WO2012122763A1 - 一种光学玻璃及光学元件 - Google Patents

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WO2012122763A1 PCT/CN2011/076847 CN2011076847W WO2012122763A1 WO 2012122763 A1 WO2012122763 A1 WO 2012122763A1 CN 2011076847 W CN2011076847 W CN 2011076847W WO 2012122763 A1 WO2012122763 A1 WO 2012122763A1
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optical glass
optical
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孙伟
匡波
李小春
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成都光明光电股份有限公司
成都光明光电有限责任公司
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    • 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
    • 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
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    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
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    • C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses

Definitions

  • the present invention relates to the field of glass technology, and more particularly to an optical glass and optical component. Background technique
  • Optical glass is a glass material used to make lenses, prisms, mirrors, windows, and the like in optical instruments or mechanical systems.
  • Optical glass has good light transmission and high refractive index, and is widely used in the manufacture of optical instruments such as ophthalmic lenses, cameras, digital cameras, telescopes, microscopes and lenses.
  • optical instruments such as ophthalmic lenses, cameras, digital cameras, telescopes, microscopes and lenses.
  • Optical glass with high refractive index and low dispersion is widely used in modern imaging equipment.
  • Chinese Patent No. CN101360691A discloses an optical glass having an optical constant with a refractive index of 1.5 to 1.65 and an Abbe number of 50 to 65.
  • Chinese patent CN1704369A discloses an optical glass having an optical constant of a refractive index of 1.85 to 1.90 and an Abbe number of 40 to 42.
  • Ta 2 0 5 is an essential component for producing a high refractive low dispersion optical glass, and can effectively increase the refractive index of the optical glass.
  • Ta 2 0 5 is expensive as a rare earth raw material.
  • the content of Ta 2 0 5 in the optical glass reported above is high, resulting in a high cost of the optical glass. Therefore, the design and manufacture of Ta 2 0 5 is low and has a refractive index of 1.86 to 1.89 and an Abbe number of 38.5 ⁇ 42.0, the optical parameters of the optical parameters are imperative.
  • Chinese Patent Document No. 200910001182.3 discloses an optical glass having a refractive index of 1.9 or more and an Abbe number of 38 or less, and the composition contains Ti0 2 for reducing the Abbe number of the optical glass.
  • Ti0 2 has a great influence on the coloration of the glass, and reduces the light transmission property of the optical glass. Since optical systems and components are increasingly required for light transmission properties of glass materials, if the light transmission properties of the glass are poor, the amount of transmitted light of the exchange lens will be reduced. Therefore, while satisfying the performance of high refraction and low dispersion, it is required to improve the light transmission performance of the optical glass.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an optical device having a low content of Ta 2 0 5 , a refractive index of 1.86 to .89, an Abbe number of 38.5 to 42.0, and a transmittance of 70% or less corresponding to a wavelength of 380 nm or less. Glass and optical components.
  • an optical glass comprising the following components:
  • the method comprises:
  • the method comprises:
  • the method comprises:
  • the method comprises:
  • the method comprises:
  • the method comprises:
  • the method comprises:
  • the method comprises:
  • the method comprises:
  • the method comprises:
  • the method comprises:
  • the method comprises:
  • the refractive index is 1.86 ⁇ 1.89; the Abbe number is 38.5 ⁇ 42.0.
  • the corresponding wavelength is below 380 nm.
  • the present invention also provides an optical element formed of the optical glass according to the above aspect.
  • the invention provides an optical glass and an optical component, the optical glass comprising 2 wt% to 10 wt% of SiO 2 ; 8 wt% to 15 wt% of B 2 0 3 ; 25 wt% to 45 wt% of La 2 0 3 ; 10 wt% ⁇ 35wt% Gd 2 0 3 ; 2wt% ⁇ 10wt% Zr0 2 ; 2.1wt% ⁇ 3.9wt% W0 3 ; 5wt% ⁇ 12.9wt% Ta 2 0 5 ; 0 wt% ⁇ 5wt% Y 2 0 3 + Yb 2 0 3 ; 0 wt% ⁇ 5 wt% Nb 2 0 5 ; 0 wt% ⁇ 5 wt% ZnO; 0 wt% ⁇ 3 wt% BaO; 0 wt% ⁇ 3 wt% SrO; 0 wt% ⁇ 3 wt% Ca
  • Si0 2 and B 2 0 3 are skeleton components forming the optical glass of the present invention, and their introduction can enhance the glass Stability and beneficial to improve the chemical stability of the glass, B 2 0 3 can also reduce the high temperature melt viscosity of the glass.
