DD156476A3 - Optisches fluoridfreies kronglas mit niedriger thermooptischer konstante - Google Patents

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DD156476A3
DD156476A3 DD21947880A DD21947880A DD156476A3 DD 156476 A3 DD156476 A3 DD 156476A3 DD 21947880 A DD21947880 A DD 21947880A DD 21947880 A DD21947880 A DD 21947880A DD 156476 A3 DD156476 A3 DD 156476A3
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Wolfgang Goetz
Astrid Schoepe
Doerte Stachel
Klaus Gerth
Guenter Ellguth
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Wolfgang Goetz
Astrid Schoepe
Doerte Stachel
Klaus Gerth
Guenter Ellguth
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/16Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus
    • C03C3/17Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus containing aluminium or beryllium

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Abstract

Optisches fluoridfreies Kronglas mit niedriger thermooptischer Konstante zur Herstellung von optischen Bauelementen mit minimaler Wellenaberration. Auf der Basis eines Ba-K-Metaphosphatgrundglases ist es moeglich, durch Zusaetze oder Substitution optisch klare Glaeser zu erschmelzen, die sich durch: -niedrige thermooptische Konstante, -n tief e =1,54...1,58 und v tief e =59...69, -gute chemische Bestaendigkeit, -hohe Lichttransmission und andere guenstige Eigenschaften auszeichnen. Der Einsatz der der Erfindung zugrunde liegenden Glaeser kann vorzugsweise im wissenschaftlichen Geraetebau erfolgen.

Description

-ι- 2194 78
Titel der Erfindung
Optisches fluoridfreies Kronglas mit niedriger thermooptischer Konstante
Anwendungsgebiet, der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein optisches fluoridfreies Kronglas mit niedriger thermooptischer Konstante in einem Brechzahlbereich von η = 1,54 ... 1,58 und einer Abbe-Zahl von ν = 59 ... 69 zur Herstellung von optischen Bauelementen, die vorzugsweise in inhomogenen Temperaturfeldern bei minimaler Wellenaberration eingesetzt werden können.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Zur Zeit ist kein optisches Glas bekannt, das im Bereich der Phosphatschwerkrone mit η = 1,54 ... 1,58 und ν = 59...69 liegend eine niedrige thermooptische Konstante aufweist.
Bekannte Gläser mit weitgehend temperaturunabhängiger optischer Weglänge liegen zumeist im Gebiet der Schwerflinte, Schwerstflinte bzw. Fluorkrone und Fluorphosphatkrone.
Bekannten technischen Lösungen der UdSSR SU-551275; SU-404790 und BRD BRD-AS 2435554 zufolge wird die niedrige thermooptische Konstante vor allem durch hohe Gehalte an BaO bzw. PbO oder Cs2O in einem P 05-Grundglas hervorgerufen. Durch die in den genannten Patentschriften angegebenen chemischen Zusammensetzungen wird die optische Lage dieser Gläser
bestimmt. Das in der BRD eingesetzte Nb2O5 von 6 ... 12 Ma% bewirkt lediglich eine Verschiebung der optischen Lage in Richtung der SSK, während bei einem Gehalt von weniger als 40 Ma% BaO die therrnooptische Konstante ansteigt und hohe positive Werte annimmt.
Ziel der Erfindung
Das. Ziel der Erfindung besteht in der Synthese neuartiger optischer Gläser mit η = 1,54 ... 1,58 und ν = 59 ... 6 mit niedriger thermooptischer Konstante W
W β Ot, (n - I)' + S
06 - thermische lineare Ausdehnung
- Temperaturkoeffizient der Brechzahl
die eine breite Anwendung, vorwiegend im wissenschaftlichen Gerätebau, ermöglichen. '
Darlegung des Wesens der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, neue optische Gläser im Bereich der Phosphatschwerkrone mit niedriger thermooptischer Konstante und damit gleichzeitig minimaler Wellenaberration herzustellenf die auf Grund ihrer Zusammensetzung folgende Eigenschaften besitzen:
- niedrige Thermooptische Konstante
- gute chemische Beständigkeit
- ne = 1,54 ... 1,58 und ν = 59 ... 69 zur Schließung einer Lücke im n_/v -Diagramm
- hohe Lichttransmission im sichtbaren Spektralgebiet
- gute Schmelzbarkeit
- geringe Verdampfungsverluste bei der Schmelze
- geringe Kristallisationsneigung
- niedrige spannungsoptische Konstante
21 947 8 3
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß diese Gläser ausschließlich aus Metaphosphaten, mit Ausnahme der Läutermittel und stabilisierenden Zusätze, erschmolzen werden. Dabei wird die thermooptische Konstante W durch große Ionen geringer Feldstärke, wie z. B. Kalium, sehr günstig beeinflußt.
Sowohl die optische Lage als auch die Größe der thermooptischen Konstante werden durch das Mengenverhältnis von Ba(PO~)p :.KPOo bestimmt, wobei Barium teilweise durch Rb, Tl, Bi, Ca, Zn, Pb und Sr ersetzt werden kann, ohne daß sich die günstigen Eigenschaften dieser Gläser verschlechtern. Das gilt ^insbesondere für die thermooptische Konstante« Das Aluminium in diesen Gläsern läßt sich mit Vorteil durch größere dreiwertige Ionen vollständig oder teilweise ersetzen, . wie z. B. Y, Ga, In, Gd, oder Sc, während Zusätze von As, Te, Ge, oder Th sich sowohl zur Stabilisierung der Gläser als auch der gezielten Änderung der optischen Lage ohne Einbuße der niedrigen thermooptischen Konstante und der anderen günstigen Eigenschaften eignen.
Da die Blasenhaltigkeit von reinen Metaphosphatschmelzen im allgemeinen sehr hoch ist, macht sich der Zusatz von Läutermitteln erforderlich. Dazu können Ba(NOO2, KNO^ und Gemische von KtlOo/ASoOo gemeinsam oder einzeln dienen.
Ausführungsbeispiel
Die speziellen Möglichkeiten dieser Gläser liegen bezüglich ihres Einsatzes in einem Bereich, in dem bisher keine technischen Lösungen bekannt geworden sind. Weiterhin werden durch diese Gläser Einsatzgebiete eröffnet, wo athermales Verhalten erforderlich ist, d. h. wo durch Temperatureinwirkung auftretende Brechzahländerungen im Glas kompensiert werden und damit Abbildungsunschärfen vermieden werden. Außerdem besitzen diese Gläser eine relativ niedrige spannungsoptische Konstante, die im wissenschaftlichen Gerätebau teilweise erforderlich ist, wie auch die diesen Gläsern arteigene hohe thermische Ausdehnung.
1 2 3 4 5 6?8 9" 1,548 1,561 1,557 1,540 1,580 1,574 1,540 1,546 1,56 66,5 6552 69,0 65,2 59,0 63,5 68,5 65,0 63,0
-2 -8 +6 iO -4 -10 -8 +1 +8.
135 132 128 123 133 134 116 120 121
)2 51S8 46,0 40,3 43,3 42,4 34,0 40,0 42,0 33,5
)2 - - 4,6 - 12,0 - .
Pb(po3)2 - - ~ - 13,1 -. - . -
JaX^PUq Jp — . — , — — . -·. · . — · ~ - ."" "" -
KPO3 18,8 23,5 23,0 23,5 17,1 15,0 50,0 15,0 15,0
Al(P03)3.24,4 » . 23,0 24,1 23,2 - .. - 26,0 23,0
Y(PO3O3 - 25,5 - - . - 50,0 -
o/o "™ *™ "°" "™* "™* . "" .""*
3)4 ~ - ~ - ' - - 10,0
TeO2 - - 10,0 - - - ' -
As2O3 '-. 2,5 .- ' - . -
Ba(N03)2 5,0 - 3,7 2,5 4,2 1,0 -
KM)3 ' - 2,5 .-.. 2,0 - -
SE (TGL) 11 1 111
VK (TGI4) 1-2 1-2 1-2 .1-2 ; -1-2 1-2
— . 10,0
_
- 0,5
1 1
1 1-2
21 9478 5
10 11 12 13 14 . 15 16 17 18 ne 1,580 1,544 1,5^1 1,553 1,544 1,558 1,546 1,540 1,554
ve - 59,5 61,2 65,5 64,6 63,4 64,7 64,0 63,9 59,0
K-1 -10 -7 +23 -15 +6 +2 -6 -20 -18
K-1 118 124 117 144 118 118 133 130 147
Ba(P03)2 31,7 54,0 40,3 45,0 49,0 30,0 48,0 42,5 35,0 - - . - 6,0
. Zn(PO3)2 - - - - 13,0 -
Pb(P03)2 - - - - - - 13,5.-13,5
Bi(P03)2 20,0 - - - - 5,5 2,0 - 10,0 -
KPO3 25,3 28,0 23,0 15,0 15,0 26,0 23,5 36,0 22,5
RbPOo - - - - 10,0 - - - - -
A1(PO3)3 23,0 - 23,0 23,0 23,0 23,0 - - 23,0
3)3 - - - - 13,0 -
Gd(PO3)3 - _.._ - - - - 11,0
In(PO3)3 - 13,0 - - . - . - · ;- -
GeO2 - - 10,0 - - . .-
) 2 3 ~ — — 1,0— —. — — —
Ba(HO3)2 - -. 3,7 - - 0,5 - 0,5 -
MO3 - 5,0 - - - -
SK(TGL) - - .1 -1 - - .-
VK(TGL) - - 1-2 - 1-2 -

