CN111977974A - 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学玻璃，所述光学玻璃的折射率n_d为1.50以上，阿贝数ν_d为69以上，其组分以摩尔百分比表示，阳离子含有：P⁵⁺：19‑49％；Al³⁺：15‑50％；R²⁺：15‑65％，其中R²⁺为Ba²⁺、Sr²⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的合计含量；阴离子含有F^‑和O^2‑，其中F^‑含量与F^‑和O^2‑的总含量的比值F^‑/(F^‑+O^2‑)为0.4‑0.7。通过合理调整各组分之间的配比，使本发明的光学玻璃在具有1.50以上的折射率和69以上的阿贝数的同时，具有优异的抗析晶性能和化学稳定性，满足现代光电领域发展需求。

Description

光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器

技术领域

本发明涉及一种光学玻璃，尤其是涉及一种折射率为1.50以上、阿贝数为69以上的光学玻璃，以及由该光学玻璃制成的光学预制件及光学元件。

背景技术

在照相机等光学系统中，为了消除透镜的色差，通常采用组合阿贝数不同的玻璃进行“消色”的设计，因此需要不同折射率和阿贝数的光学玻璃进行组合，以形成合理的光学系统。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，同时还具有较低的软化温度，可以直接精密模压制成高级非球面透镜。但目前折射率为1.50以上、阿贝数为69以上的氟磷酸盐光学玻璃通常抗析晶性能较差，在生产和精密模压过程中较易析晶，降低了玻璃的良品率。

近年来，车载、监控安防等领域大量应用光学玻璃，而应用于车载、安防等领域的光学玻璃由于长期暴露在室外，因此对光学玻璃的化学稳定性要求也较高。光电材料领域对具有优异化学稳定性和抗析晶性能的氟磷酸盐光学玻璃的需求越来越迫切。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有优异的抗析晶性能和化学稳定性的光学玻璃。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

光学玻璃，其折射率n_d为1.50以上，阿贝数ν_d为69以上，其组分以摩尔百分比表示，阳离子含有：P⁵⁺：19-49％；Al³⁺：15-50％；R²⁺：15-65％，其中R²⁺为Ba²⁺、Sr²⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的合计含量；

阴离子含有F^-和O^2-，其中F^-含量与F^-和O^2-的总含量的比值F^-/(F^-+O^2-)为0.4-0.7。

进一步的，所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，阳离子还含有：Si⁴⁺：0-10％；和/或B³⁺：0-10％；和/或Na⁺：0-10％；和/或Li⁺：0-10％；和/或K⁺：0-10％；和/或Zn²⁺：0-10％；和/或Nb⁵⁺：0-10％；和/或Ti⁴⁺：0-10％；和/或Zr⁴⁺：0-10％；和/或W⁶⁺：0-10％。

光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，阳离子由P⁵⁺：19-49％；Al³⁺：15-50％；R²⁺：15-65％；Si⁴⁺：0-10％；B³⁺：0-10％；Na⁺：0-10％；Li⁺：0-10％；K⁺：0-10％；Zn²⁺：0-10％；Nb⁵⁺：0-10％；Ti⁴⁺：0-10％；Zr⁴⁺：0-10％；W⁶⁺：0-10％；Sb³⁺：0-1％；Sn⁴⁺：0-1％；Ce⁴⁺：0-1％组成，其中R²⁺为Ba²⁺、Sr²⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的合计含量；

阴离子由F^-、O^2-和0-1％的Cl^-组成，其中F^-含量与F^-和O^2-的总含量的比值F^-/(F^-+O^2-)为0.4-0.7。

进一步的，所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，其中：P⁵⁺：20-45％；和/或Al³⁺：15-35％；和/或R²⁺：25-60％；和/或Si⁴⁺：0-5％；和/或B³⁺：0-5％；和/或Na⁺：0-5％；和/或Li⁺：0-5％；和/或K⁺：0-5％；和/或Zn²⁺：0-5％；和/或Nb⁵⁺：0-5％；和/或Ti⁴⁺：0-5％；和/或Zr⁴⁺：0-5％；和/或W⁶⁺：0-5％；和/或Sb³⁺：0-0.5％；和/或Sn⁴⁺：0-0.5％；和/或Ce⁴⁺：0-0.5％。

进一步的，所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，其中：P⁵⁺：24-40％；和/或Al³⁺：18-35％；和/或R²⁺：30-55％；和/或Si⁴⁺：0-3％；和/或B³⁺：0-3％；和/或Na⁺：0-3％；和/或Li⁺：0-3％；和/或K⁺：0-3％；和/或Zn²⁺：0-3％；和/或Nb⁵⁺：0-3％；和/或Ti⁴⁺：0-3％；和/或Zr⁴⁺：0-3％；和/或W⁶⁺：0-3％。

进一步的，所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，其中：Ba²⁺：12-40％，优选Ba²⁺：19-36％，更优选Ba²⁺：23-36％；和/或Sr²⁺：0-20％，优选Sr²⁺：3-20％，更优选Sr²⁺：4-15％，进一步优选Sr²⁺：5-12％；和/或Ca²⁺：0-10％，优选Ca²⁺：0-8％，更优选Ca²⁺：0-5％；和/或Mg²⁺：0-10％，优选Mg²⁺：0-8％，更优选Mg²⁺：0-5％，进一步优选Mg²⁺：0-3％。

进一步的，所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，其中：Ba²⁺/R²⁺为0.4以上，优选Ba²⁺/R²⁺为0.5以上，更优选Ba²⁺/R²⁺为0.55-0.9，进一步优选Ba²⁺/R²⁺为0.65-0.8。

进一步的，所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，其中：Sr²⁺含量大于Mg²⁺含量，和/或Ca²⁺含量大于或等于Mg²⁺含量。

进一步的，所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，其中：Sr²⁺/Ba²⁺为0.1-0.6，优选Sr²⁺/Ba²⁺为0.15-0.5，更优选Sr²⁺/Ba²⁺为0.2-0.4。

进一步的，所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，其中：Mg²⁺/Ca²⁺为0.9以下，优选Mg²⁺/Ca²⁺为0.6以下，更优选Mg²⁺/Ca²⁺为0.5以下。

进一步的，所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，其中：Al³⁺/P⁵⁺为0.4-1.5，优选为0.5-1.3，更优选为0.7-1.2。

进一步的，所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，其中：F^-：40-70％，优选F^-：41-68％，更优选F^-：45-60％；和/或O^2-：30-60％，优选O^2-：32-59％，更优选O^2-：40-55％。

进一步的，所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，其中：F^-/(F^-+O^2-)为0.41-0.68，优选F^-/(F^-+O^2-)为0.45-0.6。

进一步的，所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，阳离子还含有：Sb³⁺：0-1％；和/或Sn⁴⁺：0-1％；和/或Ce⁴⁺：0-1％；阴离子还含有：Cl^-：0-1％；和/或Br^-：0-1％；和/或I^-：0-1％，优选阴离子还含有：Cl^-：0-0.5％；和/或Br^-：0-0.5％；和/或I^-：0-0.5％，更优选阴离子还含有：Cl^-：0-0.2％；和/或Br^-：0-0.2％；和/或I^-：0-0.2％。

进一步的，所述的光学玻璃，其组分中不含有Li⁺；和/或不含有B³⁺；和/或不含有Zn²⁺。

进一步的，所述的光学玻璃的折射率n_d为1.50以上，优选为1.50-1.58，更优选为1.51-1.56，进一步优选为1.52-1.55；阿贝数ν_d为69以上，优选为69-85，更优选为70-79，进一步优选为72-78，更进一步优选为73-77。

进一步的，所述的光学玻璃的转变温度T_g为540℃以下，优选为530℃以下，更优选为520℃以下；和/或光学玻璃的密度ρ为4.50g/cm³以下，优选为4.40g/cm³以下，更优选为4.30g/cm³以下；和/或耐水作用稳定性D_W为2类以上，优选为1类；和/或耐酸作用稳定性D_A为2类以上，优选为1类；和/或抗析晶性能为B级以上，优选为A级。

光学预制件，采用上述的光学玻璃制成。

光学元件，采用上述的光学玻璃制成，或采用上述的光学预制件制成。

光学仪器，含有上述的光学玻璃，和/或含有上述的光学元件。

本发明的有益效果是：通过合理调整各组分之间的配比，使本发明的光学玻璃在具有1.50以上的折射率和69以上的阿贝数的同时，具有优异的抗析晶性能和化学稳定性，满足现代光电领域发展需求。

具体实施方式

下面，对本发明的光学玻璃的实施方式进行详细说明，但本发明不限于下述的实施方式，在本发明目的的范围内可进行适当的变更来加以实施。此外，关于重复说明部分，虽然有适当的省略说明的情况，但不会因此而限制发明的主旨，在以下内容中，本发明光学玻璃有时候简称为玻璃。

