×
20.08.2013
216.012.600e

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПРОСВЕТЛЯЮЩЕГО ПОКРЫТИЯ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002490222
Дата охранного документа
20.08.2013
Аннотация: Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при изготовлении оптических компонентов, состоящих из двух и более склеенных оптических элементов. Технический результат изобретения - увеличение светопропускания склеенных оптических систем. Для снижения интенсивности отраженного света на границе раздела стекло-оптический клей предлагается наносить на оптический элемент, подлежащий склейке, просветляющие покрытия из материала с показателем преломления, определяемым из выражения n=√nn, где n - показатель преломления просветляющего слоя, n - показатель преломления стекла, n - показатель преломления оптического клея 2 ил., 2 пр.
Основные результаты: Способ нанесения просветляющего покрытия, включающий расчет толщины и показателя преломления просветляющего покрытия, выбор пленкообразующего материала, нанесение его на поверхность оптического стекла, подлежащего склейке, отличающийся тем, что показатель преломления просветляющего покрытия определяется из выражения где n - показатель преломления просветляющего слоя, n - показатель преломления стекла, n - показатель преломления оптического клея.

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при изготовлении оптических элементов, состоящих из двух и более склеенных компонентов, для получения просветляющих покрытий.

Известен способ нанесения просветляющего покрытия с целью межоперационной защиты путем нанесения на химически неустойчивые стекла пленки оксида алюминия электронно-лучевым методом оптической толщиной 120-140 нм для стекол с показателем преломления n=1,61-1,85, оптической толщиной 40-55 нм для стекол с n=1,61-1,75. Нанесенное просветляющее покрытие устойчиво, обеспечивает защиту от влаги и пятнающих агентов при центрировке и до склейки, а также предотвращает уменьшение коэффициента пропускания оптических элементов, изготовленных из стекла с показателем преломления n=1,53-1,85 и склеенных клеем с показателем преломления n=1,52-1,54, после склейки (авторское свидетельство SU 1565818 МПК C03C 17/245).

Недостаток известного способа заключается в том, что не учитываются потери световой энергии на границе раздела оптический элемент - оптический клей.

Известно, что на границе раздела двух оптические часть световой энергии отражается от преломляющей поверхности. В результате потерь на отражение в системах с большим числом преломляющих поверхностей наблюдается значительное уменьшение светопропускания системы. Лучи, многократно отраженные от преломляющих поверхностей оптической системы, помимо уменьшения интенсивности проходящего света, служат причиной появления рассеянного света, дающего побочные блики, что приводит к уменьшению контрастности изображения.

Отражение и рассеяние значительно возрастают с увеличением показателя преломления стекла. Одним из способов увеличения светопропускания оптических систем является нанесение просветляющего покрытия, которое наносится на поверхность стекла из материала с более низким показателем преломления, чем у последнего. Используются одно-, двух- или многослойные просветляющие покрытия, получаемые испарением в вакууме или нанесением из растворов легкогидролизующихся соединений, далее с этой же целью используют склейку поверхностей (Крылова Т.Н. Интерференционные покрытия. Л. Машиностроение 1973 г. стр. 37-55).

Недостаток наиболее близкого технического решения заключается в том, что не учитываются потери на отражение на границе раздела стекло - оптический клей.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение светопропускания склеенных оптических компонентов при условии изготовления одной или более линз из стекла с высоким показателем преломления (ns>l,75) путем уменьшения отражения на границе раздела стекло - оптический клей.

Поставленная задача решается тем, что при нанесении просветляющего покрытия известным способом, включающем расчет толщины и показателя преломления просветляющего слоя, выбор пленкообразующих материалов, нанесение их на поверхность стекла, подлежащего склейке, к примеру, вакуумным испарением, показатель преломления просветляющего слоя определяется из выражения

nf=√nsng, где (1)

nf - показатель преломления просветляющего слоя;

ns - показатель преломления стекла;

ng - показатель преломления оптического клея.

