CN107922241A - 光学玻璃及光学元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在降低Gd2O3、Ta2O5的含量的同时适于通过精密压制成型得到的表面品质良好的光学元件的制造的玻璃等。一种光学玻璃,按氧化物基准,在将用质量%表示的玻璃成分的含量分别设为C(SiO2)、C(B2O3)等,将各成分的化学式量分别设为M(SiO2)、M(B2O3)等,设为A1=‑550C(SiO2)‑500C(B2O3)‑450C(Al2O3)+100C(Li2O)‑280C(Na2O)‑300C(K2O)‑300C(MgO)‑100C(SrO)+50C(ZnO)+200C(La2O3)+150C(Gd2O3)+250C(Y2O3)+250C(ZrO2)+400C(Nb2O5)+300C(WO3),A2=0.4C(SiO2)+0.8C(B2O3)+0.1C(Al2O3)‑0.3C(Li2O)‑0.5C(Na2O)‑0.5C(K2O)‑0.3C(MgO)‑0.2C(CaO)‑0.3C(SrO)‑0.05C(BaO)‑0.6C(ZnO)‑0.2C(La2O3)‑0.2C(Gd2O3)‑0.2C(Y2O3)‑C(ZrO2)‑2C(Nb2O5)‑2C(WO3),A3=20C(Li2O)+12C(Na2O)+10C(K2O)+2C(ZnO)‑2C(BaO)‑3C(SiO2)‑3C(B2O3)‑3C(ZrO2)‑C(Ta2O5)‑2C(Al2O3),A4=2×{C(B2O3)/M(B2O3)}×[{C(MgO)/M(MgO)}+{C(CaO)/M(CaO)}+{C(SrO)/M(SrO)}+{C(BaO)/M(BaO)}+2×{C(Li2O)/M(Li2O)}+2×{C(Na2O)/M(Na2O)}+2×{C(K2O)/M(K2O)}]/[{C(SiO2)/M(SiO2)}+2×{C(Al2O3)/M(Al2O3)}+2×{C(La2O3)/M(La2O3)}+2×{C(Gd2O3)/M(Gd2O3)}+2×{C(Y2O3)/M(Y2O3)}+{C(ZrO2)/M(ZrO2)}+{C(ZnO)/M(ZnO)}+2×{C(Nb2O5)/M(Nb2O5)}]时,A1为‑18000以上且‑7000以下,A2为‑1以上且15以下,A3为‑64以上,A4为0.58以下,C(BaO)为10以下,C(Gd2O3)为4以下,C(Ta2O5)小于3。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学玻璃及光学元件。
背景技术
在专利文献1~7中,公开了一种折射率nd为1.65~1.72、阿贝数νd在50~57附近的光学玻璃。这些玻璃在光学玻璃中也属于玻璃化转变温度低的种类,具有在低温时软化的性质即低温软化性。
玻璃化转变温度低的玻璃适合作为通过精密压制成型来制造光学元件的材料。
具有上述光学特性的玻璃为了低色散化而含有较多的B2O3,为了在维持低色散性的同时提高折射率而含有La2O3等稀土类成分。并且,为了使玻璃化转变温度降低,还含有Li2O、ZnO等具有使玻璃化转变温度降低的作用的成分。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2007/097345号公报;
专利文献2:日本特开2003-020249号公报;
专利文献3:日本特开2000-016831号公报;
专利文献4:日本特开2001-130924号公报;
专利文献5:日本特开2007-254224号公报;
专利文献6:日本特开2007-031253号公报;
专利文献7:中国专利申请公开第101439929号公报。
发明内容
发明要解决的问题
然而,在欲实现高折射率低色散特性和低温软化性这双方时,玻璃的热稳定性会降低,在制造玻璃的过程中晶体在玻璃中析出而变得容易失透。
因此,在专利文献1、2记载的玻璃中,为了维持热稳定性向玻璃导入作为必要成分的Gd2O3、Ta2O5,来谋求耐失透性的改善。
Gd2O3与La2O3同样地为稀土类成分,具有在抑制阿贝数的减少的同时提高折射率的作用。Ta2O5为如下成分:具有提高折射率的作用,与稀土类氧化物相比,使阿贝数减少,而与TiO2、Nb2O5、WO3等高折射率化成分相比,阿贝数的减少量少。像这样,Gd2O3、Ta2O5在维持高折射率低色散性的同时维持玻璃的热稳定性的方面是有效的成分。
然而,Gd2O3在稀土类氧化物中也是稀土类元素的原子量大的重稀土类氧化物,与轻稀土类氧化物相比资源量更加缺乏,因而强烈要求削减其使用量。Ta2O5是价格比Gd2O3更高的成分,强烈要求削减其使用量。能否稳定地生产大量含有Gd2O3、Ta2O5的玻璃根据是否稳定地供给Gd2O3、Ta2O5而受到大的影响。因此,为了稳定地供给玻璃,需要降低Gd2O3、Ta2O5的含量。
然而,为了实现低色散化,上述玻璃含有大量的B2O3,因此化学耐久性低,在将玻璃放置于空气中时,表面容易变质并白浊。此外,为了去除玻璃表面的污渍而对玻璃进行清洗,也会造成表面容易变质并白浊。当使用这种玻璃制作光学元件时,光学元件的表面会变质而使光散射,光学元件的性能会大幅降低。
在由玻璃制造透镜等的光学元件的过程中,多次对玻璃进行清洗。例如,在进行精密压制成型前对预制件(preform)的表面进行清洗。在对清洗了的预制件进行精密压制成型后,对所得到的透镜进行定心加工,但是为了去除在加工时附着于表面的切削油而对透镜进行清洗。而且,在将防反射膜等光学薄膜涂敷在透镜的光学功能面之前,对透镜进行清洗。通过像这样多次对玻璃进行清洗,玻璃表面的白浊变得显著。
例如,使用专利文献3中记载为实施例11的玻璃进行了模拟由预制件制造透镜时的清洗的清洗试验后,对玻璃表面的雾度进行测定时,其数值示出1.1%这样大值。
雾度为表示玻璃表面的光的散射程度的指标。雾度越大,意味着在玻璃表面越多的光被散射,透射玻璃的光量越减少。即,雾度大表示玻璃的表面品质降低。因此,难以将这样的光学元件直接作为产品来使用。
然而,在对玻璃进行清洗时,为了提高清洗剂的清洗能力而添加清洗助剂(助洗剂)。在清洗助剂中代表性的有被称为三聚磷酸钠(STPP)的水软化剂。
在玻璃表面存在比可见光的波长更小的伤痕。由于比可见光的波长更小的伤痕不会使光散射,因此无法观察到。将这种伤痕称为潜伤。
如果玻璃容易溶解于三聚磷酸钠溶液(STPP溶液),则在含有STPP的清洗液中浸入玻璃的期间潜伤会扩大而使可见光散射。当成为这种状态时,玻璃表面的透明性会丧失,变得不适用于光学元件。
在光学玻璃的行业中,引入对STPP溶液的化学耐久性、即耐潜伤性DSTPP这一指标来评价对含有清洗助剂的清洗液的耐受性。
