TW202222719A - 光學玻璃和由光學玻璃形成的光學元件 - Google Patents
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Abstract
本發明的目的在於提供一種在維持高折射率的同時還改善了熱穩定性、玻璃轉換溫度特性的光學玻璃和由上述玻璃形成的光學元件。本發明的光學玻璃包含B
2O
3、La
2O
3、Gd
2O
3、Ta
2O
5、Li
2O和ZnO作為必需成分,以質量%表示,包含2.5~12%的SiO
2、0.70%以上的Li
2O、6%以上的ZnO、25%以上的La
2O
3、17.5%以下的Gd
2O
3、6%以上的Ta
2O
5,Li
2O和ZnO的合計含量為10%以上、Nb
2O
5和WO
3的合計含量為1.0%以上、質量比(La
2O
3+Gd
2O
3)/B
2O
3為2.2以上、質量比(Li
2O/SiO
2)為0.200以上。
Description
本發明關於光學玻璃和由光學玻璃形成的光學元件。
由高折射率低色散玻璃形成的透鏡通過與由超低色散玻璃形成的透鏡等組合而製成接合透鏡,能夠校正色像差並實現光學系統的緊湊化。因此,高折射率低色散玻璃作為構成攝影光學系統、投影儀等投影光學系統的光學元件佔據著非常重要的位置。
此外,作為製作光學元件的方法,還已知如下方法:由熔融玻璃製作壓製成型用玻璃原材料,利用成型模具對該壓製成型用玻璃原材料進行精密壓製成型來得到光學元件的方法(稱作精密壓製成型法)。在精密壓製成型法中,通過轉印成型模具成型面形狀,能夠不經過拋光、研磨等機械加工而形成光學元件的光學功能面。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1、2中公開了適於精密壓製成型且為高折射率低色散的光學玻璃。
專利文獻1:日本特開2006-137662號公報;
專利文獻2:日本特開2003-267748號公報。
發明要解決的問題
然而,即使在高折射率低色散玻璃中也能發現當要提高玻璃的折射率時,有時會出現玻璃的熱穩定性降低、玻璃轉換溫度升高的傾向。
當熱穩定性降低時,在對玻璃進行成型時容易失透。此外,在為具有高玻璃轉換溫度的玻璃的情況下,在進行壓製成型時需要將玻璃加熱至高溫,玻璃與成型模具的成型面反應,使玻璃起泡等,玻璃成型品的表面品質容易惡化。特別是在生產大型成型品時,表面品質的惡化傾向於變得顯著。
專利文獻1、2中記載的玻璃作為光學玻璃均很優異,但在維持高折射率特性的同時還進一步改善熱穩定性、兼顧高折射率和低玻璃轉換溫度的方面還有改善的餘地。
本發明著眼於上述問題,目的在於提供一種在維持高折射率的同時還改善了熱穩定性、玻璃轉換溫度特性的光學玻璃和由上述玻璃形成的光學元件。
用於解決問題的方案
本發明人反復進行了深入研究,發現具有以下構成的玻璃能夠解決上述問題,從而完成了本發明。即,本發明包括以下內容。
[1]一種光學玻璃,其包含B
2O
3、La
2O
3、Gd
2O
3、Ta
2O
5、Li
2O和ZnO作為必需成分,
以質量%表示,包含
2.5~12%的SiO
2、
0.70%以上的Li
2O、
6%以上的ZnO、
25%以上的La
2O
3、
17.5%以下的Gd
2O
3、
6%以上的Ta
2O
5,
且Li
2O和ZnO的合計含量為10%以上、
Nb
2O
5和WO
3的合計含量為1.0%以上、
質量比(La
2O
3+Gd
2O
3)/B
2O
3為2.2以上、
質量比(Li
2O/SiO
2)為0.200以上。
[2]根據[1]所述的光學玻璃,其中,折射率nd和玻璃轉換溫度Tg[℃]滿足式(1)。
Tg<1700×nd-2555 (1)
[3]根據[1]所述的光學玻璃,其中,折射率nd為1.80以上、玻璃轉換溫度Tg為600℃以下。
[4]一種光學元件,其是由[1]~[3]中任一項所述的光學玻璃形成的。