Заявителем не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками предлагаемого изобретения. Способ нанесения просветляющего покрытия с заявляемой совокупностью существенных признаков в известных источниках информации также не обнаружен.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:

Фиг.1 - график зависимости интенсивности отраженного света от показателя преломления стекла на границе раздела стекло - оптический клей;

Фиг.2 - изображение склеенной клиновидной пластины с «просветленной» и «непросветленной» зонами.

Интенсивность отраженного света на границе раздела стекло - оптический клей определяют по формуле Френеля:

Rsg=[(ns-ng)/(ns+ng)]2, где для нашего способа

Rsg - интенсивность света, отраженного от границы раздела стекло - оптический клей;

ns - показатель преломления высокопреломляющего стекла;

ng - показатель преломления оптического клея.

Зависимость значений интенсивности отраженного света от значений показателя преломления высокопреломляющего стекла приведена на графике (фиг.1). Значения показателя преломления высокопреломляющего стекла ns изменяются в пределах от 1,50 до 2,00 и откладываются по оси абсцисс, а по оси ординат откладываются значения коэффициентов отражения от границы раздела стекло - оптический клей Rsg, причем значение показателя преломления оптического клея принято равным 1,49 (клей Бальзамин-М). Из графика видно, что, в том случае, когда величина показателя преломления высокопреломляющего стекла превышает 1,80, интенсивность отраженного света становится более 1%. При этом следует учитывать, когда в оптическом тракте содержится большое количество склеенных компонентов, изготовленных из стекла с показателем преломления ns>1,75, потери светопропускания τ могут стать существенными за счет увеличения интенсивности отражения света на границах раздела высокопреломляющее стекло - оптический клей, на основании зависимости:

τ=100%-R

Для современных оптических систем это недопустимо.

С целью уменьшения интенсивности отраженного света на границе раздела стекло - оптический клей, предлагается наносить на поверхность стекла просветляющее покрытие из материалов с показателем преломления, определяемым из выражения

nf=√nsng,

где nf - показатель преломления просветляющего слоя;

ns - показатель преломления стекла;

ng - показатель преломления оптического клея.

Пример 1. Оптический компонент визуального наблюдательного прибора (спектральный интервал λ=430-650 нм) содержит линзы из стекла марки N-SF56HT с показателем преломления ns1=1,85 и стекла марки N-PSK3 с ns2=1,55, склеиваемые клеем бальзамин-М. Из графика, фиг.1, видно, что на поверхности раздела стекло марки N-SF56HT - клей интенсивность отраженного света составит R=1,2%, а на границе раздела стекло марки N-PSK3 - клей составит ≥0.01% (данным значением можно пренебречь). Для уменьшения отражения от границы раздела стекло марки N-SF56HT - клей бальзамин-М, согласно формулы (1), получаем nf=1,66. Наиболее близким показателем преломления обладает фторид церия (nf=1,65). Для данного вида просветляющего покрытия характерно полное подавление отражения в узком спектральном интервале λp×0.1 (где λp -центр рабочего спектрального интервала) с последующим увеличением отражения к краям рабочего диапазона.

Для оценки эффективности просветления на клиновидную пластину (с углом клина 7°) из стекла марки N-SF56HT методом испарения в вакууме была нанесена четверть волновая пленка λp/4 (для длины волны 520 нм, середина видимого диапазона спектра) фторида церия, причем одна половина поверхности была экранирована от напыления. После нанесения просветляющей пленки к данной поверхности с помощью клея бальзамин-М была приклеена другая клиновидная пластина из стекла марки N-PSK3. На фиг.2 представлено изображение склеенной клиновидной пластины с «просветленной» и «непросветленной» зонами. С левой стороны расположена зона с нанесенным просветляющим слоем, с правой стороны - зона без просветления. С правой стороны виден блик от границы раздела стекло - клей, в то время, как с левой стороны блик от границы раздела стекло - просветляющее покрытие - клей отсутствует.