现有技术中,具有上述范围的折射率、阿贝数的、适于精密压制成型的玻璃化转变温度低的玻璃存在耐潜伤性DSTPP大、由于清洗而容易使潜伤显著化的问题。
本发明目的在于解决这种问题,提供一种在降低Gd2O3、Ta2O5的含量的同时适于通过精密压制成型得到的表面品质良好的光学元件的制造的玻璃,以及提供一种由该玻璃构成的精密压制成型用预制件、光学元件以及光学元件的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明为了解决上述问题,提供如下方案。
(1)一种光学玻璃,按氧化物基准,在将用质量%表示的玻璃成分SiO2、B2O3、Al2O3、Li2O、Na2O、K2O、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、La2O3、Gd2O3、Y2O3、ZrO2、Nb2O5、WO3以及Ta2O5的含有量分别设为C(SiO2)、C(B2O3)、C(Al2O3)、C(Li2O)、C(Na2O)、C(K2O)、C(MgO)、C(CaO)、C(SrO)、C(BaO)、C(ZnO)、C(La2O3)、C(Gd2O3)、C(Y2O3)、C(ZrO2)、C(Nb2O5)、C(WO3)以及C(Ta2O5),将SiO2、B2O3、Al2O3、Li2O、Na2O、K2O、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、La2O3、Gd2O3、Y2O3、ZrO2、Nb2O5、WO3以及Ta2O5的各化学式量分别设为M(SiO2)、M(B2O3)、M(Al2O3)、M(Li2O)、M(Na2O)、M(K2O)、M(MgO)、M(CaO)、M(SrO)、M(BaO)、M(ZnO)、M(La2O3)、M(Gd2O3)、M(Y2O3)、M(ZrO2)、M(Nb2O5)、M(WO3)以及M(Ta2O5),设A1=-550C(SiO2)-500C(B2O3)-450C(Al2O3)+100C(Li2O)-280C(Na2O)-300C(K2O)-300C(MgO)-100C(SrO)+50C(ZnO)+200C(La2O3)+150C(Gd2O3)+250C(Y2O3)+250C(ZrO2)+400C(Nb2O5)+300C(WO3),A2=0.4C(SiO2)+0.8C(B2O3)+0.1C(Al2O3)-0.3C(Li2O)-0.5C(Na2O)-0.5C(K2O)-0.3C(MgO)-0.2C(CaO)-0.3C(SrO)-0.05C(BaO)-0.6C(ZnO)-0.2C(La2O3)-0.2C(Gd2O3)-0.2C(Y2O3)-C(ZrO2)-2C(Nb2O5)-2C(WO3),A3=20C(Li2O)+12C(Na2O)+10C(K2O)+2C(ZnO)-2C(BaO)-3C(SiO2)-3C(B2O3)-3C(ZrO2)-C(Ta2O5)-2C(Al2O3),A4=2×{C(B2O3)/M(B2O3)}×[{C(MgO)/M(MgO)}+{C(CaO)/M(CaO)}+{C(SrO)/M(SrO)}+{C(BaO)/M(BaO)}+2×{C(Li2O)/M(Li2O)}+2×{C(Na2O)/M(Na2O)}+2×{C(K2O)/M(K2O)}]/[{C(SiO2)/M(SiO2)}+2×{C(Al2O3)/M(Al2O3)}+2×{C(La2O3)/M(La2O3)}+2×{C(Gd2O3)/M(Gd2O3)}+2×{C(Y2O3)/M(Y2O3)}+{C(ZrO2)/M(ZrO2)}+{C(ZnO)/M(ZnO)}+2×{C(Nb2O5)/M(Nb2O5)}]时,A1为-18000以上且-7000以下,A2为-1以上且15以下,A3为-64以上,A4为0.58以下,C(BaO)为10以下,C(Gd2O3)为4以下,C(Ta2O5)小于3。
(2)如上述(1)所述的光学玻璃,其中,折射率nd为1.65~1.72,阿贝数νd为50~57。
(3)如上述(1)或(2)中的任一项所述的光学玻璃,其中,玻璃化转变温度为540℃以下。
(4)一种压制成型用预制件,其由上述(1)至(3)中的任一项所述的光学玻璃构成。
(5)一种光学元件,其由上述(1)至(3)中的任一项所述的光学玻璃构成。
发明效果
根据本发明,能够提供一种在降低Gd2O3、Ta2O5的含量的同时适于通过精密压制成型得到的表面品质良好的光学元件的制造的玻璃,并提供一种由该玻璃构成的精密压制成型用预制件、光学元件以及光学元件的制造方法。
附图说明
图1为将A1设为横轴、将折射率nd设为纵轴而绘制出本案实施例1的各玻璃的图表。
图2为将阿贝数νd设为横轴、将A2设为纵轴而绘制出本案实施例1的各玻璃的图表。
图3为将A3设为横轴、将玻璃化转变温度Tg设为纵轴而绘制出本案实施例1的各玻璃的图表。
图4为表示玻璃化转变温度与能够连续地进行精密压制成型的次数的关系的图表。
图5为将A4设为横轴、将DSTPP设为纵轴而绘制出本案实施例1的各玻璃的图表。
图6为使用本案实施例1的玻璃No.5通过精密压制成型而制造出的非球面透镜的表面的放大照片。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明。
以下,在以氧化物基准表示玻璃组成时,用质量%来表示各玻璃成分的含量。
将以质量%表示SiO2、B2O3、Al2O3、Li2O、Na2O、K2O、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、La2O3、Gd2O3、Y2O3、ZrO2、Nb2O5、WO3以及Ta2O5的含量时的数值分别设为C(SiO2)、C(B2O3)、C(Al2O3)、C(Li2O)、C(Na2O)、C(K2O)、C(MgO)、C(CaO)、C(SrO)、C(BaO)、C(ZnO)、C(La2O3)、C(Gd2O3)、C(Y2O3)、C(ZrO2)、C(Nb2O5)、C(WO3)以及C(Ta2O5)。
假设B2O3的含量为20质量%时,C(B2O3)为20,假设La2O3的含量为30质量%时,C(La2O3)为30。
此外,将SiO2、B2O3、Al2O3、Li2O、Na2O、K2O、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、La2O3、Gd2O3、Y2O3、ZrO2、Nb2O5、WO3以及Ta2O5的各化学式量分别设为M(SiO2)、M(B2O3)、M(Al2O3)、M(Li2O)、M(Na2O)、M(K2O)、M(MgO)、M(CaO)、M(SrO)、M(BaO)、M(ZnO)、M(La2O3)、M(Gd2O3)、M(Y2O3)、M(ZrO2)、M(Nb2O5)、M(WO3)以及M(Ta2O5)。
