光学玻璃、光学元件和光学仪器的制作方法

本发明涉及一种光学玻璃，尤其是涉及一种折射率为1.46～1.52，阿贝数为81～89的光学玻璃。

背景技术：

1、氟磷酸盐光学玻璃作为应用较为广泛的新型玻璃材料，具有低色散、低折射率的特性，在光学系统中可消除二级光谱特殊色散，提高分辨率，明显改善光学系统成像质量。现有技术中，折射率在1.46～1.52、阿贝数在81～89范围内的氟磷酸盐光学玻璃主要应用于小口径光学系统，因此科研工作者多关注于小口径氟磷酸盐玻璃的成型和精密模压性能。

2、近年来，随着大口径精密光学设备的快速发展，大口径、高光学均匀性氟磷酸盐玻璃的需求也随之增长。现有技术中折射率在1.46～1.52、阿贝数在81～89范围内的氟磷酸盐玻璃在大口径(厚度＞20mm)成型过程中易在玻璃内部出现条纹，进而导致所制得的光学元件成像质量不佳。此外，该类型玻璃的热稳定性较差，难以实现大口径精密模压，以上问题限制了其在大口径精密光学设备中的使用。

技术实现思路

1、基于以上原因，本发明所要解决的技术问题是提供一种折射率为1.46～1.52，阿贝数为81～89，且具有优异的大口径成型性能以及具有可供大口径压型的优异热稳定性的光学玻璃。

2、本发明解决技术问题采用的技术方案是：

3、(1)光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，阳离子组分含有：p5+：7～27％；al3+：10～45％；ba2+：5～25％；sr2+：5～25％；ca2+：5～30％，

4、阴离子组分含有：f-：50～90％；o2-：10～50％。

5、(2)根据(1)所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，阳离子组分还含有：mg2+：0～15％；和/或y3+：0～10％；和/或la3+：0～10％；和/或gd3+：0～10％；和/或r+：0～10％；和/或sb3+：0～1％，所述r+为li+、na+、k+中的一种或多种。

6、(3)根据(1)所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，阴离子组分还含有：cl-：0～1％。

7、(4)光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，阳离子组分由p5+：7～27％；al3+：10～45％；ba2+：5～25％；sr2+：5～25％；ca2+：5～30％；mg2+：0～15％；y3+：0～10％；la3+：0～10％；gd3+：0～10％；r+：0～10％；sb3+：0～1％组成，所述r+为li+、na+、k+中的一种或多种，阴离子组分由f-：50～90％；o2-：10～50％；cl-：0～1％组成。

8、(5)根据(1)～(4)任一所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，满足以下4种情形中的一种或多种：

9、1)(ba2++sr2++ca2+)/ba2+为2.0～4.6，优选为2.5～4.1，更优选为3.0～3.9；

10、2)(45％-al3+)/(15％-mg2+)为0.3～5.0，优选(45％-al3+)/(15％-mg2+)为0.4～4.0，更优选(45％-al3+)/(15％-mg2+)为0.5～3.0，进一步优选(45％-al3+)/(15％-mg2+)为0.6～2.0；

11、3)(al3++mg2+)/ba2+为1.5～3.5，优选(al3++mg2+)/ba2+为2.0～3.0，更优选(al3++mg2+)/ba2+为2.3～2.7；

12、4)(45％-al3+)/(gd3++y3++la3++li+)为2.0～80.0，优选(45％-al3+)/(gd3++y3++la3++li+)为6.0～50.0，更优选(45％-al3+)/(gd3++y3++la3++li+)为8.0～35.0。

13、(6)根据(1)～(4)任一所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，其中：p5+：11～24％，优选p5+：15～20％；和/或al3+：18～40％，优选al3+：24～35％；和/或ba2+：9～21％，优选ba2+：12～19％；和/或sr2+：8～21％，优选sr2+：11～17％；和/或ca2+：10～25％，优选ca2+：15～20％；和/或mg2+：0～10％，优选mg2+：0～5％；和/或y3+：0～5％，优选y3+：0～3％；和/或la3+：0～5％，优选la3+：0～2％；和/或gd3+：0～5％，优选gd3+：0～3％；和/或r+：0～6％，优选r+：0～3％，更优选不含有r+；和/或sb3+：0～0.5％，优选sb3+：0～0.3％，所述r+为li+、na+、k+中的一种或多种。

14、(7)根据(1)～(4)任一所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，其中：f-：60～80％，优选f-：67～75％；和/或o2-：20～40％，优选o2-：25～33％；和/或cl-：0～0.5％，优选cl-：0～0.3％。

15、(8)根据(1)～(4)任一所述的光学玻璃，所述光学玻璃的折射率nd为1.46～1.52，优选折射率nd为1.47～1.51，更优选折射率nd为1.48～1.50；阿贝数νd为81～89，优选阿贝数νd为83～88，更优选阿贝数νd为84～87。