Пример 2. Оптический компонент объектива для работы в видимом и ближнем ИК-диапазоне (рабочий спектральный диапазон λ=550-900 нм) содержит линзы из стекла марки N-SF66 с показателем преломления ns1=1,92 и стекла марки N-SK11 с показателем преломления ns2=1,56, склеиваемые клеем бальзамин-М. Из графика, рис.1, видно, что на границе раздела клей - стекло N-SF66 интенсивность отраженного света составит R=1,55%, потерями на интенсивность отраженного света на границе раздела клей - стекло марки N-SK11 можно пренебречь. Для увеличения светопропускания склеенного оптического компонента объектива согласно формулы (1) необходимо нанести четверть волновую пленку λp/4 (λ=680 нм) с показателем преломления nf=1,7. Вещества с таким показателем преломления не существует, поэтому предлагается для данного случая использовать двухслойное просветляющее покрытие, стоящее из двух четверть волновых слоев λ/4 (λ=680 нм), показатели преломления которых отвечают условию:

nsng=nf1nf2, (2)

где ns - показатель преломления стекла;

ng - показатель преломления оптического клея;

nf1 nf2 - показатели преломления просветляющих пленок.

(Физика тонких пленок, под ред Г. Хааса З.Э. Туна том 2 Издательство Мир. М. 1967. 396 стр.)

Применение двухслойной системы позволяет, во-первых, снять ограничение по использованию материалов и, во-вторых, расширить область подавления интенсивности отраженного света до значений λp/4×0,6. Из выражения (2) находим значения nf1=1,65 (фторид церия), nf2=1,75 (оксид иттрия).

Предлагаемый способ получения просветляющих покрытий уменьшает интенсивность отраженного света, при этом увеличивает светопропускание склеенных оптических компонентов.

Способ нанесения просветляющего покрытия, включающий расчет толщины и показателя преломления просветляющего покрытия, выбор пленкообразующего материала, нанесение его на поверхность оптического стекла, подлежащего склейке, отличающийся тем, что показатель преломления просветляющего покрытия определяется из выражения где n - показатель преломления просветляющего слоя, n - показатель преломления стекла, n - показатель преломления оптического клея.
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПРОСВЕТЛЯЮЩЕГО ПОКРЫТИЯ
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПРОСВЕТЛЯЮЩЕГО ПОКРЫТИЯ
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПРОСВЕТЛЯЮЩЕГО ПОКРЫТИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-8 of 8 items.
10.01.2013
№216.012.1a2a

Катадиоптрический телескоп

Катадиоптрический телескоп может быть использован для наблюдений Солнца, Луны и планет. Телескоп содержит установленные по ходу луча главное вогнутое сферическое зеркало, корректирующий элемент, включающий две одиночные линзы из разных марок стекла с квазиблизкими в видимой области спектра...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472190
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1de4

Импульсный электронно-оптический преобразователь

Изобретение относится к области электротехники. Техническим результатом является повышение стабильности яркости свечения экрана и разрешающей способности устройства в широком диапазоне температур окружающей среды, характеристик блока вакуумного и значений освещенности фотокатода. Импульсный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473146
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.02.2013
№216.012.281c

Устройство катадиоптрического телескопа

Устройство содержит главное сферическое зеркало, жестко закрепленное на втулке с явно выраженными упругими лепестками, корректирующий элемент, выполняющий роль вторичного зеркала и имеющий радиальные юстировочные зазоры в парах: отражательная линза - оправа и прокладное кольцо - оправа,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475788
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.08.2013
№216.012.5d25

Герметизирующая композиция

Изобретение относится к герметизирующим композициям и может использоваться в оптическом приборостроении для герметизации приборов, эксплуатируемых при высокой и низкой температурах. Композиция содержит, масс.%:, церезин - 28,5; канифоль сосновую - 9,5; воск пчелиный - 28,5; петролатум - 30,0;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489466
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.11.2013
№216.012.7fb2

Зеркально-линзовый объектив

Объектив может быть использован для визуального наблюдения, фото и видео регистрации. Объектив содержит расположенные по ходу лучей четыре компонента: главное зеркало, вторичное зеркало с внутренним отражением, расположенный вблизи плоскости промежуточного изображения третий компонент и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498363
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.01.2018
№218.016.1af8

Лазерный имитатор стрельбы

Изобретение относится к лазерным учебно-тренировочным средствам и может быть использовано для имитации стрельбы из стрелкового оружия. Лазерный имитатор стрельбы содержит оптически связанные лазер, транспарант и объектив. Транспарант установлен в фокальной плоскости объектива и имеет N зон, где...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635901
Дата охранного документа: 16.11.2017
11.03.2019
№219.016.dd3d