而且,使用玻璃成分的含量、化学式量,将A1、A2、A3、A4如下进行定义。
A1=-550C(SiO2)-500C(B2O3)-450C(Al2O3)+100C(Li2O)-280C(Na2O)-300C(K2O)-300C(MgO)-100C(SrO)+50C(ZnO)+200C(La2O3)+150C(Gd2O3)+250C(Y2O3)+250C(ZrO2)+400C(Nb2O5)+300C(WO3)···(1)
A2=0.4C(SiO2)+0.8C(B2O3)+0.1C(Al2O3)-0.3C(Li2O)-0.5C(Na2O)-0.5C(K2O)-0.3C(MgO)-0.2C(CaO)-0.3C(SrO)-0.05C(BaO)-0.6C(ZnO)-0.2C(La2O3)-0.2C(Gd2O3)-0.2C(Y2O3)-C(ZrO2)-2C(Nb2O5)-2C(WO3)···(2)
A3=20C(Li2O)+12C(Na2O)+10C(K2O)+2C(ZnO)-2C(BaO)-3C(SiO2)-3C(B2O3)-3C(ZrO2)-C(Ta2O5)-2C(Al2O3)···(3)
A4=2×{C(B2O3)/M(B2O3)}×[{C(MgO)/M(MgO)}+{C(CaO)/M(CaO)}+{C(SrO)/M(SrO)}+{C(BaO)/M(BaO)}+2×{C(Li2O)/M(Li2O)}+2×{C(Na2O)/M(Na2O)}+2×{C(K2O)/M(K2O)}]/[{C(SiO2)/M(SiO2)}+2×{C(Al2O3)/M(Al2O3)}+2×{C(La2O3)/M(La2O3)}+2×{C(Gd2O3)/M(Gd2O3)}+2×{C(Y2O3)/M(Y2O3)}+{C(ZrO2)/M(ZrO2)}+{C(ZnO)/M(ZnO)}+2×{C(Nb2O5)/M(Nb2O5)}]···(4)
A1为决定玻璃的折射率nd的指标。在(1)式的右边,各玻璃成分的含量的系数为影响各玻璃成分的折射率nd的增减的贡献度。
系数为正的玻璃成分具有使折射率nd增加的作用,系数越大,该成分的含量的每单位质量%的折射率nd的增加量越变大。另一方面,系数为负的玻璃成分具有使折射率nd减小的作用,系数的绝对值越大,该成分的含量的每单位质量%的折射率nd的减小量越变大。上述的各系数为通过化学实验方法求出的值。
图1为将A1设为横轴、将折射率nd设为纵轴而绘制出本案实施例1的各玻璃的图表。从图1可知,A1与折射率nd之间存在关联,随着A1的增减,折射率也增减。
从实现所希望的折射率nd的观点出发,本实施方式的玻璃的A1为-18000以上且-7000以下。A1的优选的下限为-17500,进一步优选为-17000。A1的优选的上限为-7500,进一步依次优选为-8000、-8100。
A2为决定玻璃的阿贝数νd的指标。在(2)式的右边,各玻璃成分的含量的系数为影响各玻璃成分的阿贝数νd的增减的贡献度。
系数为正的玻璃成分具有使阿贝数νd增加的作用,系数越大,该成分的含量的每单位质量%的阿贝数νd的增加量越变大。另一方面,系数为负的玻璃成分具有使阿贝数νd减少的作用,系数的绝对值越大,该成分的含量的每单位质量%的阿贝数νd的减少量越变大。上述的各系数为通过化学实验方法求出的值。
图2为将阿贝数νd设为横轴、将A2设为纵轴而绘制出本案实施例1的各玻璃的图表。从图2可知,A2与阿贝数νd之间存在关联,随着A2的增减,阿贝数νd也增减。
从实现所希望的阿贝数νd的观点出发,本实施方式的玻璃的A2为-1以上且15以下。A2的优选的下限为-0.5,进一步依次优选为0、0.3、0.5、0.8。A2的优选的上限为14.5,进一步依次优选为14.3、14。
A3为决定玻璃的转变温度Tg的指标。在(3)式的右边,各玻璃成分的含量的系数为影响各玻璃成分的玻璃化转变温度Tg的升降的贡献度。
系数为正的玻璃成分具有使玻璃化转变温度下降的作用,系数越大,该成分的含量的每单位质量%的玻璃化转变温度的下降量越变大。另一方面,系数为负的玻璃成分具有使玻璃化转变温度上升的作用,系数的绝对值越大,该成分的含量的每单位质量%的玻璃化转变温度的上升量越变大。上述的各系数为通过化学实验方法求出的值。
图3为将A3设为横轴、将玻璃化转变温度Tg设为纵轴而绘制出本案实施例1的各玻璃的图表。从图3可知,A3与玻璃化转变温度之间存在关联,随着A3的增减,玻璃化转变温度下降上升。
图4为将精密压制成型所使用的玻璃的玻璃化转变温度Tg设为横轴,将能够连续地进行精密压制成型的次数设为纵轴,针对玻璃化转变温度Tg不同的5种玻璃,绘制出使用新的SiC制的压制成型模具进行精密压制成型的次数的图,该次数是直到玻璃熔接在压制成型模具的成型面,不再能将成型面的形状精密地转印到玻璃为止的次数。
从图4可知,为了能够连续地进行10000次精密压制成型,优选玻璃化转变温度在540℃以下。从图3可知,为了制造这种玻璃,本实施方式的玻璃的A3为-64以上。
从使玻璃化转变温度降低,通过精密压制成型量产高品质的光学元件的观点出发,A3的优选的下限为-62,进一步依次优选为-60、-58、-55。另一方面,当使A3过大时,会产生玻璃的热稳定性降低、化学耐久性降低的倾向。从维持玻璃的热稳定性、化学稳定性的观点出发,A3的优选的上限为45,进一步依次优选为43、40、37、35、32、30、28。
A4是决定由三聚磷酸钠水溶液(STPP溶液)造成的玻璃的侵蚀的程度、即玻璃的耐潜伤性的指标。在(4)式的右边,各玻璃成分的含量的系数越大,该成分的含量的每单位质量%的由STPP溶液造成的侵蚀的程度越变大,即越容易使耐潜伤性降低。
对于耐潜伤性的评价,使用例如直径43.7mm、厚度5mm的圆盘状的玻璃试样。直径43.7mm的两个面成为光学抛光面,两个面的面积总和为30cm2。在将该玻璃试样浸渍在保持为50℃的0.01摩尔/升的Na5P3O10(STPP)水溶液中1小时时,通过将浸渍1小时前后的玻璃试样的质量差除以30cm2而得到的值[mg/(cm2·时)]即质量减少量DSTPP的大小来评价耐潜伤性。
上述质量减少量DSTPP越小,意味着耐潜伤性越优异。根据DSTPP的范围,耐潜伤性如下表那样被分为1级至5级的五个等级。
[表1]
表1
级 | 质量减少量〔mg/(cm2·时)〕 |
1 | 小于0.02 |
2 | 0.02以上且小于0.20 |
