[发明专利]一种无色光学玻璃及其玻璃预制件、元件和仪器

说明书

本发明公开了一种无色光学玻璃及其预制件、元件和仪器，解决了现有技术中为了克服La₂O₃含量过高导致对折射率、色散、析晶上限温度等性能造成的影响需要提高玻璃生产成本的问题。本发明按照wt％计，包括：B₂O₃ 25～45t％；La₂O₃ 30～50t％；Gd₂O₃ 0～10t％；Y₂O₃ 3～20t％；其中，所述Gd₂O₃与La₂O₃的比值为0.01～0.3。本发明通过组成和配比的合理优化，能在提高折射率/降低色散的同时，减少Gd₂O₃和Ta₂O₅的使用量，减少成本，并有效保证玻璃的析晶上限温度不升高，成玻璃性更好，在熔制过程不易产生玻璃气泡，并且还保证良好的光学性能和成型性能。

技术领域

本发明涉及玻璃领域，具体涉及一种无色光学玻璃及其预制件、元件和仪器。

背景技术

近来在使用光学系统的设备中对于更高度的集成与功能提升有着快速的发展趋势，并且逐渐希望减少光学系统的重量和尺寸。为了实现这种愿望，使用由高性能玻璃制成的非球面透镜的光学设计正成为主流。通常，将这种玻璃加热到成形可允许的温度，然后通过精密模压成形，从而生产非球面透镜。特别地，尽管近来使用的大孔径透镜是球面透镜，但为了进一步提升功能，正由更大孔径的非球面透镜来替代这些透镜。日益需要供生产这些透镜之用的高性能玻璃具有高折射率和低色散特性。认为各种含B₂O₃和La₂O₃作为主要组分的玻璃是迄今所使用的满足这些要求并具有高折射率和低色散特性的玻璃。

然而，迄今所用的那些玻璃具有它们通常具有高成形温度的问题。高成形温度引起下列问题：

用于高精密模压的模具，其性能要求为：能够以高表面精度进行加工并且能够在成形温度下不改变。因此，该模具一般由一种超硬合金WC制成，并且，还在其表面上涂有作为分离膜的金属，用于防止模具粘附玻璃。然而，即使涂有分离膜，该模具对循环重复的抗力也会随着成形温度的升高而降低，因此，希望能够在较低温度下进行模压成形，保证模具对循环重复的抗力。

为了克服上述与高成形温度有关的问题，现有技术中已经提出了各种通称为光学玻璃的玻璃，该玻璃包括作为主要组分的B₂O₃、La₂O₃和Li₂O，同时，该玻璃具有低屈服点。然而，这些玻璃每种的设计重点是在化学稳定性、耐热失透性和低压制成形温度特性上，并且基本不含有超过30％的稀土元素，例如La₂O₃。因此，这类玻璃容易在高温成形过程中，如浇铸或坯块成形期间失透。