  • La 2 0 3 and Gd 2 0 3 are essential components for obtaining high refractive index low dispersion glass.
  • Zr0 2 can improve the viscosity, hardness and chemical stability of optical glass and reduce the thermal expansion coefficient of glass.
  • wo 3 is not only a component for improving the devitrification resistance of the optical glass, but the transmittance of the glass is remarkably improved as compared with the introduction of Ti0 2 .
  • Ta 2 0 5 is a component that imparts high refractive index and low dispersion characteristics to the optical glass while effectively enhancing glass stability.
  • the optical glass provided by the present invention ensures the optical parameters and properties of the optical glass of the present invention while reducing the content of Ta 2 0 5 .
  • the optical glass provided by the invention has a refractive index of 1.86 ⁇ 1.89, an Abbe number of 38.5 ⁇ 42.0, and a transmittance of 70% corresponding to a wavelength below 380 nm, which satisfies the needs of modern imaging equipment and reduces the cost.
  • the invention provides an optical glass comprising the following components:
  • Si0 2 is an important glass forming body oxide, and forms an irregular continuous network with structural units of silicon oxytetrahedron [Si0 4 ], which is a skeleton for forming optical glass. Si0 2 has the effect of maintaining the glass against devitrification.
  • the content of SiO 2 is limited to 2 wt% to 10 wt%, preferably 6 wt% to 9 wt%, more preferably 5 wt% to 8 wt%.
  • B 2 0 3 is an important oxide for forming an optical glass, and is effective for forming a network of optical glass, which can lower the expansion coefficient of the glass, improve the thermal stability and chemical stability of the glass, and increase the glass.
  • the refractive index lowers the softening temperature and the fusible temperature of the glass.
  • the content of B 2 0 3 is from 8 wt% to 15 wt%, preferably from 10 wt% to 14 wt%.
  • La 2 0 3 is an essential component for obtaining a high refractive index low dispersion glass.
  • the content of La 2 O 3 is limited to 25 wt% to 45 wt%, preferably 30 wt% to 40 wt%, more preferably 32 wt% to 38 wt%.
  • the content of La 2 0 3 is less than 25 wt%, the refractive index of the optical glass is lowered; when the content of La 2 0 3 is more than 45 wt%, the devitrification resistance of the optical glass is lowered.
  • Gd 2 0 3 is an active ingredient for increasing the refractive index of the glass and increasing the Abbe number.
  • the content of Gd 2 0 3 is limited to 10 wt% to 35 wt%, preferably 15 wt% to 30 wt%, more preferably 20 wt% to 30 wt%.
  • the content of Gd 2 0 3 is more than 35 wt%, the devitrification resistance of the optical glass is lowered, and the glass forming property is deteriorated.
  • Zr0 2 can improve the viscosity, hardness and chemical stability of optical glass and reduce the thermal expansion coefficient of glass.
  • the content of Zr0 2 is less than 2%, the above effect is not obvious, the content of Zr0 2 is more than 8%, the glass is refractory and easily devitrified, so the content of Zr0 2 is preferably 2 to 8 wt%, more preferably 4 to 8 wt%. , most preferably 5 wt% ⁇ 8 wt%sky
  • Ta 2 0 5 is a component that imparts high refractive index and low dispersion characteristics to the optical glass, can effectively enhance the stability of the glass, has a high Ta 2 0 5 content, increases the glass cost, and lowers the Ta 2 0 5 content, thereby lowering the glass stability. . Therefore, the content of Ta 2 0 5 is limited to 5 wt% to 12.9 wt%, preferably 6 wt% to l l wt%, more preferably 7 wt% to 10 wt%.
  • wo 3 is a component which improves the anti-devitrification property of the optical glass and adjusts the optical constant.
  • the present invention reduces the introduction amount of Ta 2 0 5 from the viewpoint of cost; at the same time, in order to reduce the dispersion, maintain the glassiness, and improve the coloring property of the glass, in the present invention, an appropriate amount of wo 3 is added while reducing the amount of addition of Ta 2 0 5 .