3 | 0.20以上且小于0.40 |
4 | 0.40以上且小于0.60 |
5 | 0.60以上 |
随着A4的增加,DSTPP也增加,耐潜伤性降低。(4)式的右边的各玻璃成分的含量的系数为通过化学实验方法求出的值。
图5为将A4设为横轴、将DSTPP设为纵轴而绘制出本案实施例1的各玻璃和比较例的各玻璃的图表。从图5可知,A4与DSTPP之间存在关联,随着A4的增减,DSTPP也增减。
从实现所希望的耐潜伤性的观点出发,本实施方式的玻璃的A4为0.58以下。
现有技术中,折射率nd为1.65~1.72,阿贝数νd为50~57的光学玻璃的耐潜伤性为3~5级,但是通过调节A4,能够使耐潜伤性成为1级或2级。
从改善耐潜伤性,容易制造表面品质高的光学元件的观点出发,A4的优选的上限为0.57,进一步依次优选为0.56、0.54、0.52、0.50、0.48、0.46、0.44。另一方面,当使A4过小时,产生玻璃的热稳定性会降低,难以实现所希望的折射率、阿贝数,玻璃化转变温度上升的倾向。从维持玻璃的热稳定性,实现所希望的光学特性,抑制玻璃化转变温度的上升的观点出发,A4的优选的下限为0.10,进一步依次优选为0.15、0.17、0.20、0.22、0.25。
现有技术中,在具有折射率nd为1.65~1.72、阿贝数νd为50~57的范围的光学特性的玻璃中,难以兼具玻璃化转变温度为540℃以下的特性和耐潜伤性为2级的特性。在欲将玻璃化转变温度成为540℃以下时,耐潜伤性会变为3级或4级。反之,在欲使耐潜伤性为2级时,玻璃化转变温度会上升而超过540℃。
另一方面,在具有与上述范围不同的范围的光学特性的玻璃中,存在兼具玻璃化转变温度为540℃以下的特性和耐潜伤性为2级的特性的玻璃。
即,在具有折射率nd为1.65~1.72、阿贝数νd为50~57的范围的光学特性的玻璃中,实现兼具玻璃化转变温度为540℃以下的特性和耐潜伤性为2级的特性的意义非常大。
在本实施方式中,通过将A1、A2、A3、A4设为预定的值,能够提供在具有上述光学特性的同时玻璃化转变温度低、耐潜伤性也良好的光学玻璃。
BaO与大气中的二氧化碳进行反应,成为在玻璃的表面生成碳酸钡的原因。碳酸钡的生成使玻璃表面的透明性降低,使光学元件的性能降低。从维持玻璃表面的透明性的观点出发,BaO的含量即C(BaO)为10以下。C(BaO)的优选的上限为8,进一步依次优选为6、4、3、2、1。C(BaO)也可以为0。
Gd2O3为价格高的成分,从稳定地供给玻璃的观点出发,C(Gd2O3)为4以下。C(Gd2O3)的优选的上限为3.5,进一步依次优选为3、2.5、2、1.5、1、0.5、0.1。根据上述的理由,C(Gd2O3)最优选为0。
Ta2O5为价格高的成分,从稳定地供给玻璃的观点出发,C(Ta2O5)小于3。C(Ta2O5)优选为2以下,进一步依次优选为1以下、0.5以下、0.1以下。根据上述的理由,C(Ta2O5)最优选为0。
在(1)式~(4)式中出现的玻璃成分中,Ta的原子量最大,其次Gd的原子量大。即,Ta与Gd一起使玻璃的比重增大。玻璃的比重增加在使光学元件轻量化、将熔融玻璃块在浮起状态下成型为精密压制成型用预制件的方面是不利的。
此外,当在玻璃熔融中混有轻原料和重原料时,存在重原料即Ta原料、Gd原料发生偏析而使玻璃的熔融性降低的情况。
像这样,在使玻璃轻量化、改善熔融性的方面,也优选如上述这样限制C(Gd2O3)、C(Ta2O5)。
作为本实施方式所涉及的光学玻璃,优选为含有作为必要成分的B2O3、SiO2、La2O3、Y2O3、Li2O以及ZnO的玻璃。
B2O3为玻璃的网络形成成分,具有使阿贝数νd增加的作用。但是,当B2O3的含量变多时,玻璃的化学耐久性容易降低,玻璃的表面品质容易降低。
从抑制阿贝数νd的减少,维持低色散性的观点出发,优选C(B2O3)为21以上。C(B2O3)的进一步优选的下限为23,更优选的下限为24。另一方面,从维持化学耐久性,抑制玻璃的表面品质的降低,抑制雾度的增大的观点出发,优选C(B2O3)为31以下。C(B2O3)的进一步优选的上限为29,更优选的上限为28。
SiO2为玻璃的网络形成成分,具有改善玻璃的化学耐久性的作用。为了维持随着B2O3的含量的增加而降低的化学耐久性,优选将SiO2的含量设为B2O3的含量的0.30倍以上,即将C(SiO2)设为C(B2O3)的0.30倍以上。此外,在进一步改善化学耐久性的方面,优选将C(SiO2)设为8以上,进一步优选设为10以上,更进一步优选设为12以上,再进一步优选设为13以上。另一方面,在维持高折射率特性的方面,优选将C(SiO2)设为18以下,进一步优选设为16以下,更进一步优选设为15以下。
La2O3具有提高折射率nd的作用。此外,还具有提高化学耐久性的作用。而且,在具有提高折射率的作用的高折射率化成分中,也是使阿贝数νd较难减少的成分。从在维持低色散性的同时,提高折射率nd,并维持化学耐久性的观点出发,优选C(La2O3)为18以上。
从维持玻璃的热稳定性即耐失透性,使玻璃在制造的过程中难以结晶化,从而易于制造均质的光学玻璃的观点出发,优选C(La2O3)为30以下。此外,从抑制玻璃化转变温度的上升,提供适于精密压制成型的玻璃的观点出发,也优选C(La2O3)为30以下。
C(La2O3)的进一步优选的下限为19,更进一步依次优选的下限为20、22、24。另一方面,从改善玻璃的热稳定性,将玻璃化转变温度保持得低的观点出发,C(La2O3)的进一步优选的上限为29,更进一步优选的上限为28。
Y2O3具有不使阿贝数νd大幅减少而提高折射率nd的作用。从抑制阿贝数νd的减少而维持低色散性,并维持玻璃的热稳定性的观点出发,C(Y2O3)的优选的下限为5,进一步依次优选的下限为7、8。
从维持玻璃的热稳定性,制成难以失透的玻璃的观点出发,C(Y2O3)的优选的上限为17,进一步优选的上限为15,更进一步优选的上限为14。
Nb2O5具有提高折射率nd、并且改善玻璃的热稳定性的作用。此外,还具有改善玻璃的化学耐久性的作用。另一方面,当Nb2O5的含量变得过多时,示出玻璃的热稳定性降低的倾向,并且示出阿贝数νd减少、玻璃高色散化的倾向。此外,存在玻璃的着色增强的倾向。在维持玻璃的热稳定性方面,C(Nb2O5)的上限优选为5,进一步优选为3,更进一步优选为2,再进一步优选为1。C(Nb2O5)的下限优选为0。C(Nb2O5)也能够设为0。
WO3具有使玻璃化转变温度Tg降低的作用。但是,当WO3的含量变得过多时,阿贝数νd会减少,难以实现所希望的光学特性。此外,玻璃的着色会增大。从抑制阿贝数νd的减少,防止玻璃的着色增大的观点出发,C(WO3)的上限优选为5,进一步优选为3,更进一步优选为2,更进一步优选为1。C(WO3)的下限优选为0。C(WO3)也能够设为0。
Al2O3是具有改善玻璃的化学耐久性、抑制玻璃表面的雾度的增加的作用的必要成分。从维持化学耐久性,抑制玻璃的表面品质的降低的观点出发,C(Al2O3)的优选的下限为0.1,进一步优选的下限为0.3,更进一步优选的下限为0.5。从抑制折射率nd的降低,使玻璃的折射率成为所希望的范围的观点出发,Al2O3的优选的上限为8,进一步优选的上限为5,更进一步优选的上限为3。
ZnO具有使玻璃化转变温度降低、并且改善玻璃的熔融性、化学耐久性的作用。从抑制玻璃化转变温度的上升而制成适于精密压制成型的玻璃的观点出发,而且从维持熔融性,抑制玻璃原料的熔渣的观点出发,C(ZnO)的优选的下限为6,进一步依次优选的下限为6.5、7、8。从抑制阿贝数的减少,维持低色散性的观点出发,C(ZnO)的优选的上限为18,进一步依次优选的上限为16、14。
Li2O具有使玻璃化转变温度降低、并且改善玻璃的熔融性的作用。从抑制玻璃化转变温度的上升,制成适于精密压制成型的玻璃的观点出发,C(Li2O)的优选的下限为1,进一步依次优选的下限为2、3。从维持玻璃的化学耐久性,使玻璃的表面品质良好的观点出发,C(Li2O)的优选的上限为7,进一步优选的上限为6。
在含有SrO的玻璃中,与含有BaO的玻璃相同地,存在于表面的Sr与大气中的二氧化碳结合,在玻璃表面生成碳酸盐。可以认为该碳酸盐的生成是玻璃表面的变质的原因之一。当C(SrO)和C(BaO)的总和比5多时,玻璃表面容易变质,即化学耐久性会降低。因此,优选C(SrO)和C(BaO)的总和为5以下,进一步优选设为4以下,更进一步优选设为3以下。也能够将C(SrO)和C(BaO)的总和设为0。
在维持热稳定性和化学耐久性方面,优选将C(SrO)设为0~3。也能够将C(SrO)设为0。
为了在限制C(Gd2O3)的同时,维持所希望的折射率nd、阿贝数νd、热稳定性,优选将C(Gd2O3)相对于C(Y2O3)的比(C(Gd2O3)/C(Y2O3))设为小于7。此外,通过将比(C(Gd2O3)/C(Y2O3))进行限制,能够改善玻璃的化学耐久性,也能够减少玻璃表面的雾度。
根据上述的理由,比(C(Gd2O3)/C(Y2O3))的进一步优选的范围为小于4,更进一步优选的范围为小于1。也能够将比(C(Gd2O3)/C(Y2O3))设为0。
ZrO2具有提高折射率nd,改善化学耐久性、热稳定性的作用。当ZrO2的含量变多时,示出阿贝数νd减少、色散升高的倾向。此外,示出热稳定性、熔融性也降低的倾向。因此,优选将C(ZrO2)设为0~8。在改善玻璃的化学耐久性、热稳定性方面,更优选将C(ZrO2)设为0.1以上,进一步优选设为0.5以上,更进一步优选设为1以上。另一方面,从维持低色散性的观点出发,优选将C(ZrO2)设为7以下,进一步优选设为6以下,更进一步优选设为5以下。
CaO具有改善熔融性、调节折射率的作用。但是,CaO的含量变多时,折射率nd会减小。从获得高折射率玻璃的观点出发,优选将C(CaO)设为8以下,进一步优选设为6以下,更进一步优选设为5以下。另外,也能够将C(CaO)设为0。为了获得由于CaO的导入而产生的熔融性的改善效果,优选将C(CaO)设为0.1以上,进一步优选设为0.5以上,更进一步优选设为1以上。
MgO可以少量地含有,但是随着其含量的增加,示出热稳定性会降低的倾向。在维持热稳定性,防止玻璃的失透方面,优选将C(MgO)设为0~1。也能够将C(MgO)设为0。
Na2O、K2O虽然不及Li2O,但是也具有使玻璃化转变温度降低的作用、改善熔融性的作用。但是,当这些成分的含量变多时,会产生阿贝数νd降低,高色散化的倾向。因此,优选将C(Na2O)设为0~1。此外,优选为将C(K2O)设为0~1。也能够将C(Na2O)设为0。此外,也能够将C(K2O)设为0。
如果Sb2O3为少量,则可以作为澄清剂来含有。但是,当Sb2O3的含量多于1质量%时,通过由Sb产生的光吸收,玻璃的着色增大,或是在对玻璃进行精密压制成型时,玻璃表面的Sb将压制成型模具的成型面氧化,玻璃熔接在压制成型模具的成型面,或是对成型面造成损伤。此外,阿贝数νd的减少,对于低色散性的维持来说是不优选的。
因此,Sb2O3的含量优选设为0~1质量%,进一步优选设为0~0.5质量%。Sb2O3的含量也可以为0质量%。
GeO2、Lu2O3、Ga2O3、In2O3、Sc2O3、HfO2均具有提高折射率nd的作用。但是,这些成分的价格高,在达成本发明的目的方面不是必要的成分。因此,优选将GeO2的含量设为0~1质量%,优选将Lu2O3的含量设为0~1质量%,优选将Ga2O3的含量设为0~1质量%,优选将In2O3的含量设为0~1质量%,优选将Sc2O3的含量设为0~1质量%,优选将HfO2的含量设为0~1质量%。能够将GeO2的含量设为0质量%,能够将Lu2O3的含量设为0质量%,能够将Ga2O3的含量设为0质量%,能够将In2O3的含量设为0质量%,能够将Sc2O3的含量设为0质量%,能够将HfO2的含量设为0质量%。
P2O5为使折射率nd降低的成分,也为使玻璃的热稳定性降低的成分。因此,优选将P2O5的含量设为0~3质量%,进一步优选设为0~1质量%,更进一步优选设为0~0.1质量%,也能够设为0质量%。
TeO2为提高折射率nd的成分,但是从减轻对环境的负担的观点出发,优选将TeO2的含量设为0~1质量%,进一步优选设为0~0.1质量%,更进一步优选设为0质量%。
Pb、As、Cd、Tl、Be、Se分别具有毒性。因此,优选为不含有这些元素,即不将这些元素作为玻璃成分导入玻璃中。
U、Th、Ra均为放射性元素。因此,优选为不含有这些元素,即不将这些元素作为玻璃成分导入玻璃中。
V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Ce使玻璃的着色增大,或者成为荧光的发光源,不优选作为在光学玻璃中含有的元素。因此,优选为不含有这些元素,即不将这些元素作为玻璃成分导入玻璃中。
SnO2是作为澄清剂发挥功能的能够任意添加的成分。作为澄清剂添加的SnO2的含量为0~2质量%。SnO2的含量也可以设为0~1质量%,也可以设为0~0.5质量%,也可以设为0~0.1质量%,也可以设为0质量%。
F、Cl、Br、I不是达成本发明的目的必要的成分。因此,F、Cl、Br、I的含量也可以分别设为0质量%。
在含有F、Cl、Br、I的情况下,优选将这些成分的含量设为0~5质量%,进一步优选设为0~3%,更进一步优选设为0~1质量%,再进一步优选为设为0~0.1质量%。
本实施方式所涉及的光学玻璃的玻璃组成能够采用例如ICP-AES(InductivelyCoupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry:电感耦合等离子体原子发射光谱法)等方法进行定量。通过ICP-AES求出的分析值有时包含例如分析值的±5%左右的测定误差。此外,在本说明书和本发明中,玻璃的构成成分的含量为0%、不包含或者不导入意味着基本上不含有该构成成分,指的是该构成成分的含量为杂质水平程度以下。
关于含量少的成分的定量,能够采用例如ICP-MS(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry:电感耦合等离子体质谱法)等方法进行定量。根据定量的成分,也可以采用离子色谱法等方法进行定量。
(玻璃的光学特性)
本发明的实施方式所涉及的玻璃为高折射率低色散玻璃,优选折射率nd为1.65~1.72,阿贝数νd为50~57。
通过将阿贝数νd设为50以上,能够利用与阿贝数小的高色散玻璃的组合,提供具有色像差校正功能的光学元件。另一方面,通过将阿贝数νd设为57以下,易于兼具低温软化性的维持和热稳定性的维持。此外,由于能够抑制B2O3的含量的增大,因此在维持化学耐久性的方面,也优选将阿贝数νd设为57以下。
阿贝数νd的下限更优选为50.5,进一步优选为51.0,更进一步优选为52.0,更进一步优选为52.5。此外,阿贝数νd的上限更优选为56.0,进一步优选为55.0,更进一步优选为54.0,更进一步优选为53.5。
通过将玻璃的折射率nd设为1.65以上,能够将该玻璃制成对光学系统的紧凑化、高功能化有效的光学元件材料。另一方面,通过将折射率nd设为1.72以下,容易兼顾低温软化性的维持和热稳定性的维持。
折射率nd的下限更优选为1.665,进一步优选为1.670,更进一步优选为1.675,更进一步优选为1.680,更进一步优选为1.685。此外,折射率nd的上限更优选为1.716,进一步优选为1.710,更进一步优选为1.705,更进一步优选为1.700,更进一步优选为1.695。
(玻璃化转变温度Tg)
玻璃化转变温度的优选范围为540℃以下。通过将玻璃化转变温度设为540℃以下,即使在精密压制成型时不使压制成型模具的温度过高,也能够进行高精度的压制成型。因此,能够降低压制成型模具的消耗,能够延长压制成型模具的寿命。例如,玻璃化转变温度为540℃以下的玻璃也可以使用SiC制的压制成型模具连续地实施10000次以上的精密压制成型。
而且,通过使玻璃化转变温度降低,能够在精密压制成型时抑制玻璃与压制成型模具的成型面的反应,能够使通过压制成型得到的光学元件的表面品质良好。
从改善通过精密压制成型得到的光学元件的量产性的观点出发,玻璃化转变温度的上限更优选为538℃,进一步优选为536℃,更进一步优选为535℃。另外,玻璃化转变温度的下限自然根据玻璃组成而确定,当使玻璃化转变温度过度地降低时,示出折射率nd降低、玻璃的热稳定性降低的倾向。
(耐潜伤性)
使用直径43.7mm、厚度5mm的圆盘状的玻璃试样。直径43.7mm的两个面成为光学抛光面,两个面的面积总和为30cm2。通过将该玻璃试样浸渍在保持为50℃的0.01摩尔/升的Na5P3O10(STPP)水溶液中1小时时的每单位面积的质量减少量DSTPP、即将浸渍1小时前后的玻璃试样的质量差除以30cm2而得到的值[mg/(cm2·时)]的大小来评价耐潜伤性。
耐潜伤性DSTPP的优选范围为小于0.20mg/(cm2·时),即为1级或2级。从将折射率、阿贝数、玻璃化转变温度、热稳定性保持为所希望的范围内的观点出发,进一步优选耐潜伤性DSTPP为2级。
将耐潜伤性从3~5级改善为1级或2级,相当于解决了具有上述的光学特性的高折射率低色散玻璃的固有问题,意义重大。
(雾度)
首先,制造18mm×22mm×厚度3mm的平板形状的玻璃试样。接下来,对18mm×22mm的两个平面进行光学抛光。而且,将光学抛光后的玻璃试样清洗并干燥。将干燥后的玻璃试样放入sonic-fellow公司研制的SE18清洗剂的水溶液(清洗剂的浓度为5vol%)中,一边施加超声波一边浸渍2小时。此后,将玻璃试样从清洗剂水溶液中取出,在实施水洗并干燥之后,对雾度进行测定。上述清洗试验为用于评价玻璃的化学耐久性的加速试验。
“雾度”为表示玻璃表面的雾的程度的值,数值越小,表示玻璃表面的透明性越高。具体而言,如“日本光学玻璃工业协会标准JOGIS光学玻璃的化学耐久性的测定方法(表面法)07-1975”所规定的那样,通过下式算出。
雾度(%)=(Td/Tt)×100
其中,Td为漫射透射率,Tt为全光线透射率。
而且,使用“日本光学玻璃工业协会标准JOGIS光学玻璃的化学耐久性的测定方法(表面法)07-1975”所规定的雾度计对Td、Tt进行测定,将测定值代入上式来计算雾度。
在本实施方式所涉及的光学玻璃中,雾度的上限优选为0.9%,更优选为0.8%,进一步优选为0.75%,更进一步优选为0.7%,更进一步优选为0.6%,更进一步优选为0.5%。雾度的下限优选为0%。
(玻璃的制造)
本实施方式涉及的光学玻璃能够通过如下方法获得:对例如氧化物、硼酸、无水硼酸、碳酸盐等化合物进行称量,充分混合而制成批量原料,将批量原料放入铂制坩埚中,在大气中例如1200~1350℃的温度下加热、熔融,对熔融物进行澄清、搅拌而制成均质的熔融玻璃,将该熔融玻璃在铸模中浇注成型,并进行缓冷。
(精密压制成型用预制件及其制造)
对如上述这样制造的玻璃进行切断、研磨、抛光,制造精密压制成型用预制件。作为其它的方法,也可以将熔融玻璃滴下,向熔融玻璃滴施加朝上的风压,在浮起的状态下成型为精密压制成型用预制件。在使这样制造出的精密压制成型用预制件的表面进行清洗并干燥之后,例如也可以在预制件的表面涂敷碳膜。
(光学元件及其制造)
将精密压制成型用预制件导入例如SiC制的压制成型模具内,在氮环境中加热而使玻璃软化,用压制成型模具将玻璃进行精密压制成型。在精密压制成型结束后,将玻璃即精密压制成型品从压制成型模具中取出并退火。
像这样制造双凹、双凸、凹透镜、凸透镜、平凸、平凹等各种形状的非球面透镜。另外,对于通过精密压制成型制造的透镜,根据需要实施定心加工,或者在透镜的光学功能面形成防止反射膜等的涂层。除了透镜以外,也可以制造衍射光栅、棱镜等各种光学元件。
实施例
(实施例1)
如具有实施例组成表(表2~4)所记载的组成那样,对氧化物、硼酸等化合物进行称量,充分混合而制造了批量原料。