16、(9)根据(1)～(4)任一所述的光学玻璃，所述光学玻璃的λ80小于或等于340nm，优选λ80小于或等于335nm，更优选λ80小于或等于330nm，进一步优选λ80小于或等于325nm，更进一步优选λ80小于或等于320nm；和/或λ5小于或等于265nm，优选λ5小于或等于260nm，更优选λ5小于或等于255nm，进一步优选λ5小于或等于250nm，更进一步优选λ5小于或等于245nm；和/或密度ρ为3.90g/cm3以下，优选密度ρ为3.82g/cm3以下，更优选密度ρ为3.78g/cm3以下，进一步优选密度ρ为3.74g/cm3以下；和/或转变温度tg为500℃以下，优选转变温度tg为490℃以下，更优选转变温度tg为480℃以下；和/或耐酸稳定性ra为3类以上，优选耐酸稳定性ra为2类以上；和/或耐潮稳定性rc为2类以上，优选耐潮稳定性rc为1类；和/或条纹度为c级以上，优选条纹度为b级以上，更优选条纹度为a级；和/或抗析晶性能为d级以上，优选抗析晶性能为c级以上，更优选抗析晶性能为b级，进一步优选抗析晶性能为a级。

17、(10)玻璃预制件，采用(1)～(9)任一所述的光学玻璃制成。

18、(11)光学元件，采用(1)～(9)任一所述的光学玻璃制成，或采用(10)所述的玻璃预制件制成。

19、(12)光学仪器，含有(1)～(9)任一所述的光学玻璃，和/或含有(11)所述的光学元件。

20、本发明的有益效果是：通过合理设计各组分之间的含量，本发明光学玻璃在确保具有优异的光学性能的同时，还具有优异的大口径成型性能以及可供大口径压型的优异热稳定性。

技术特征：

1.光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，阳离子组分含有：p5+：7～27％；al3+：10～45％；ba2+：5～25％；sr2+：5～25％；ca2+：5～30％，

2.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，阳离子组分还含有：mg2+：0～15％；和/或y3+：0～10％；和/或la3+：0～10％；和/或gd3+：0～10％；和/或r+：0～10％；和/或sb3+：0～1％，所述r+为li+、na+、k+中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，阴离子组分还含有：cl-：0～1％。

4.光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，阳离子组分由p5+：7～27％；al3+：10～45％；ba2+：5～25％；sr2+：5～25％；ca2+：5～30％；mg2+：0～15％；y3+：0～10％；la3+：0～10％；gd3+：0～10％；r+：0～10％；sb3+：0～1％组成，所述r+为li+、na+、k+中的一种或多种，阴离子组分由f-：50～90％；o2-：10～50％；cl-：0～1％组成。

5.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，满足以下4种情形中的一种或多种：

6.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，其中：p5+：11～24％，优选p5+：15～20％；和/或al3+：18～40％，优选al3+：24～35％；和/或ba2+：9～21％，优选ba2+：12～19％；和/或sr2+：8～21％，优选sr2+：11～17％；和/或ca2+：10～25％，优选ca2+：15～20％；和/或mg2+：0～10％，优选mg2+：0～5％；和/或y3+：0～5％，优选y3+：0～3％；和/或la3+：0～5％，优选la3+：0～2％；和/或gd3+：0～5％，优选gd3+：0～3％；和/或r+：0～6％，优选r+：0～3％，更优选不含有r+；和/或sb3+：0～0.5％，优选sb3+：0～0.3％，所述r+为li+、na+、k+中的一种或多种。

7.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，其中：f-：60～80％，优选f-：67～75％；和/或o2-：20～40％，优选o2-：25～33％；和/或cl-：0～0.5％，优选cl-：0～0.3％。

8.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃的折射率nd为1.46～1.52，优选折射率nd为1.47～1.51，更优选折射率nd为1.48～1.50；阿贝数νd为81～89，优选阿贝数νd为83～88，更优选阿贝数νd为84～87。

9.根据权利要求1～3任一所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃的λ80小于或等于340nm，优选λ80小于或等于335nm，更优选λ80小于或等于330nm，进一步优选λ80小于或等于325nm，更进一步优选λ80小于或等于320nm；和/或λ5小于或等于265nm，优选λ5小于或等于260nm，更优选λ5小于或等于255nm，进一步优选λ5小于或等于250nm，更进一步优选λ5小于或等于245nm；和/或密度ρ为3.90g/cm3以下，优选密度ρ为3.82g/cm3以下，更优选密度ρ为3.78g/cm3以下，进一步优选密度ρ为3.74g/cm3以下；和/或转变温度tg为500℃以下，优选转变温度tg为490℃以下，更优选转变温度tg为480℃以下；和/或耐酸稳定性ra为3类以上，优选耐酸稳定性ra为2类以上；和/或耐潮稳定性rc为2类以上，优选耐潮稳定性rc为1类；和/或条纹度为c级以上，优选条纹度为b级以上，更优选条纹度为a级；和/或抗析晶性能为d级以上，优选抗析晶性能为c级以上，更优选抗析晶性能为b级，进一步优选抗析晶性能为a级。

10.玻璃预制件，其特征在于，采用权利要求1～9任一所述的光学玻璃制成。

11.光学元件，其特征在于，采用权利要求1～9任一所述的光学玻璃制成，或采用权利要求10所述的玻璃预制件制成。

12.光学仪器，其特征在于，含有权利要求1～9任一所述的光学玻璃，和/或含有权利要求11所述的光学元件。

技术总结
本发明提供一种光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，阳离子组分含有：P5+：7～27％；Al3+：10～45％；Ba2+：5～25％；Sr2+：5～25％；Ca2+：5～30％，阴离子组分含有：F‑：50～90％；O2‑：10～50％。通过合理设计各组分之间的含量，本发明光学玻璃在确保具有优异的光学性能的同时，还具有优异的大口径成型性能以及可供大口径压型的优异热稳定性。

技术研发人员：伍旭奕,匡波,郝良振,毛露路
受保护的技术使用者：成都光明光电股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/19