  • the content of W0 3 is less than 2.1 wt%, the effect of reducing the dispersion is not achieved, and the effect of improving the anti-devitrification property of the optical glass is not obvious; when it exceeds 3.9 wt%, the requirements of the present invention are not obtained.
  • the optical constant on the contrary, the glass devitrification resistance is deteriorated, and the light transmittance in the short-wavelength region in the visible light region is deteriorated, and the glass transmittance is deteriorated.
  • the content of W0 3 in the present invention is limited to 2.1 wt% to 3.9 wt%, preferably 2.5 wt% to 3.9 wt%, more preferably It is 3 wt% ⁇ 3.9 wt%.
  • Y 2 0 3 , Yb 2 0 3 can also function to increase the refractive index of the optical glass and adjust the optical constant, and can only be introduced in a small amount in the present invention; when the total content of ⁇ 20 3 and Yb 2 0 3 exceeds 5 wt% Will cause deterioration of the glass resistance to devitrification. Therefore, the total content of Y 2 0 3 and Yb 2 0 3 is preferably from 1% by weight to 4% by weight.
  • G 2 2 3 , Y 2 0 3 or Yb 2 0 3 in the introduction of La 2 O 3 in high refractive low-dispersion optical glass can effectively increase the glass resistance to devitrification, into glass and only introduce La 2 0 3 phase. There is a significant improvement.
  • Nb 2 0 5 is a component that imparts a high refractive index to the glass and has an effect of improving the devitrification resistance of the glass.
  • the Nb 2 0 5 content is higher than 5 wt%, the glass dispersion is greatly increased and the Abbe number is lowered.
  • the content of Nb 2 0 5 is limited to 0 wt% to 5 wt%, preferably 1 wt% to 4 wt%.
  • an appropriate amount of ZnO is introduced to have a fluxing effect, and at the same time, the chemical stability and thermal stability of the glass can be improved.
  • the content of ZnO exceeds 5 wt%, the optical constant of glass is difficult to meet the requirements. Therefore, the content of ZnO is limited to 0 wt% to 5 wt%, preferably 1 wt% to 5 wt%, more preferably 2 wt% to 4 wt% o
  • BaO, SrO, CaO can be accelerated in the present invention, but the content of BaO, SrO, CaO is more than 3%, and the glass is difficult to melt. Therefore, the content of BaO, SrO and CaO is limited to 0 wt% to 3 wt%. It is preferred not to be added.
  • the optical glass of the present invention has a refractive index of 1.86 to 1.89, an Abbe number of 38.5 to 42.0, and a transmittance of 70% corresponding to a wavelength of 380 nm or less. Since Ta 2 0 5 is a rare earth raw material, it is expensive. Therefore, the optical glass provided by the present invention ensures the optical constant and performance required by the present invention while reducing the content of Ta 2 0 5 , and the optical glass provided by the present invention is low in cost.
  • the refractive index (nd) value is (-2 ° C / h) - ( -6 ° C / h ) annealing value, refractive index and Abbe number according to GB / T 7962.1 - 1987 colorless optical glass test method Rate and dispersion coefficient test.
  • the glass is made into a 10 mm ⁇ 0.1 mm thick ⁇ sample, and the test glass has a wavelength ⁇ 7 ⁇ corresponding to a transmittance of 70%.
  • the present invention also provides an optical element formed of the optical glass described in the above aspect.
  • the learning element has various characteristics of the above optical glass.
  • the optical element of the present invention has a refractive index of 1.86 to 1.89 and an Abbe number of 38.5 to 42.0, and is suitable for use in digital cameras, digital video cameras, and camera phones.
  • the preparation method of the optical glass provided by the present invention is not particularly limited and is carried out in accordance with a method well known to those skilled in the art.
  • the raw material is melted, clarified, homogenized, and then cooled, injected into a preheated metal mold, and annealed to obtain an optical glass.
  • optical glasses provided in Examples 1 to 12 of the present invention were prepared as follows:
  • the oxide, hydroxide, carbonate, and nitrate raw materials corresponding to the components shown in Tables 1 to 2 are weighed in proportion, thoroughly mixed, added to platinum crucible, melted at 1400 ⁇ 1450 ° C, clarified, and both are After the reduction, the temperature is lowered to about 1300 °C;
  • the molten glass liquid reduced to below 1300 ° C is poured into the preheated metal mold;
  • the molten glass poured into the preheated metal mold is pressure-molded at a temperature of 700 to 750 ° C; the pressure-molded glass is placed in an annealing furnace together with a metal mold to be cold-annealed to obtain an optical glass, and tested.
  • Related parameters of optical glass are:
  • the parameters such as the refractive index and the Abbe number of the optical glass provided in Examples 1 to 12 are shown in Tables 1-2. It can be seen from the above embodiments that the optical glass provided by the embodiment of the present invention reduces the content of Ta 2 0 5 , thereby reducing the cost of the optical glass, and the refractive index is 1.86 ⁇ 1.89, the Abbe number is 38.5 ⁇ 42.0, and the transmittance is When the ratio reaches 70%, the corresponding wavelength is below 380 nm.

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Description

一种光学玻璃及光学元件
本申请要求于 2011 年 3 月 11 日提交中国专利局、 申请号为 201110059464.6、 发明名称为 "一种光学玻璃及光学元件" 的中国专利申请的 优先权和 2011年 6月 13 日提交中国专利局、 申请号为 201110157458.4、发明 名称为 "一种光学玻璃及光学元件" 的中国专利申请的优先权， 其全部内容通 过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及玻璃技术领域， 更具体地说， 涉及一种光学玻璃及光学元件。 背景技术
光学玻璃是用于制造光学仪器或机械***中的透镜、棱镜、反射镜和窗口 等的玻璃材料。 光学玻璃透光性能好， 折光率高， 被广泛应用于制造眼镜片、 照相机、 数字摄像机、 望远镜、 显微镜和透镜等光学仪器。 近年来， 随着数码 相机、 数字摄像机等日益流行， 不仅对光学玻璃的需求持续扩大， 并且对光学 玻璃的性能也提出了更高的要求。
具有高折射率、 低色散的光学玻璃在现代成像设备中应用广泛。 例如： 例 如， 中国专利 CN101360691A公开了一种光学玻璃， 具有折射率为 1.5 ~ 1.65 以及阿贝数为 50 ~ 65的光学常数。 中国专利 CN1704369A公开了一种光学玻 璃， 具有折射率 1.85 ~ 1.90、 阿贝数 40 ~ 42范围的光学常数。
目前， 具有折射率为 1.86 ~ 1.89、 阿贝数为 38.5 ~ 42.0的光学参数的光学 玻璃得到了广泛的研究。 为了达到上述光学性能， 通常在组份中引入大量的 Ta205, 例如， 申请号为 200810304963.5的中国专利文献报道了一种高折射低 色散的光学玻璃， 其质量百分比组成为： 6%~17%的 B203; 2wt% ~ 10wt。/ 々 Si02; 大于 25%小于 45%的 La203; 5wt% ~ 25wt%的 Gd203, 大于 19 wt %、 小于 27 wt %的 Ta205; 大于 0.01 wt %、 小于 0.1 wt %的 Sb203。
上述报道的光学玻璃中， Ta205是制造高折射低色散光学玻璃的必要组份， 可以有效提高光学玻璃折射率。 但是， Ta205作为一种稀土原料， 价格昂贵。 上述报道的光学玻璃中 Ta205的含量较高， 从而导致光学玻璃的成本较高。 因 此，设计和制造 Ta205的含量较低且具有折射率为 1.86 ~ 1.89、阿贝数为 38.5 ~ 42.0, 的光学参数的光学玻璃势在必行。
此外， 申请号为 200910001182.3的中国专利文献 4艮道了折射率 1.9以上,阿 贝数 38以下的光学玻璃， 其组成中含有 Ti02用于减小光学玻璃的阿贝数。 但 是， Ti02对玻璃着色影响较大， 降低光学玻璃的透光性能。 由于光学***和元 件对玻璃材料的透光性能的要求越来越高， 因此， 如果玻璃的透光性能较差， 将导致交换透镜的透射光量减少。 所以， 在满足高折射低色散的性能的同时， 需要提高光学玻璃的透光性能。
发明内容
本发明要解决的问题是：提供一种 Ta205的含量较低，折射率为 1.86 ~ .89、 阿贝数为 38.5 ~ 42.0,透射比达到 70%时对应的波长在 380nm以下的光学玻璃 及光学元件。
为了解决以上技术问题， 本发明提供一种光学玻璃， 包括以下成分：
2wt% ~ 10wt%的 Si02;
8wt% ~ 15wt%的 B203;
25 wt% ~ 45wt%的 La203;
10wt% ~ 35wt%的 Gd203;
2wt% ~ 10wt%的 Zr02;
2.1wt% ~ 3.9wt%的 W03;
5wt% ~ 12.9wt0/ 々 Ta205;
0 wt% ~ 5wt%的 Y203+Yb203;
0 wt% ~ 5wt%的 Nb205;
0wt% ~ 5wt%的 ZnO;
0wt% ~ 3wt%的 BaO;
0wt% ~ 3wt%的 SrO;
0wt% ~ 3wt%的 CaO。
优选的， 包括：
6wt% ~ 9wt%的 Si02。
优选的， 包括：
10wt% ~ 14wt%的 B203。 优选的， 包括：
30 wt% ~ 40wt%的 La203。
优选的， 包括：
15wt% ~ 30wt%的 Gd203。
优选的， 包括：
20wt% ~ 30wt%的 Gd203。
优选的， 包括：
2.5 wt% ~ 3.9wt%的 W03。
优选的， 包括：
3 wt% ~ 3.9wt%的 W03。
优选的， 包括：
6wt% ~ l lwt%的 Ta205。
优选的， 包括：
7wt% ~ 10wt%的 Ta205。
优选的， 包括：
1 wt% ~ 4wt%的 Y203+ Yb203。
优选的， 包括：
1 wt% ~ 4wt%的 Nb203。
优选的， 包括：
1 wt% ~ 5wt%的 ZnO。
优选的， 折射率为 1.86 ~ 1.89; 阿贝数为 38.5 ~ 42.0。
优选的， 透射比达到 70%时， 对应的波长在 380nm以下。
本发明还提供一种上述技术方案所述的光学玻璃形成的光学元件。
本发明提供一种光学玻璃及光学元件， 所述光学玻璃包括 2wt% ~ 10wt% 的 Si02; 8wt% ~ 15wt%的 B203; 25 wt% ~ 45wt%的 La203; 10wt% ~ 35wt%的 Gd203; 2wt% ~ 10wt%的 Zr02; 2.1wt% ~ 3.9wt%的 W03; 5wt% ~ 12.9wt%的 Ta205; 0 wt% ~ 5wt%的 Y203+ Yb203; 0 wt% ~ 5wt%的 Nb205; 0wt% ~ 5wt% 的 ZnO; 0wt% ~ 3wt%的 BaO; 0wt% ~ 3wt%的 SrO; 0wt% ~ 3wt%的 CaO。 Si02和 B203是形成本发明光学玻璃的骨架组分， 它们的引入可以提高玻璃的 稳定性并有利于改善玻璃的化学稳定性， B203还可以降低玻璃高温熔融粘度。 La203和 Gd203是获得高折射率低色散玻璃的必要组分。 Zr02能提高光学玻璃 的黏度、 硬度、 化学稳定性， 降低玻璃的热膨胀系数。
在本发明中 wo3不仅是一种改良光学玻璃抗失透性的组分， 相对于引入 Ti02而言， 玻璃的透过率会明显改善。 Ta205是赋予光学玻璃高折射率和低色 散特性的组分， 同时可以有效增强玻璃稳定性。 与现有技术相比， 本发明提供 的光学玻璃在降低了 Ta205含量的同时， 保证了本发明所述光学玻璃的光学参 数及性能。 实验结果表明， 本发明提供的光学玻璃折射率为 1.86 ~ 1.89、 阿贝 数为 38.5 ~ 42.0,透射比达到 70%对应的波长在 380nm以下，满足现代成像设 备的需要， 同时降低了成本。
具体实施方式
下面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。
本发明提供一种光学玻璃， 包括以下成分：
2wt% ~ 10wt%的 Si02;
8wt% ~ 15wt%的 B203;
25 wt% ~ 45wt%的 La203;
10wt% ~ 35wt%的 Gd203;
2wt% ~ 10wt%的 Zr02;