發明效果
根據本發明,能夠提供一種在維持高折射率的同時還改善了熱穩定性、玻璃轉換溫度特性的光學玻璃和由上述玻璃形成的光學元件。
在本發明和本說明書中,只要沒有特別說明,光學玻璃的玻璃組成以氧化物基準表示。在此,“氧化物基準的玻璃組成”是指通過換算成在玻璃原料熔融時全部被分解而在光學玻璃中以氧化物的形式存在的成分而得到的玻璃組成,各玻璃成分的表述遵從習慣,記為SiO
2、B
2O
3等。只要沒有特別說明,玻璃成分的含量和合計含量為質量基準,“%”意為“質量%”。
玻璃成分的含量能夠通過公知的方法進行定量,例如電感耦合電漿發光分光分析法(ICP-AES)、電感耦合電漿質譜法(ICP-MS)等方法進行定量。此外,在本發明及本說明書中,構成成分的含量為0%是指實質上不含有該構成成分,允許以不可避免的雜質水準含有該成分。
此外,阿貝數νd是用來表示色散相關性質的值,用下式表示。在此,nF為氫藍線F(波長486.13nm)的折射率、nC為氫紅線C(656.27nm)的折射率。
νd=(nd-1)/nF-nC
本實施方式的光學玻璃包含B
2O
3、La
2O
3、Gd
2O
3、Ta
2O
5、Li
2O和ZnO作為必需成分,
以質量%表示,包含
2.5~12%的SiO
2、
0.70%以上的Li
2O、
6%以上的ZnO、
17.5%以下的Gd
2O
3、
6%以上的Ta
2O
5,
並且Li
2O和ZnO的合計含量為10%以上,Nb
2O
5和WO
3的合計含量為1.0%以上,質量比(La
2O
3+Gd
2O
3)/B
2O
3為2.2以上,質量比(Li
2O/SiO
2)為0.200以上。
[玻璃組成]
B
2O
3和SiO
2是玻璃的網路形成成分。
從維持玻璃的熱穩定性的觀點出發,SiO
2的含量為2.5%以上,從維持折射率並且將玻璃轉換溫度抑制得較低的觀點出發,SiO
2的含量為12%以下。
SiO
2的含量的下限依次優選為2.55%以上、2.60%以上、2.65%以上、2.70%以上、2.75%以上。此外,SiO
2的含量的優選的上限依次優選為11.0%以下、10.75%以下、10.50%以下、10.25%以下、10.0%以下。
從維持玻璃的熱穩定性、熔融性的觀點出發,B
2O
3的含量優選為10%以上,從維持折射率的觀點出發,B
2O
3的含量優選為20%以下。
B
2O
3的含量的下限依次更優選為7.92%以上、8.50%以上、9.0%以上、9.50%以上、10.0%以上、10.5%以上、11.0%以上、11.46%以上、12.0%以上、12.47%以上、13.0%以上、13.5%以上。此外,B
2O
3的含量的上限依次更優選為20.0%以下、19.5%以下、19%以下、18.5%以下、18%以下、17.5%以下、17.0%以下。
Li
2O是在抑制折射率的降低的同時使玻璃轉換溫度降低的成分,從獲得該效果的方面出發,Li
2O的含量為0.70%以上。
Li
2O的含量的下限依次更優選為0.70%以上、0.72%以上、0.74%以上、0.76%以上、0.78%以上、0.80%以上。
Li
2O的含量的上限沒有特別限定,從維持玻璃的熱穩定性、高折射率特性的觀點出發,Li
2O的含量的上限依次更優選為2.16%以下、1.99%以下、1.90%以下、1.80%以下、1.78%以下、1.76%以下、1.74%以下、1.72%以下、1.70%以下。
ZnO也是在抑制折射率的降低的同時使玻璃轉換溫度降低、改善熔融性的成分,從獲得該效果的方面出發,ZnO的含量為6%以上。
ZnO的含量的下限依次更優選為6.0%以上、7.0%以上、8.0%以上、9.0%以上、10.0%以上、11.0%以上。
ZnO的上限沒有特別限定,從維持玻璃的化學耐久性、熱穩定性的觀點出發,ZnO的含量的上限依次更優選為22.0%以下、21.0%以下、20.0%以下、19.0%以下、18.0%以下、17.0%以下、16.0%以下。
