレス成形用プリフォーム、及び光学素子
PCT/CN2012/081039 WO2013034081A1 (zh) 2011-09-08 2012-09-06 光学玻璃、模压用预制件及光学元件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110265549.XA CN102424523B (zh) 2011-09-08 2011-09-08 光学玻璃、模压用预制件及光学元件

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102424523A CN102424523A (zh) 2012-04-25
CN102424523B true CN102424523B (zh) 2014-06-04

Family

ID=45958564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110265549.XA Active CN102424523B (zh) 2011-09-08 2011-09-08 光学玻璃、模压用预制件及光学元件

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5813233B2 (zh)
CN (1) CN102424523B (zh)
WO (1) WO2013034081A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110028239B (zh) * 2019-05-23 2022-08-09 成都光明光电股份有限公司 光学玻璃、玻璃预制件、光学元件和光学仪器
CN111977970B (zh) * 2020-09-07 2022-04-15 成都光明光电股份有限公司 光学玻璃及光学元件

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0266812A1 (en) * 1986-10-08 1988-05-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Luminescent alumino-silicate and/or alumino-borate glass comprising lanthanum and/or gadolinium and luminescent screen provided with such a glass
CN1935717A (zh) * 2006-10-17 2007-03-28 成都光明光电股份有限公司 高折射率低色散精密压型用光学玻璃
CN101239780A (zh) * 2007-01-24 2008-08-13 Hoya株式会社 光学玻璃、精密模压成形用预成形件、光学元件以及它们的制造方法
CN101759359A (zh) * 2009-12-25 2010-06-30 成都光明光电股份有限公司 模压用高折射低色散光学玻璃

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08217484A (ja) * 1995-02-13 1996-08-27 Ohara Inc 光学ガラス
JP3912774B2 (ja) * 2002-03-18 2007-05-09 Ｈｏｙａ株式会社 精密プレス成形用光学ガラス、精密プレス成形用プリフォームおよびその製造方法
TW200813467A (en) * 2006-06-13 2008-03-16 Asahi Glass Co Ltd Optical glass and lens using the same
KR20090051095A (ko) * 2006-09-14 2009-05-20 아사히 가라스 가부시키가이샤 광학 유리 및 그것을 이용한 렌즈
US8338320B2 (en) * 2008-05-30 2012-12-25 Hoya Corporation Optical glass, preform for precision press-molding, optical element, methods for manufacturing thereof, and imaging device
JP5678477B2 (ja) * 2009-05-28 2015-03-04 旭硝子株式会社 光学ガラス
JP5917791B2 (ja) * 2009-06-30 2016-05-18 株式会社オハラ 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0266812A1 (en) * 1986-10-08 1988-05-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Luminescent alumino-silicate and/or alumino-borate glass comprising lanthanum and/or gadolinium and luminescent screen provided with such a glass
CN1935717A (zh) * 2006-10-17 2007-03-28 成都光明光电股份有限公司 高折射率低色散精密压型用光学玻璃
CN101239780A (zh) * 2007-01-24 2008-08-13 Hoya株式会社 光学玻璃、精密模压成形用预成形件、光学元件以及它们的制造方法
CN101759359A (zh) * 2009-12-25 2010-06-30 成都光明光电股份有限公司 模压用高折射低色散光学玻璃

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开平8-217484A 1996.08.27

Also Published As

Publication number Publication date
CN102424523A (zh) 2012-04-25
WO2013034081A1 (zh) 2013-03-14
JP5813233B2 (ja) 2015-11-17
JP2014527019A (ja) 2014-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5108209B2 (ja) 光学ガラス
CN101386469B (zh) 高折射低色散光学玻璃
CN107445473A (zh) 光学玻璃
CN111153591A (zh) 光学玻璃
TWI549919B (zh) Precision molded optical glass, glass preforms, optical components and optical instruments
CN101337768B (zh) 高折射率光学玻璃
CN102311229A (zh) 光学玻璃及光学元件
CN106698924B (zh) 光学玻璃、玻璃预制件及光学元件
CN105293897B (zh) 光学玻璃
CN109399916A (zh) 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器
CN106467359A (zh) 光学玻璃
CN103771706A (zh) 光学玻璃
CN109399917A (zh) 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器
CN103708724A (zh) 精密模压用光学玻璃、玻璃预制件、光学元件及光学仪器
CN104108872B (zh) 环保光学玻璃、玻璃预制件、光学元件及光学仪器
CN101759359B (zh) 模压用高折射低色散光学玻璃
CN109231814A (zh) 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器
JP5711464B2 (ja) 光学ガラス、精密プレス成形用プリフォームおよび光学素子
CN109111103A (zh) 光学玻璃、由其制备而成的玻璃预制件或光学元件及光学仪器
CN106467358A (zh) 光学玻璃
CN102424523B (zh) 光学玻璃、模压用预制件及光学元件
CN105645760B (zh) 光学玻璃及光学元件
CN104944768A (zh) 环保光学玻璃、玻璃预制件、光学元件及光学仪器
JP2002211949A (ja) プレス成形用光学ガラス、プレス成形用プリフォーム材およびこれを用いた光学素子
US20090011918A1 (en) Optical glass and optical element

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant