DD214838A1 - Verfahren zur herstellung von optiken mit brechzahlgradienten - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von korrigierten optischen Bauelementen mit Brechzahlgradienten. Moegliche Anwendungsgebiete sind die Herstellung optischer Linsen und Linsensysteme. Mit der Erfindung soll ein Verfahren gefunden werden, das die Herstellung von optischen Bauelementen gestattet, die durch Erzeugung von Brechzahlgradienten keine oder nur geringe geometrische Bildfehler aufweisen. Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe dadurch geloest, dass nach herkoemmlicher Technik hergestellte Linsen durch Einwirken von Temperaturgradienten zwischen verschiedenen Punkten oder Bereichen der Linsen thermisch nachbehandelt werden.Es konnte festgestellt werden, dass in den Linsen waehrend der thermischen Nachbehandlung Thermotransportvorgaenge stattfinden, als deren Ergebnisse Brechzahlgradienten entstehen.
Description
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von korrigierten optischen Bauelementen mit Brechzahlgradienten. Mögliche Anwendungsgebiete sind die Herstellung optischer Linsen und Linsensysteme.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Bs ist bekannt, daß optische Linsen durch sphärisches Schleifen und Polieren aus Glas hergestellt werden können. Diese Linsen weisen verschiedene geometrische Bildfehler auf: sphärische Aberration, Koma, Astigmatismus, Bildfeldwölbung und Verzeichnung (z. B. A.· Recknagel; Physik. Optik, Berlin 1962). Die Korrektur dieser Fehler ist möglich, indem statt einzelner Linsen jeweils Linsensysteme verwendet werden, die aus mehreren Linsen bestehen. Das erfordert jedoch einerseits einen großen Materialeinsatz und Arbeitsaufwand, andererseits hohe mechanische Präzision bei der Montage der Linsensysteme. Die Bildfehler treten nicht auf bzw. können vernachlässigt werden, wenn statt optisch homogenen Glaskörpern solche mit Brechzahlgradienten verwendet werden. Bisherige Versuche, Brechzahlgradienten in Linsen durch Ionenaustausch zu erzeugen, brachten nur teilweise den gewünschten Erfolg (DE-PS 1913358, DE-OS 2263501, US-PS 3827785).
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist die Herateilung von Linsen, die keine oder nur geringe geometrische Bildfehler aufweisen.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Yerfahren zu finden, das die Herstellung von optischen Bauelementen gestattet, die durch Erzeugung von Brechzahlgradienten keine oder nur geringe geometrische Bildfehler aufweisen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß nach herkömmlicher Technik hergestellte Linsen durch Einwirken von Temperaturgradienten zwischen verschiedenen Punkten oder Bereichen der Linsen thermisch nachbehandelt werden. Es konnte festgestellt werden, daß in den Linsen während der thermischen nachbehandlung Thermotransportvorgänge stattfinden, als deren Ergebnisse Breishzählgradiehten entstehen. Dadurch konnten einige Bildfehler beseitigt, andere verringert werden (jeweils abhängig von der Temperaturbehandlung) . Damit konnten Optiken hergestellt werden, die nur die Hälfte oder ein Drittel so viele Linsen enthielten wie Yergleichsoptiken, die mit nach herkömmlichen Verfahren hergestellten Linsen bestückt waren und die die selben optischen Parameter aufweisen wie die Yergleichsoptiken.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird durch folgende Ausführungsbeispiele noch näher erläutert, wobei die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist,
Eine Sammellinse (Glaszusammensetzung in Gewichts-%: 71 SiO2, 11 B2O3, 15 Ia2O, 2 K3O, 1 BaO, Brennweite f = 25 nun) zeigte eine starke sphärische Aberration, die nur durch Einsatz einer zusätzlichen Zerstreuungslinse korrigiert werden konnte.
Die Sammellinse wird nach der Erfindung auf beiden Seiten in der Mitte mit einem Kühlkörper (Durchmesser 9 mm, Temperatur 417 0C) und auf dem Umfang mit einem Heizring (Breite 2 mm, Temperatur 552 0C) kontaktiert. Diese Anordnung wird 29 h in einem Wärmeschrank bei 305 0G belassen. Infolge des zwischen Linsenmitte und Linsenumfang auftretenden Temperaturgradienten wird ein Uatriumthermotransport bewirkt. Uach langsamer vollständiger Abkühlung weist die Linse einen Brechzahlgradienten in radialer Richtung auf und die sphärische Aberration ist vollständig beseitigt.
Eine planparallele polierte Glasplatte (Glaszusammensetzung in Gewichts-%: 64 SiO2, 5 ^2Q-, 16 BaO, 4 ZnO, 11 Ua2O, Durchmesser 40 mm, Dicke 6 mm) wird in der Mitte auf beiden Seiten mit einem Kühlkörper (Durchmesser 9 mm, Temperatur 445 0G) und auf der Mantelfläche mit einem Heizring (Breite 6 mm, Temperatur 545 0C) kontaktiert.
Sie wird für 32 h in einem Wärmeachrank bei 320 0C gehalten. Infolge des Temperaturgradienten zwischen Plattenmitte und Plattenseitenfläche wird Hatriumthermotransport induziert. Hach langsamer vollständiger Abkühlung weist die Platte einen radialen Brechzahlgradienten auf und hat die Wirkung einer Zerstreuungslinse mit einer Brennweite von fs- 245 mm.
Eine planparallele polierte Glasplatte (Abmessungen und Zusammensetzung wie in Beispiel 2) wird in der Mitte auf beiden Seiten mit einer Heizplatte (Durchmesser 6 mm, Temperatur 552 0C) und auf der Mantelfläche mit einem Kiihlring (Breite 6 mm, Temperatur 424 0C) kontaktiert. Sie wird für 27 h in einem Wärmeschrank bei 335 0C belassen. Infolge des zwischen Plattenmitte und Plattenmantel wirkenden Temperatürgradienten wird ein Uatriumthermotransport induziert . Bach langsamer vollständiger Abkühlung weist die Platte einen radialen Brechzahlgradienten auf und hat die Wirkung einer Sammellinse mit einer Brennweite von f = 320 mm,
Aus drei im Temperaturgradienten behandelten Linsen (zwei Sammellinsen: heiße Seite außen, eine Zerstreuungslinse : kalte Seite außen) wird ein Fotoobjektiv zusammengebaut. Es besitzt eine Brennweite von 50 mm und eine Lichtstärke von 2,0.
Ea zeigt sich, daß dieses Objektiv dieselben Abbildungaeigenschaften (Brennweite, Lichtstärke, Schärfe, Verzeichnungsfreiheit und Bildbrillanz) aufweist wie ein anderes Fotoobjektiv, das aus sechs nach herkömmlichen Verfahren hergestellten Linsen (drei Sammel-, drei Zerstreuungslinsen) aufgebaut ist.
Aus einer im Temperaturgradienten behandelten Sammellinse sowie aus einer Sammel- und einer Zerstreuungslinse (beide thermisch unbehandelt) wird ein Fotoobjektiv zusammengebaut. Es besitzt eine Brennweite von 300 mm und eine Lichtstärke von 4,5. Ss zeigt sich, daß dieses Objektiv dieselben Abbildungseigenschaften aufweist, wie ein anderes Fotoobjektiv, das aus denselben Linsen (die eine Sammellinse jedoch ebenfalls thermisch unbehandelt) und einer zusätzlichen Zerstreuungslinse besteht.
Claims (2)
- Erfindungsanapruch -1. Verfahren zur Herstellung von korrigierten optischen Bauelementen mit Brechzahlgradienten, dadurch gekennzeichnet, daß homogene Glaskörper durch Anlegen eines Temperaturgradienten thermisch nachbehandelt werden.
- 2. Verfahren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß planparallele Glasscheiben thermisch nachbehandelt werden.
Priority Applications (1)
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| DD83250014A DD214838A1 (de) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | Verfahren zur herstellung von optiken mit brechzahlgradienten |
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Publications (1)
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| DD214838A1 true DD214838A1 (de) | 1984-10-24 |
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ID=5546589
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Country Status (1)
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1983
- 1983-04-20 DD DD83250014A patent/DD214838A1/de not_active IP Right Cessation
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