Claims (1)

  1. Erf induners ansprach
    Optisches fluoridfreies Kronglas mit η = 1,54—1,58 und V = 59jO~69sO wit' niedriger thermooptischer Eonstante, guter chemischer Beständigkeit, hoher Lichttransinission im sichtbaren Spektralbereich und niedriger.spannungsoptischer Konstante, gekennzeichnet dadurch, daß es folgende Zusammensetzungen aufweist:
    Ba (PO3)^ 30,0-54,0 Masse % Sr (PO3)^ 0-12,0 "
    Ca (P03)2: 0-18,0 "
    Zn (POO2 0-13,0 "
    EPO3 15,0-50,0 "
    RbPO3 0-10,0 "
    Bi (PO3)3 0-20,0 "
    I (PO3)3 0-5OjO "
    Sc (PO3)3 0-13jO "
    Gd (PO3)^ . 0-11,0 "
    In (POOo 0-13,0 "
    Ga (PO3)3 0-15,0 "
    •Dh (PO3)4 0-10,0 "
    GeO2 0-1Q,0 "
    As2O3 0-10,0 "·
    Ba (NOo)2 O- 5,0 "
    O- 5,0 ."
    zusätzlich, die Glaskomponenten
    Al (POO0 · 23,0-26,0 Masse % und/oder
    Pb (P03)2 13,0-13,5 " ·
    enthalten kann»
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US3281253A (en) * 1963-03-28 1966-10-25 Bausch & Lomb Optical glass
DE1596854A1 (de) * 1967-02-23 1971-03-25 Jenaer Glaswerk Schott & Gen Verwendung eines Glases als optisches Glas mit weitgehend temperaturunabhaengiger optischer Weglaenge
JPS5378217A (en) * 1976-12-22 1978-07-11 Hoya Glass Works Ltd Phosphate optical glass through which light beam length beeing little dependnt on temperature

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