另外,從兼顧高折射率和低玻璃轉換溫度的觀點出發,Li
2O和ZnO的合計含量(Li
2O+ZnO的含量)為10%以上。
Li
2O+ZnO的含量的下限依次更優選為10.0%以上、10.5%以上、11.0%以上、11.5%以上、12.0%以上、12.5%以上。此外,Li
2O+ZnO的含量的上限沒有特別限定,依次更優選為23.0%以下、22.0%以下、21.0%以下、20.0%以下、19.0%以下、18.0%以下、17.0%以下。
La
2O
3和Gd
2O
3是在維持低色散性的同時還提高折射率的成分。
從維持玻璃的熱穩定性的觀點出發,Gd
2O
3的含量為17.5%以下。Gd
2O
3的含量的上限依次更優選為17.25%以下、17.0%以下、16.75%以下、16.50%以下、16.25%以下、16.0%以下。
Gd
2O
3的含量的下限沒有特別限定,從得到熱穩定性優異的高折射率低色散特性的觀點出發,Gd
2O
3的含量的下限依次優選為3.0%以上、3.5%以上、4.0%以上、4.5%以上、5.0%以上。
此外,從進一步提高玻璃的熱穩定性的方面出發,Gd
2O
3的含量優選小於13.0%,更優選為12.5%以下,進一步優選為12.0%以下,更進一步優選小於11.5%。另外,當用莫耳%表示這些優選的例子時,Gd
2O
3的含量優選小於6.7莫耳%、更優選為5.5莫耳%以下、更優選為4.9莫耳%以下、進一步優選為4.8莫耳%以下、更進一步優選小於4.5莫耳%。
La
2O
3是不降低玻璃的熱穩定性而且也不提高色散而提高折射率並且提高化學耐久性的成分,其含量為25%以上。
La
2O
3的含量的下限依次優選為25.5%以上、26.0%以上、26.5%以上、27.0%以上、27.5%以上、28.0%以上、28.5%以上。
此外,La
2O
3的含量的上限沒有特別限定,但有時會存在由於過量導入熱穩定性傾向於降低的情況,因此依次優選為41.0%以下、40.5%以下、40.0%以下、39.5%以下、39.0%以下、38.5%以下、38.0%以下。
La
2O
3和Gd
2O
3的合計含量(La
2O
3+Gd
2O
3的含量)的下限依次優選為37.0%以上、37.5%以上、38.0%以上、38.5%以上、39.0%以上、39.5%以上、40.0%以上。
此外,La
2O
3和Gd
2O
3的合計含量(La
2O
3+Gd
2O
3的含量)的上限依次優選為50.0%以下、49.5%以下、49.0%以下、48.5以下、48.0%以下、47.5%以下。
Nb
2O
5是具有改善玻璃的熱穩定性、提高折射率的作用的成分。此外,WO
3是改善玻璃的熱穩定性、熔融性,提高折射率的成分。因此,在本發明中,從得到高折射率玻璃的觀點出發,Nb
2O
5和WO
3的合計含量(Nb
2O
5+WO
3)的下限為1.0%以上,上限沒有特別限定,從良好地維持精密壓製成型性的觀點出發,優選更少。
考慮到上述情況,Nb
2O
5+WO
3的含量的下限依次優選為1.00%以上、1.25%以上、1.50%以上、1.75%以上、2.00%以上、2.25%以上、2.50%以上。
此外,Nb
2O
5+WO
3的含量的上限依次更優選為10.0%以下、9.5%以下、9.0%以下、8.5%以下、8.0%以下、7.5%以下、7.0%以下、6.5%以下、6.0%以下。
Nb
2O
5的含量只要滿足Nb
2O
5+WO
3的含量則沒有特別限定,Nb
2O
5的含量的下限為0%,在含有Nb
2O
5的情況下,依次優選為0.8%以上、0.9%以上、1.0%以上、1.1%以上、1.2%以上、1.3%以上。
當Nb
2O
5的導入量過量時,有時色散會變大,因此Nb
2O
5的含量的上限依次優選為9.0%以下、8.5%以下、8.0%以下、7.5%以下、7.0%以下、6.5%以下、6.0%以下。