2.1wt% ~ 3.9wt%的 W03;
5wt% ~ 12.9wt0/ 々 Ta205;
0 wt% ~ 5wt%的 Y203+Yb203;
0 wt% ~ 5wt%的 Nb205;
0wt% ~ 5wt%的 ZnO;
0wt% ~ 3wt%的 BaO;
0wt% ~ 3wt%的 SrO;
0wt% ~ 3wt%的 CaO。 Si02是重要的玻璃形成体氧化物， 以硅氧四面体【Si04】的结构单元形成 不规则的连续网络，是形成光学玻璃的骨架。 Si02具有维持玻璃抗失透性的作 用。 Si02的含量限定为 2wt% ~ 10wt%,优选为 6wt% ~ 9wt%,更优选为 5wt% ~ 8wt%。
在上述成分中， B203是一种形成光学玻璃的重要的氧化物， 对于形成光 学玻璃的网络有效， 能够降低玻璃的膨胀系数，提高玻璃的热稳定性和化学稳 定性， 增加玻璃的折射率， 降低玻璃的软化温度和可熔温度。 B203的含量为 8wt% ~ 15wt%, 优选为 10wt% ~ 14wt%。
La203是获得高折射率低色散玻璃的必要组分。 La203的含量限定为 25wt% ~ 45wt%, 优选为 30wt% ~ 40wt%, 更优选为 32wt% ~ 38wt%,。 La203 的含量低于 25 wt%时， 光学玻璃的折射率下降； La203的含量高于 45 wt%时， 光学玻璃的抗失透性下降。
Gd203是提高玻璃折射率、 增大阿贝数的有效成分。 Gd203的含量限定为 10 wt% ~ 35 wt%,优选为 15 wt% ~ 30 wt%,更优选为 20 wt% ~ 30 wt%。 Gd203 的含量大于 35 wt%时， 光学玻璃的抗失透性下降， 成玻璃性变差。
Zr02能提高光学玻璃的黏度、 硬度、 化学稳定性， 降低玻璃的热膨胀系 数。 Zr02的含量不足 2 %, 上述效果不明显， Zr02的含量超过 8%, 玻璃难熔， 易失透， 因此 Zr02的含量优选为 2 ~ 8 wt%, 更优选为 4 ~ 8 wt%, 最优选为 5wt% ~ 8 wt%„
Ta205是赋予光学玻璃高折射率和低色散特性的组分， 可以有效增强玻璃 稳定性， Ta205含量高， 玻璃成本升高， 降低 Ta205含量， 则玻璃稳定性下降。 因此， Ta205的含量限定为 5wt% ~ 12.9wt%, 优选为 6wt% ~ l lwt%, 更优选为 7wt% ~ 10wt%。
wo3在本发明中是一种改良光学玻璃抗失透性、 调节光学常数的组分。 本发明从成本考虑减少了 Ta205的引入量； 同时， 为了降低色散， 保持成玻璃 性， 改良玻璃着色性能， 在本发明中在降低 Ta205添加量的同时添加适量的 wo3。
本发明中， 当 W03的含量在 2.1 wt%以下时， 达不到降低色散的作用， 改 良光学玻璃抗失透性的效果不明显； 超过 3.9 wt%时， 达不到本发明所要求的 光学常数，反而玻璃抗失透性变差， 可见光区域的短波长区域的光线透射率变 差， 玻璃透过率变差。 因此， 为了使光学玻璃在可见光范围的较短波长范围内 具有良好透光率， 本发明中 W03的含量限定为 2.1 wt% ~ 3.9wt%, 优选为 2.5 wt% ~ 3.9 wt%, 更优选为 3 wt% ~ 3.9 wt%。
Y203、 Yb203也可以起到提高光学玻璃折射率、 调整光学常数的作用， 在 本发明中只能少量引入； 当丫203与 Yb203含量合计超过 5wt%时，会引起玻璃 耐失透性能恶化。 所以 Y203与 Yb203的含量合计优选为 lwt% ~ 4wt%。
高折射低色散光学玻璃中引入 La203的同时引入 Gd203、 Y203或 Yb203 , 可以有效增加玻璃抗失透能力， 成玻璃性与只引入 La203相比有明显改善。
Nb205是赋予玻璃高折射率的组分， 并且具有改进玻璃的抗失透性的作 用。 Nb205含量高于 5 wt%时， 会导致玻璃色散大幅升高， 阿贝数降低。 Nb205 的含量限定为 0 wt% ~ 5 wt%, 优选为 1 wt% ~ 4 wt%。
在本发明中适量引入 ZnO具有助熔的作用， 同时可以提高玻璃的化学稳 定性、 热稳定性。 ZnO 的含量超过 5wt %, 玻璃光学常数难以达到要求。 因 此， ZnO 的含量限定为 0wt% ~ 5wt %, 优选为 1 wt% ~ 5 wt%, 更优选为 2 wt% ~ 4wt % o