将批量原料放入铂坩埚中,连同坩埚一起加热到1200~1350℃的温度,历经30~60分钟,将玻璃熔融、澄清。在将熔融玻璃搅拌而均质化之后,将熔融玻璃浇铸至预热的成型模中,放置冷却至玻璃化转变温度附近之后,立即将玻璃连同成型模一起放入到退火炉内。然后,在玻璃化转变温度附近进行约1小时的退火。在退火之后,在退火炉内放置冷却至室温。
对像这样制造的玻璃进行观察,结果未发现晶体的析出、气泡、条纹、原料的熔融残留、着色。通过这样,能够制造均质性高的光学玻璃。
通过如下所示的方法对得到的玻璃的折射率nd、阿贝数νd、玻璃化转变温度Tg、雾度进行了测定。测定结果如表5所示。
(1)折射率nd、nF、nc,阿贝数νd
关于以降温速度-30℃/小时进行降温而获得的玻璃,通过日本光学玻璃工业协会标准的折射率测定法,对折射率nd、nF、nc进行了测定。使用折射率nd、nF、nc的各测定值,算出了阿贝数νd。
(2)玻璃化转变温度Tg
使用株式会社rigaku研制的热机械分析装置,将升温速度设为4℃/分,并进行了测定。
(3)耐潜伤性DSTPP
将所得到的玻璃加工成两个面的面积总和为30cm2的直径43.7mm、厚度5mm的圆盘状,并对其两个面进行光学抛光而制成玻璃试样。将该玻璃试样在保持为50℃的0.01摩尔/升的Na5P3O10(STPP)水溶液中浸渍1小时。算出将浸渍1小时前后的玻璃试样的质量差除以30cm2而得到的值[mg/(cm2·时)],作为DSTPP。
(4)雾度
将所得到的玻璃加工成18mm×22mm×厚度3mm的平板形状,对两个平面进行了光学抛光。将光学抛光后的玻璃试样清洗并干燥。将干燥后的玻璃试样放入sonic-fellow公司研制的SE18清洗剂的水溶液(清洗剂的浓度为5vol%)中,一边施加超声波一边浸渍了2小时。此后,将玻璃试样从清洗剂水溶液中取出,实施水洗并干燥。使用“日本光学玻璃工业协会标准JOGIS光学玻璃的化学耐久性的测定方法(表面法)07-1975”所规定的雾度计对漫射透射率Td及全光线透射率Tt进行测定,从而算出雾度。
(实施例2)
使用由实施例1得到的各种光学玻璃,通过公知的方法制造了精密压制成型用预制件。在氮环境中将该预制件加热并软化,使用SiC制的压制成型模具进行精密压制成型,从而使玻璃成为非球面透镜形状。将成型的玻璃从压制成型模具中取出并实施退火,从而制造了由用实施例1制造的各种光学玻璃构成的非球面透镜。在这样制造的非球面透镜的表面未发现白浊、气泡、伤痕等缺陷。
图6示出对用玻璃No.5制造的非球面透镜的表面进行放大拍摄而得到的图像。从图6可知,在透镜表面未发现白浊、伤痕。即使使用玻璃No.5以外的玻璃,也能够同样地制造表面品质高的透镜。
准备多个使用由实施例1得到的各种光学玻璃而制造的精密压制成型用预制件,使用相同的SiC制压制成型模具连续地实施精密压制成型。由哪种光学玻璃构成的预制件都能够实施次数超过10000次的精密压制成型。
(比较例1)
在专利文献7(中国专利申请公开第101439929号)中记载的实施例6的玻璃中,A4为0.785,质量减少量DSTPP为0.47mg/(cm2·时),耐潜伤性为4级。
(比较例2)
在专利文献3(日本特开2000-016831号公报)中记载的实施例5的玻璃中,A4为1.073,质量减少量DSTPP为0.48mg/(cm2·时),耐潜伤性为4级。专利文献3的实施例11的玻璃的A4为0.837,质量减少量DSTPP为0.37mg/(cm2·时),耐潜伤性为3级。专利文献3的实施例12的玻璃的A4为0.727,质量减少量DSTPP为0.47mg/(cm2·时),耐潜伤性为4级。
上述的专利文献3中记载的实施例11的组成与专利文献4中记载的实施例11的组成为相同的组成。关于专利文献3中记载的实施例11的玻璃,在实施了与实施例1相同的处理之后,采用与实施例1相同的方法对雾度进行了测定,其值为1.1%。
(比较例3)
日本特开平5-201743号公报中记载的实施例3的玻璃的A4为1.015,质量减少量DSTPP为0.45mg/(cm2·时),耐潜伤性为4级。该公报的实施例6的玻璃的A4为0.717,质量减少量DSTPP为0.50mg/(cm2·时),耐潜伤性为4级。该公报的实施例8的玻璃的A4为0.702,质量减少量DSTPP为0.26mg/(cm2·时),耐潜伤性为3级。该公报的实施例9的玻璃的A4为0.596,质量减少量DSTPP为0.25mg/(cm2·时),耐潜伤性为3级。
(比较例4)
日本特开2010-076987号公报中记载的实施例2的A4为0.679,质量减少量DSTPP为0.37mg/(cm2·时),耐潜伤性为3级。该公报的实施例7的A4为0.764,质量减少量DSTPP为0.25mg/(cm2·时),耐潜伤性为3级。
[表2]
[表3]
表3
No. | A1 | A2 | A3 | A4 |
1 | -12340 | 9.210 | -14.3 | 0.361 |
2 | -12905 | 10.500 | -12.9 | 0.362 |
3 | -13610 | 9.040 | -18.1 | 0.437 |
4 | -12230 | 8.520 | -15.8 | 0.375 |
5 | -12015 | 8.760 | -17.1 | 0.374 |
6 | -12365 | 8.350 | -36.1 | 0.298 |
7 | -12425 | 8.540 | 3.9 | 0.453 |
8 | -12380 | 7.320 | -15.8 | 0.310 |
9 | -13600 | 9.220 | -20.1 | 0.368 |
10 | -13300 | 8.620 | -16.1 | 0.507 |
11 | -13075 | 6.640 | -6.1 | 0.378 |
12 | -12075 | 8.520 | -15.8 | 0.375 |
13 | -11945 | 8.730 | -16.9 | 0.374 |
14 | -11930 | 8.520 | -15.8 | 0.375 |
15 | -12125 | 5.440 | -28.1 | 0.378 |
16 | -12150 | 7.420 | -10.1 | 0.307 |
17 | -13430 | 7.720 | -17.8 | 0.323 |
18 | -11085 | 4.350 | -6.5 | 0.296 |
19 | -14650 | 11.080 | -25.9 | 0.391 |
20 | -16975 | 13.760 | -54.9 | 0.368 |