WO
3的含量只要滿足Nb
2O
5+WO
3的含量則沒有特別限定,WO
3的含量的下限為0%,在含有WO
3的情況下,依次優選為0.05%以上、0.1%以上、0.15%以上、0.20%以上、0.25%以上。
當WO
3的導入量過量時,有時色散會變大,因此WO
3的含量的上限依次優選為9.0%以下、8.5%以下、8.0%以下、7.5%以下、7.0%以下、6.5%以下。
從得到高折射率低色散玻璃的方面出發,La
2O
3和Gd
2O
3的合計含量相對於B
2O
3的含量的比率(質量比(La
2O
3+Gd
2O
3)/B
2O
3)為2.2以上。
質量比(La
2O
3+Gd
2O
3)/B
2O
3)的下限依次更優選為2.25%以上、2.30%以上、2.35%以上、2.38%以上、2.49%以上、2.54%以上、2.58%以上、2.60%以上。
質量比(La
2O
3+Gd
2O
3)/B
2O
3)的上限沒有特別限定,從維持玻璃的熱穩定性的觀點出發,依次優選為5.1%以下、4.9%以下、4.7%以下、4.5%以下、4.2%以下、4.1%以下、4.0%以下、3.9%以下、3.8%以下、3.7%以下。
從抑制玻璃轉換溫度的升高的方面出發,質量比(La
2O
3+Gd
2O
3)/(Li
2O+ZnO)依次更優選為4.00以下、3.90以下、3.80以下、3.70以下、3.60以下、3.50以下,從維持高折射率低色散特性的方面出發,依次更優選為2.00以上、2.10以上、2.20以上、2.30以上、2.40以上、2.50以上。
Ta
2O
5是具有維持高折射率低色散特性和熱穩定性作用的成分。從得到上述效果的方面出發,Ta
2O
5的含量為6.0%以上。
Ta
2O
5的下限依次優選為6.0%以上、7.0%以上、8.0%以上、9.0%以上、10.0%以上。
Ta
2O
5的含量的上限沒有特別限定,從維持玻璃的熱穩定性的觀點出發,依次優選為20.0%以下、19.5%以下、19.0%以下、18.5%以下、18.0%以下、17.5%以下。
進而,從維持玻璃的熱穩定性的方面出發,質量比(ZrO
2+Ta
2O
5+Nb
2O
5+WO
3)/(SiO
2+B
2O
3)依次更優選為1.60以下、1.55以下、1.50以下、1.45以下、1.40以下、1.35以下,從維持高折射率特性的方面出發,依次更優選為0.75以上、0.80以上、0.85以上、0.90以上、0.95以上、1.00以上。
TiO
2是提高折射率、提高色散的成分,TiO
2的含量在本發明中沒有特別限定,但由於過量導入,有時會在壓製成型時與成型模具的成型面反應而傾向於使玻璃的表面品質惡化,此外還會增強玻璃的著色。因此,TiO
2的含量的上限依次更優選為3%以下、2%以下、1%以下、0.5%以下、0.1%以下、0%(不含)。
Y
2O
3是高折射率低色散化成分,在本發明中沒有特別限定,但與相同的稀土類氧化物的Gd
2O
3相比,其提高折射率的作用小。當稀土類氧化物的合計含量過量時,玻璃的熱穩定性顯示降低的傾向。因此,從維持熱穩定性的同時維持高折射率特性的方面出發,與Y
2O
3相比,優選導入La
2O
3、Gd
2O
3。
從上述的觀點出發,Y
2O
3的含量的上限依次優選為3%以下、2%以下、1%以下、0.5%以下、0.1%以下,也可以為0%。
Yb
2O
3是用作高折射率低色散成分的任意成分。過量導入造成玻璃的熱穩定性降低、玻璃轉換溫度上升。此外玻璃的紅外區域的吸收顯示出增加的傾向。Yb
2O
3的含量的優選的上限依次更優選為:3%、2%、1%、0.5%、0.1%。也可以為0%。
ZrO
2是本發明中的任意成分,為了得到不降低玻璃的折射率而改善玻璃的熱穩定性的效果,優選導入ZrO
2。ZrO