BaO、 SrO、 CaO在本发明中适量引入可以加速熔化， 但 BaO、 SrO、 CaO 任一含量超过 3 %,玻璃熔制困难， 因此 BaO、 SrO、 CaO含量限定为 0 wt% ~ 3 wt%, 优选不加入。
本发明光学玻璃的折射率为 1.86 ~ 1.89、 阿贝数为 38.5 ~ 42.0, 透射比达 到 70%对应的波长在 380nm以下。 由于 Ta205为稀土原料， 价格昂贵。 因此， 本发明提供的光学玻璃在降低了 Ta205含量的同时， 保证了本发明所要求的光 学常数及性能， 本发明提供的光学玻璃成本较低。
本发明提供的光学玻璃的性能参数按照如下方法进行测试。
其中折射率 （nd )值为 （-2°C/h ) - ( -6°C/h ) 的退火值， 折射率与阿贝数 按照《GB/T 7962.1— 1987 无色光学玻璃测试方法 折射率和色散系数》测试。
将玻璃制作成 10mm±0.1 mm厚度 ό々样品 , 则试玻璃在透射 t匕达 j 70%对 应的波长 λ7ο。
本发明还提供一种由上述技术方案所述的光学玻璃形成的光学元件。该光 学元件具有上述光学玻璃的各种特性。本发明的光学元件具有 1.86 ~ 1.89的折 射率、 38.5 ~ 42.0的阿贝数， 适用于数码相机、 数码摄像机和照相手机等。
对于本发明提供的光学玻璃的制备方法， 并无特别限制，按照本领域技术 人员熟知的方法进行制备。 将原料进行熔化、 澄清、 均化后降温， 注入预热的 金属模， 退火得到光学玻璃。
为了进一步了解本发明的技术方案， 下面结合表 1 ~ 2中具体的实施例， 对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解， 这些描述只是为进一步说明 本发明的特征和优点， 而不是对本发明权利要求的限制。
表 1 实施例 1 ~ 6提供的光学玻璃组分百分比及对应性能
实施例
1 2 3 4 5 6
Si02 6.5 7.2 6.8 7.0 6.1 8.2
B203 10.6 10.8 11.5 11.6 9.3 13.8
La203 34.4 37.8 36.2 30.0 39.0 30.5
Gd203 24.0 22.2 21.1 29.3 12.0 26.5
Zr02 7.0 6.5 7.5 5.1 4.1 8.9
W03 3.5 3.5 3.0 3.1 3.0 2.1
Ta205 12.9 12.0 8.3 6.9 12.5 10.0
Y203 2.6 3.0 5.0 玻璃 Yb203 1.0
组分 Nb205 3 2.0 4.0
( wt% )
ZnO 1.1 5.0
BaO
SrO 1
CaO
总计 100 100 100 100 100 100 nd 1.8837 1.8810 1.8851 1.8841 1.8900 1.8700 vd 40.4 40.7 40.3 40.6 38.6 41.6 λ7ο
378 377 378 375 379 377 ( nm ) 表 2 实施例 7 ~ 12提供的光学玻璃组分百分比及对应性能 实施例
7 8 9 10 11 12
Si02 9.5 6.2 5.8 7.7 5.4 8.7
B203 14.6 12.8 11.5 10.6 9.8 13.1
La203 36.7 35.8 31.1 34.0 41.0 33.9
Gd203 18.0 22.2 24.1 21.9 11.4 19.5
Zr02 2.0 6.9 5.5 6.1 4.3 7.4
W03 2.5 3.5 3.0 3.9 2.7 2.9
Ta205 5.9 9.8 8.9 7.9 12.2 10.3
Y203 1.5 4.2 3.5 玻璃 Yb203 3.0 3.3 0.7
组分 Nb205 4.2 1.6 2.8 3.5 4.0
( wt% )
ZnO 2.1 1.2 3.0 4.4 2.8
BaO 1.5
SrO
CaO 1 0.7 总计 100 100 100 100 100 100 nd 1.8690 1.8840 1.8775 1.8800 1.8900 1.8760 vd 41.4 40.7 40.1 40.9 39..1 41.2 λ7ο
376 376 375 377 377 378 ( nm ) 本发明实施例 1 ~ 12所提供的光学玻璃按照如下方法制备：
