Результат интеллектуальной деятельности: ОПТИЧЕСКОЕ СТЕКЛО ТИПА КУРЦ-ФЛИНТ

Изобретение относится к производству стекла, а именно к составам оптических стекол типа особых флинтов с показателем преломления Пд=1,51-1,58, числом Аббе 53-57 и пониженной относительной частной дисперсией. Такие стекла пригодны для создания пары стекол в светосильных двухлинзовых объективах-апохроматах.

Для создания двухлинзовых объективов-апохроматов большой светосилы оптикам требуется два оптических стекла с максимально большой разницей чисел Аббе при минимальной разнице относительных частных дисперсий

Одним из этих стекол выбрано серийное стекло с уникальными характеристиками - особый крон ОК4 («Оптическое стекло. Каталог». ОАО «Лыткаринский завод оптического стекла», 2000 г.). У него показатель преломления n_e=1,4485, число Аббе ν_e=91,53, относительные частные дисперсии , , P_g,F=0,5308. Однако, среди каталожных отечественных стекол, в частности среди особых флинтов, пары ему не находится.

Из зарубежных аналогов известно оптическое стекло с аномальной частной дисперсией (патент ГДР №160307, опубликован 01.06.83 г.), содержащее (в масс.%): B₂O₃ 73-87; Li₂O и/или Na₂O 3-5; Al₂O₃ 4-9; CaO 2-5 и, возможно, MgO, ZnO, PbO, La₂O₃, ZrO₂, Ta₂O₅. Из-за высокого содержания оксида бора и отсутствия оксида кремния стекло не обладает достаточной химической стойкостью и практически трудноприменимо. Известно также алюмоборосиликатное оптическое стекло с аномальной частной дисперсией (патент DE №1303171, опубликован 25.11.71 г.), содержащее (в масс.%):

SiO₂ 21,9-40; B₂O₃ 24-34; Al₂O₃ 3,8-13; Li₂O 2-10; Ta₂O₅ 2,8-20,8; ZnO 0-5,1; ZrO₂ 0-7,5; Na₂O 0-12; WO₃ 0-15; PbO 0-7; Nb₂O₅ 1-16; K₂O 0-2.

Стекло имеет n_e=1,52-1,64, ν_e=40-60, однако, оно не имеет необходимой величины отрицательного аномального отклонения частной дисперсии.

Ближайшим к предлагаемому стеклу по составу и назначению является особый курц-флинт по патенту DE 19924520 C1, опубликован 28.05.1999 г., содержащий (в масс.%):

SiO₂ 15-25; B₂O₃ 45-55; Al₂O₃ 8-13; CaO 2-8; ZnO 0-5; суммарно CaO+ZnO 2-10; Na₂O 0-4; K₂O 0-4; Li₂O 0-4; суммарно Na₂O+K₂O+Li₂O 3-8; Nb₂O₅ 0-4,8; Ta₂O₅ 10-17; суммарно Nb₂O₅+Ta₂O₅ 10-17; ZrO₂ 0-7; суммарно ZrO₂+Ta₂O₅ 10-18 и, факультативно, La₂O₃ 0-14; SnO₂ 0-2.

Стекло сбалансировано по составу и имеет показатель преломления n_d=1,52-1,57, число Аббе ν_d=50-57, относительную частную дисперсию P_g,F=0,5375-0,5496.

Как видим, у стекла относительно высокие значения относительной частой дисперсии сравнительно с ОК-4.

Задачей изобретения является понижение значений относительных частных дисперсий в синей области спектра до величин, близких к стеклу марки ОК4, и расширение возможностей предлагаемого курц-флинта при создании пары стекол со стеклом ОК4 для светосильных объективов-апохроматов.

Задача решается тем, что в оптическом стекле типа курц-флинт, содержащем, как и прототип, SiO₂, B₂O₃, Al₂O₃, K₂O, Na₂O, ZnO, CaO, ZrO₂, Ta₂O₅, дополнительно введены GeO₂ и As₂O₃ при следующем соотношении компонентов (в масс.%):

Введение в стекло оксида германия в указанном количестве, а также уменьшение доли оксида алюминия с частичным компенсированием этой доли за счет оксида мышьяка ведет к понижению относительных частных дисперсий.

Конкретные составы синтезированных стекол и их основные характеристики приведены в таблице 1.

Стекла были сварены в платиновом тигле из материалов высокой степени чистоты: кварцевой муки, борной кислоты, гидроокиси алюминия, двуокиси циркония, двуокиси германия, окиси цинка, углекислого кальция, калия азотнокислого, натрия углекислого, пятиокиси тантала, трехокиси мышьяка. Температура варки составляла 1450-1470°C. Было получено стекло оптического качества. Химстойкость стекла - группа A-II. Температура отжига Tg - 480-500°C.

Ниже приводится сравнительная таблица оптических характеристик прототипного стекла, предлагаемого стекла и стекла марки ОК4.

Таблица 2 Оптические характеристики Прототип DE 19924520 Предлагаемое стекло ОК4 nd 1,52-1,57 1,5058-1,5875 1,447341 νd 50-57 55,36-59,34 92,05 Pg,F 0,5375-0,5496 0,5204-0,5306 0,5308 отсутствует 0,4700-0,4849 0,4747 отсутствует 0,500-0,512 0,5069

Как видно из сравнительных данных, в предложенном стекле значительно понижена относительная частная дисперсия , так что она приближается к значению P_g,F стекла ОК4, а по относительным частным дисперсиям и они практически совпадают. Таким образом, технический результат достигнут.