2的含量的下限依次更優選為2.50%以上、2.55%以上、2.60%以上、2.65%以上、2.70%以上、2.75%以上。
ZrO
2的含量的上限依次更優選為10.0%以下、9.5%以下、9.0%以下、8.5%以下、8.0%以下、7.5%以下、7.0%以下、6.5%以下。另外,當其含量增多時,液相線溫度(熱穩定性變差)急劇上升。
Sb
2O
3作為澄清劑發揮作用。當其添加量增多時,在進行精密壓製成型時壓製成型模具的成型面可能會受到損傷,玻璃的著色傾向于增強。
Sb
2O
3的含量的下限依次優選為0%以上、0.01%以上、0.02%以上,Sb
2O
3的含量的上限依次優選為1.0%以下、0.9%以下、0.8%以下、0.7%以下、0.6%以下、0.5%以下。另外,Sb
2O
3的含量是外加(將除了Sb
2O
3以外的玻璃成分的合計質量作為100時的Sb
2O
3比例)的數值。
從降低玻璃轉換溫度的觀點出發,Li
2O的含量相對於SiO
2的含量的質量比(Li
2O/SiO
2)為0.200以上。質量比(Li
2O/SiO
2)的下限依次優選為0.200以上、0.210以上、0.220以上。
此外,從抑制玻璃轉換溫度的升高、維持熱穩定性的方面出發,質量比(Li
2O/SiO
2)的上限依次優選為0.300以下、0.290以下、0.280以下、0.270以下。
進而,從解決發明的問題的方面出發,上述成分和澄清劑的含量的合計優選為90%以上,並依次優選為93%以上、95%以上、96%以上、98%以上、99%以上、99.5%以上、99.9%以上。
從解決發明的問題的方面出發,Bi
2O
3、Ga
2O
3、Al
2O
3、BaO、SrO、CaO、MgO、Lu
2O
3、P
2O
5、GeO
2的合計含量優選為8%以下,並依次更優選為6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%以下。
從玻璃熔融時的揮發等問題出發,F的含量優選為0.1%以下,更優選不含F。
從抑制對環境的負擔的方面出發,優選實質上不含Pb、Cd、Te、Tl、U、Th、Se、As。
此外,從防止玻璃的著色的方面出發,優選實質上不含Fe、Cr、V、Co、Ni、Nd、Er、Eu、Cu、Tb、Ho。
[玻璃的特性]
本實施方式的光學玻璃優選折射率nd和玻璃轉換溫度Tg[℃]滿足式(1)。
Tg<1700×nd-2555 (1)
通過滿足式(1),能夠兼顧高折射率特性和壓製成型性。
本實施方式的光學玻璃優選折射率nd為1.80以上,優選玻璃轉換溫度Tg為600℃以下。
折射率nd的下限依次更優選為1.805、1.810、1.815、1.820、1.825、1.830、1.835、1.840、1.845。
折射率的更優選的上限依次更優選為1.880以下、1.875以下、1.870以下、1.865以下、1.860以下。
阿貝數νd的更優選的下限依次更優選為:39.0以上、39.1以上、39.2以上、39.3以上、39.4以上、39.5以上。
阿貝數νd的更優選的上限依次更優選為:41.0以下、40.9以下、40.8以下、40.7以下、40.6以下。
提高玻璃的折射率相當於在將玻璃認為是光學元件的材料的情況下擴大玻璃所具有的自由度。從上述擴大自由度的觀點出發,優選提高折射率,但當維持色散並且提高折射率時,產生玻璃穩定性降低的傾向,因此優選上述範圍。
玻璃轉換溫度Tg的下限依次更優選為530℃以上、535℃以上、540℃以上、545℃以上、550℃以上。
玻璃轉換溫度Tg的上限依次更優選為600℃以下、595℃以下、590℃以下、585℃以下。
從防止消耗壓製成型模具、損傷脫模膜的方面出發,優選玻璃轉換溫度(Tg)低,但當過度降低Tg時,折射率降低、玻璃的熱穩定性也降低。
關於玻璃穩定性,結晶化溫度Tx與玻璃轉換溫度Tg之差(Tx-Tg)能夠作為對暫時固化的玻璃進行再加熱時的耐失透性的指標。結晶化溫度Tx與玻璃轉換溫度Tg之差(Tx-Tg)越大的玻璃,能夠認為上述耐失透性越優異。