Катадиоптрический телескоп

Телескоп может быть использован в серийных малогабаритных устройствах, работающих с приборами зарядовой связи для проведения астрофотографических, спектральных, фотометрических наблюдений небесных объектов в широкой области спектра, для изучения астроклимата, а также в серийных фотовизуальных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002443005
Дата охранного документа: 20.02.2012
18.05.2019
№219.017.5aa7

Апохроматический объектив (варианты)

Объектив может быть использован в астрономических телескопах для визуального наблюдения и фотографирования. Объектив состоит из трех компонентов. Первый компонент - одиночная двояковыпуклая линза (1). Второй состоит из двояковыпуклой (2), двояковогнутой (3) линз и положительного мениска (4)....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002433432
Дата охранного документа: 10.11.2011
Showing 1-8 of 8 items.
10.01.2013
№216.012.1a2a

Катадиоптрический телескоп

Катадиоптрический телескоп может быть использован для наблюдений Солнца, Луны и планет. Телескоп содержит установленные по ходу луча главное вогнутое сферическое зеркало, корректирующий элемент, включающий две одиночные линзы из разных марок стекла с квазиблизкими в видимой области спектра...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472190
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1de4

Импульсный электронно-оптический преобразователь

Изобретение относится к области электротехники. Техническим результатом является повышение стабильности яркости свечения экрана и разрешающей способности устройства в широком диапазоне температур окружающей среды, характеристик блока вакуумного и значений освещенности фотокатода. Импульсный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473146
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.02.2013
№216.012.281c

Устройство катадиоптрического телескопа

Устройство содержит главное сферическое зеркало, жестко закрепленное на втулке с явно выраженными упругими лепестками, корректирующий элемент, выполняющий роль вторичного зеркала и имеющий радиальные юстировочные зазоры в парах: отражательная линза - оправа и прокладное кольцо - оправа,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475788
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.08.2013
№216.012.5d25

Герметизирующая композиция

Изобретение относится к герметизирующим композициям и может использоваться в оптическом приборостроении для герметизации приборов, эксплуатируемых при высокой и низкой температурах. Композиция содержит, масс.%:, церезин - 28,5; канифоль сосновую - 9,5; воск пчелиный - 28,5; петролатум - 30,0;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489466
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.11.2013
№216.012.7fb2

Зеркально-линзовый объектив

Объектив может быть использован для визуального наблюдения, фото и видео регистрации. Объектив содержит расположенные по ходу лучей четыре компонента: главное зеркало, вторичное зеркало с внутренним отражением, расположенный вблизи плоскости промежуточного изображения третий компонент и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498363
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.01.2018
№218.016.1af8

Лазерный имитатор стрельбы

Изобретение относится к лазерным учебно-тренировочным средствам и может быть использовано для имитации стрельбы из стрелкового оружия. Лазерный имитатор стрельбы содержит оптически связанные лазер, транспарант и объектив. Транспарант установлен в фокальной плоскости объектива и имеет N зон, где...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635901
Дата охранного документа: 16.11.2017
13.07.2018
№218.016.70e9

Способ и устройство формирования микроканалов на подложках из оптического стекла, оптических кристаллов и полупроводниковых материалов фемтосекундными импульсами лазерного излучения

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к лазерной микрообработке и может быть использовано для формирования микроканалов на поверхности подложек из стекла, кристаллов и полупроводниковых материалов при изготовлении оптических шкал, сеток, решеток и других...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002661165
Дата охранного документа: 12.07.2018
09.11.2018
№218.016.9bfe

Способ определения толщин слоев многослойного покрытия в процессе напыления оптических элементов

Изобретение относится к установкам для напыления в вакууме многослойных покрытий различных оптических элементов и может быть использовано для контроля толщины покрытий в широком спектральном диапазоне в процессе их напыления. Способ определения толщин слоев включает расчет толщин слоев для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671927
Дата охранного документа: 07.11.2018
+ добавить свой РИД