将表 1 ~ 2所示成分对应的氧化物、 氢氧化物、 碳酸盐、 硝酸盐原料， 按 比例称量， 充分混合后加入铂金坩埚内， 在 1400 ~ 1450°C下熔化、 澄清、 均 化后， 降温至约 1300 °C ;
将上述降至 1300°C以下的熔融玻璃液浇注入预热后的金属模；
在 700 ~ 750°C附近将所述浇注入预热后的金属模的熔融玻璃加压成型； 将经过加压成型的玻璃连同金属模一起放入退火炉内徐冷退火后得到光 学玻璃， 测试光学玻璃的相关参数。
实施例 1 ~ 12提供的光学玻璃的折射率、 阿贝数等参数如表 1 ~ 2所示。 从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的光学玻璃降低了 Ta205含量， 从而降低了光学玻璃的成本， 同时折射率为 1.86 ~ 1.89、 阿贝数为 38.5 ~ 42.0, 透射比达到 70%时对应的波长在 380nm以下。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本 发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见 的， 本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在 其它实施例中实现。 因此， 本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而 是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

权 利 要 求 、 一种光学玻璃， 其特征在于， 包括以下成分：wt% ~ 10wt%的 Si02;
wt% ~ 15wt%的 B203;
5 wt% ~ 45wt%的 La203;
0wt% ~ 35wt%的 Gd203;
wt% ~ 10wt%的 Zr02;
.1wt% ~ 3.9wt%的 W03;
wt% ~ 12.9wt0/ 々 Ta205;
wt% ~ 5wt%的 Y203+Yb203;
wt% ~ 5wt%的 Nb205;
wt% ~ 5wt%的 ZnO;
wt% ~ 3wt%的 BaO;
wt% ~ 3wt%的 SrO;
wt% ~ 3wt%的 CaO。
、 根据权利要求 1所述的光学玻璃， 其特征在于， 包括:wt% ~ 9wt%的 Si02。
、 根据权利要求 1所述的光学玻璃， 其特征在于， 包括:0wt% ~ 14wt%的 B203。
、 根据权利要求 1所述的光学玻璃， 其特征在于， 包括:0 wt% ~ 40wt%的 La203。
、 根据权利要求 1所述的光学玻璃， 其特征在于， 包括:5wt% ~ 30wt%的 Gd203。
、 根据权利要求 5所述的光学玻璃， 其特征在于， 包括:0wt% ~ 30wt%的 Gd203。
、 根据权利要求 1所述的光学玻璃， 其特征在于， 包括:.5 wt% ~ 3.9wt%的 W03。
、 根据权利要求 7所述的光学玻璃， 其特征在于， 包括: 3 wt% ~ 3.9wt%的 W03。
9、 根据权利要求 1所述的光学玻璃， 其特征在于， 包括：
6wt% ~ l lwt%的 Ta205。
10、 根据权利要求 9所述的光学玻璃， 其特征在于， 包括：
7wt% ~ 10wt%的 Ta205。
11、 根据权利要求 1所述的光学玻璃， 其特征在于， 包括：
1 wt% ~ 4wt%的 Y203+ Yb203。
12、 根据权利要求 1所述的光学玻璃， 其特征在于， 包括：
1 wt% ~ 4wt%的 Nb203。
13、 根据权利要求 1所述的光学玻璃， 其特征在于， 包括：
1 wt% ~ 5wt%的 ZnO。
14、 根据权利要求 1 ~ 13任意一项所述的光学玻璃， 其特征在于， 折射率为 1.86 ~ 1.89;
阿贝数为 38.5 ~ 42.0。
15、 根据权利要求 1 ~ 13任意一项所述的光学玻璃， 其特征在于， 透射比达到 70%时， 对应的波长在 380nm以下。
16、 一种权利要求 1 ~ 15任意一项所述的光学玻璃形成的光学元件。
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