玻璃轉換溫度Tg、結晶化峰溫度Tx能夠如下述那樣而求出。在差示掃描量熱分析中,當使玻璃試樣升溫時,出現伴隨比熱變化的吸熱行為、即出現吸熱峰,當進一步升溫時,出現放熱峰。在差示掃描量熱分析中,得到以橫軸為溫度、以縱軸為與試樣的放熱吸熱對應的量的差示掃描量熱曲線(DSC曲線)。在該曲線中,將從基線出現吸熱峰時斜率最大的點處的切線與上述基線的交點作為玻璃轉換溫度Tg,將出現發熱峰時斜率最大的點處的切線與上述基線的交點作為結晶化峰溫度Tx。玻璃轉換溫度Tg、結晶化峰溫度Tx的測定能夠將玻璃用研缽充分粉碎後作為試樣,使用例如Bruker Co., Ltd.製造的高溫型差示掃描熱量儀“DSC3300SA”進行測定。在將玻璃原材料進行加熱、軟化、成型成需要的形狀的再加熱壓製成型法中,需要將玻璃原材料加熱至高於玻璃轉換溫度的高溫。成型時的玻璃的溫度在達到結晶化溫度區域時會析出晶體,因此(Tx-Tg)小的玻璃在防止失透並進行成型的方面是不利的。相反,(Tx-Tg)大的玻璃在不失透而進行再加熱、軟化來進行成型的方面是有利的。
從上述的觀點出發,Tx-Tg的下限依次更優選為130.0℃以上、135.0℃以上、140.0℃以上、145.0℃以上、150.0℃以上、155.0℃以上。
Tx-Tg能夠為例如300.0℃以下、280.0℃以下、260.0℃以下、240.0℃以下或220.0℃以下,但也能夠高於在此例示的值。
從在熔融玻璃時、或成型玻璃融液時維持耐失透性(高溫的熱穩定性)的觀點出發,液相線溫度的上限依次優選為1210℃、1200℃、1190℃、1180℃。
此外,從維持高折射率、低玻璃轉換溫度的觀點出發,液相線溫度的下限依次優選為1080℃、1090℃、1100℃、1110℃。
本發明的光學玻璃沒有特別限定,優選滿足下述物性。
著色度λ80的下限由組成本身決定。
著色度λ80的上限依次優選為490nm以下、485nm以下、480nm以下、475nm以下。
著色度λ70的下限由組成本身決定。
著色度λ70的上限依次優選為400nm以下、395nm以下、390nm以下、385nm以下。
著色度λ5的下限由組成本身決定。
著色度λ5的上限依次優選為360nm以下、355nm以下、350nm以下、345nm以下。
相對部分色散Pg,F的下限依次優選為0.525以上、0.535以上、0.545以上、0.555以上。
相對部分色散Pg,F的上限依次優選為0.610以下、0.600以下、0.590以下、0.580以下。
[光學玻璃的製造]
本發明的實施方式的光學玻璃按照上述規定的組成製備玻璃原料、按照現有公知的玻璃的製造方法由製備的玻璃原料來製作即可。例如,製備多種化合物,充分混合製成批次原料,將批次原料投入石英坩鍋、鉑坩堝等坩鍋中進行粗熔解(roughmelt)。將通過粗熔解而得到的熔融物進行急冷、粉碎製作碎玻璃。進而,將碎玻璃投入鉑坩堝中進行加熱、再熔融(remelt)製成熔融玻璃,進而在澄清、均質化後將熔融玻璃成型,緩慢冷卻得到光學玻璃。熔融玻璃的成型、緩慢冷卻採用公知的方法即可。
另外,如果能夠在玻璃中導入期望含量的期望的玻璃成分,則在製備批次原料時使用的化合物沒有特別限定,作為這樣的化合物,可舉出氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物等。
[光學元件等的製造]
使用本發明的實施方式的光學玻璃製作光學元件,採用公知的方法即可。例如,將玻璃原料熔融製成熔融玻璃,將該熔融玻璃流入鑄模成型為板狀,進行退火,製作由本發明的光學玻璃形成的玻璃原材料。將得到的玻璃原材料適當地切斷、拋光、研磨製作適於壓製成型大小的壓製成型預製體(預成型體)。將預成型體加熱、軟化,利用公知的方法進行精密壓製成型,根據需要進行定心加工等,製作非球面透鏡等光學元件。