21 | -12300 | 7.020 | -14.1 | 0.336 |
22 | -13995 | 9.050 | -30.1 | 0.323 |
23 | -14140 | 10.530 | -39.8 | 0.410 |
24 | -11750 | 6.900 | -13.0 | 0.344 |
25 | -8085 | 0.800 | 2.7 | 0.357 |
26 | -12655 | 7.220 | 23.9 | 0.436 |
27 | -12300 | 6.180 | 27.4 | 0.434 |
28 | -11050 | 6.480 | -10.7 | 0.364 |
29 | -10850 | 7.080 | -10.7 | 0.346 |
30 | -14040 | 8.690 | -47.9 | 0.252 |
31 | -12455 | 8.340 | 24.2 | 0.527 |
[表4]
表4
No. | C(Gd2O3)/C(Y2O3) | C(SrO)+C(BaO) | C(SiO2)/C(B2O3) |
1 | 0 | 0 | 0.529 |
2 | 0 | 0 | 0.528 |
3 | 0.532 | 0 | 0.528 |
4 | 0 | 0 | 0.526 |
5 | 0 | 0 | 0.528 |
6 | 0 | 0 | 0.524 |
7 | 0 | 0 | 0.524 |
8 | 0 | 0 | 0.720 |
9 | 0 | 0 | 0.524 |
10 | 0 | 0 | 0.524 |
11 | 0 | 0 | 0.524 |
12 | 0 | 0 | 0.526 |
13 | 0 | 0 | 0.528 |
14 | 0 | 0 | 0.526 |
15 | 0 | 0 | 0.524 |
16 | 0 | 0 | 0.524 |
17 | 0 | 0 | 0.569 |
18 | 0 | 1.0 | 0.530 |
19 | 0 | 0 | 0.573 |
20 | 0 | 0 | 0.569 |
21 | 0 | 0 | 0.717 |
22 | 0 | 0 | 0.524 |
23 | 0 | 0 | 0.526 |
24 | 0 | 0 | 0.720 |
25 | 0 | 1.0 | 0.596 |
26 | 0 | 0 | 0.717 |
27 | 0 | 0 | 0.593 |
28 | 0 | 2.0 | 0.571 |
29 | 0 | 0 | 0.571 |
30 | 0 | 0 | 0.524 |
31 | 0 | 0 | 0.526 |
[表5]
表5
Claims (5)
1.一种光学玻璃,按氧化物基准,在将用质量%表示的玻璃成分SiO2、B2O3、Al2O3、Li2O、Na2O、K2O、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、La2O3、Gd2O3、Y2O3、ZrO2、Nb2O5、WO3以及Ta2O5的含量分别设为C(SiO2)、C(B2O3)、C(Al2O3)、C(Li2O)、C(Na2O)、C(K2O)、C(MgO)、C(CaO)、C(SrO)、C(BaO)、C(ZnO)、C(La2O3)、C(Gd2O3)、C(Y2O3)、C(ZrO2)、C(Nb2O5)、C(WO3)以及C(Ta2O5),
将SiO2、B2O3、Al2O3、Li2O、Na2O、K2O、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、La2O3、Gd2O3、Y2O3、ZrO2、Nb2O5、WO3以及Ta2O5的各化学式量分别设为M(SiO2)、M(B2O3)、M(Al2O3)、M(Li2O)、M(Na2O)、M(K2O)、M(MgO)、M(CaO)、M(SrO)、M(BaO)、M(ZnO)、M(La2O3)、M(Gd2O3)、M(Y2O3)、M(ZrO2)、M(Nb2O5)、M(WO3)以及M(Ta2O5),
设A1=-550C(SiO2)-500C(B2O3)-450C(Al2O3)+100C(Li2O)-280C(Na2O)-300C(K2O)-300C(MgO)-100C(SrO)+50C(ZnO)+200C(La2O3)+150C(Gd2O3)+250C(Y2O3)+250C(ZrO2)+400C(Nb2O5)+300C(WO3),
A2=0.4C(SiO2)+0.8C(B2O3)+0.1C(Al2O3)-0.3C(Li2O)-0.5C(Na2O)-0.5C(K2O)-0.3C(MgO)-0.2C(CaO)-0.3C(SrO)-0.05C(BaO)-0.6C(ZnO)-0.2C(La2O3)-0.2C(Gd2O3)-0.2C(Y2O3)-C(ZrO2)-2C(Nb2O5)-2C(WO3),
A3=20C(Li2O)+12C(Na2O)+10C(K2O)+2C(ZnO)-2C(BaO)-3C(SiO2)-3C(B2O3)-3C(ZrO2)-C(Ta2O5)-2C(Al2O3),
A4=2×{C(B2O3)/M(B2O3)}×[{C(MgO)/M(MgO)}+{C(CaO)/M(CaO)}+{C(SrO)/M(SrO)}+{C(BaO)/M(BaO)}+2×{C(Li2O)/M(Li2O)}+2×{C(Na2O)/M(Na2O)}+2×{C(K2O)/M(K2O)}]/[{C(SiO2)/M(SiO2)}+2×{C(Al2O3)/M(Al2O3)}+2×{C(La2O3)/M(La2O3)}+2×{C(Gd2O3)/M(Gd2O3)}+2×{C(Y2O3)/M(Y2O3)}+{C(ZrO2)/M(ZrO2)}+{C(ZnO)/M(ZnO)}+2×{C(Nb2O5)/M(Nb2O5)}]时,
A1为-18000以上且-7000以下,
A2为-1以上且15以下,
A3为-64以上,
A4为0.58以下,
C(BaO)为10以下,
C(Gd2O3)为4以下,
C(Ta2O5)小于3。
2.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,
折射率nd为1.65~1.72,阿贝数νd为50~57。
3.如权利要求1或2所述的光学玻璃,其中,
玻璃化转变温度为540℃以下。
4.一种压制成型用预制件,其由权利要求1至3中的任一项所述的光学玻璃构成。
5.一种光学元件,其由权利要求1至3中的任一项所述的光学玻璃构成。
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