製作的光學元件的光學功能面可以根據使用目的塗敷防反射膜、全反射膜等。
作為光學元件,能夠例示出非球面透鏡等各種透鏡、稜鏡、繞射光柵等。
[實施例]
[玻璃樣品的製作]
(實施例1)
稱量各成分對應的化合物原料、即稱量硼酸、碳酸鹽、氧化物等原料來得到具有以質量%表示的表1~3(表4~6以莫耳%表示)所示的各組成的玻璃,充分混合後製成製備原料。將該製備原料投入鉑制坩鍋,在大氣環境下、1300~1400℃加熱2小時進行熔融,通過攪拌進行均質化、澄清得到熔融玻璃。將該熔融玻璃澆鑄到成型模具中進行成型,緩慢冷卻,得到塊狀的玻璃樣品。
另外,也可以將製備原料粗熔解製作碎玻璃,將碎玻璃再熔融,攪拌進行均質化、澄清,將得到的熔融玻璃澆鑄到成型模具中進行成型、緩慢冷卻。
[玻璃樣品的評價]
[1]玻璃組成
對於得到的玻璃樣品,用電感耦合電漿原子發射光譜法(ICP-AES)測定各玻璃成分的含量。另外,在表1~3(表4~6以莫耳%表示)所示的全部玻璃樣品中,F的含量為0%。
[2]折射率nd、阿貝數νd和相對部分色散Pg,F
根據日本光學硝子工業會標準JOGIS-01,對以緩慢冷卻速度-30℃/小時進行了退火的玻璃樣品測定規定波長的折射率。根據折射率的測定結果算出阿貝數νd和相對部分色散Pg,F。
[3]比重
基於日本光學硝子工業會標準JOGIS-05測定。
[4]λ80、λ70、λ5
將玻璃樣品加工成厚度10mm、具有相互平行且經光學拋光了的平面,測定波長280nm~700nm的波長區域的光譜透射率。將垂直入射到經光學拋光的一個平面的光線的強度設為強度A,將從另一個平面射出的光線的強度設為強度B,算出光譜透射率B/A。將光譜透射率為80%、70%、5%的波長分別記為λ80、λ70、λ5。另外,光譜透射率中也包含試樣表面的光線的反射損失。
[5]玻璃轉換溫度Tg、結晶化峰溫度Tx
將玻璃用研缽充分粉碎後作為試樣,使用例如Bruker Co., Ltd.製造的高溫型差示掃描熱量儀“DSC3300SA”進行測定。
各玻璃樣品的表面和內部沒有觀察到結晶。
[6]液相線溫度
將5~8cc的玻璃試樣放入加熱至1300℃的爐內並保持20分鐘,充分熔融後轉移到加熱至規定溫度的爐中保持2小時後,在室溫下進行冷卻。冷卻後用光學顯微鏡觀察玻璃內部,根據有無結晶來確定液相線溫度。
另外,測定的上述玻璃物性記錄在表7~9中。
(實施例2)
將實施例1中得到的各玻璃樣品切斷、研磨,製作預成型體。對預成型體進行加熱、精密壓製成型、精密退火,製作非球面透鏡。
在製作的非球面透鏡的內部和表面未發現結晶、泡等異物,能夠得到內部和表面的品質優異的光學元件。
另外,精密壓製成型條件、成型模具、脫模膜等能夠應用公知的條件、成型模具、脫模膜。
無。
無。
Claims (4)
- 一種光學玻璃,其包含B 2O 3、La 2O 3、Gd 2O 3、Ta 2O 5、Li 2O和ZnO作為必需成分, 以質量%表示,包含 2.5~12%的SiO 2、 0.70%以上的Li 2O、 6%以上的ZnO、 25%以上的La 2O 3、 17.5%以下的Gd 2O 3、 6%以上的Ta 2O 5, Li 2O和ZnO的合計含量為10%以上、 Nb 2O 5和WO 3的合計含量為1.0%以上、 質量比(La 2O 3+Gd 2O 3)/B 2O 3為2.2以上、 質量比(Li 2O/SiO 2)為0.200以上。
- 根據請求項1所述的光學玻璃,其中,折射率nd和玻璃轉換溫度Tg[℃]滿足式(1), Tg<1700×nd-2555 (1)。
- 根據請求項1所述的光學玻璃,其中,折射率nd為1.80以上、玻璃轉換溫度Tg為600℃以下。
- 一種光學元件,其是由請求項1~3中任一項所述的光學玻璃形成的。
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