Ⅰ、光学玻璃

在本发明中，各组成成分(组分)的含量在没有特别说明的情况下，阳离子组分含量以该阳离子占全部阳离子组分总摩尔的百分比(mol％)表示，阴离子组分含量以该阴离子占全部阴离子组分总摩尔的百分比(mol％)表示。

除非在具体情况下另外指出，本文所列出的数值范围包括上限和下限值，“以上”和“以下”包括端点值，以及包括在该范围内的所有整数和分数，而不限于所限定范围时所列的具体值。本文所称“和/或”是包含性的，例如“A和/或B”，是指只有A，或者只有B，或者同时有A和B。

需要说明的是，本发明所描述的各组分的离子价是为了方便而使用的代表值，与其他的离子价没有区别。光学玻璃中存在的各成分的离子价存在所述代表值以外的可能性。例如，P通常以离子价为5价的状态在玻璃中存在，因此在本说明书中以“P⁵⁺”作为代表，但是也存在以其他的离子价的状态存在的可能性，这也在本发明的保护范围之内。

[关于阳离子组分]

P⁵⁺是玻璃网络形成体的重要组分，当其含量低于19％时，玻璃的稳定性降低。另一方面，通过控制P⁵⁺含量在49％以下，可抑制玻璃的失透，并且可抑制玻璃阿贝数的降低，容易得到具有低色散的稳定的玻璃。因此，P⁵⁺含量限定为19-49％，优选为20-45％，进一步优选为24-40％。

Al³⁺可以提高玻璃的热稳定性，并有效提高玻璃的可加工性和化学稳定性，同时可降低玻璃的平均线膨胀系数。当Al³⁺含量低于15％时，无法形成稳定的玻璃骨架并获得上述的效果。当Al³⁺含量高于50％时，玻璃的转变温度和液相线温度升高，使熔制变得困难，同时使成型时温度增加，导致玻璃的挥发加剧，使得玻璃条纹变坏；另一方面，过高的转变温度会使模压成型困难。因此Al³⁺含量为15-50％，优选为15-35％，更优选为18-35％。

在本发明的一些实施方式中，当Al³⁺和P⁵⁺的含量的比值Al³⁺/P⁵⁺大于1.5时，玻璃抗析晶性能恶化，当Al³⁺和P⁵⁺的比值Al³⁺/P⁵⁺小于0.4时，玻璃的化学稳定性降低。因此，优选Al³⁺/P⁵⁺为0.4-1.5，更优选为0.5-1.3，进一步优选为0.7-1.2。

本发明中通过含有15-65％的R²⁺(其中，R²⁺为Ba²⁺、Sr²⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的合计含量)，以调节玻璃的熔融性和耐失透性，使玻璃更稳定，优选含有25-60％的R²⁺，更优选含有30-55％的R²⁺。但由于每种碱土金属组分在玻璃中各自的作用不同，因此含量也有较大差异。

Mg²⁺在一定程度上可提高玻璃的磨耗度，但若其含量超过10％时，会使玻璃的耐失透性和硬度降低。因此，Mg²⁺的含量范围限定为0-10％，优选为0-8％，更优选为0-5％，进一步优选为0-3％。

Ca²⁺在本发明光学玻璃中具有提高玻璃的耐失透性、抑制折射率降低、降低玻璃的磨耗度的作用，但当其含量超过10％时，玻璃的耐失透性反而恶化。因此，本发明光学玻璃中Ca²⁺的含量范围限定为0-10％，优选为0-8％，进一步优选为0-5％。

通过发明人大量实验研究发现，在一些实施方式中，当Ca²⁺含量大于或等于Mg²⁺含量时，可提高玻璃的耐水作用稳定性和耐候性，优化玻璃的抗析晶性能，优选Mg²⁺/Ca²⁺为0.9以下，更优选Mg²⁺/Ca²⁺为0.6以下，进一步优选Mg²⁺/Ca²⁺为0.5以下。

Sr²⁺可以降低玻璃的线膨胀系数，并可有效调整玻璃的折射率和密度，但若其含量过高，不仅使玻璃的折射率和色散变大，难以达到期望的光学常数，同时也会降低玻璃的化学稳定性。因此，在本发明中，Sr²⁺的含量范围限定为0-20％，优选为3-20％，更优选为4-15％，进一步优选为5-12％。在本发明的一些实施方式中，为获得优异的抗析晶性能、光学透过率和线膨胀系数，优选Sr²⁺含量大于Mg²⁺含量。

本发明光学玻璃通过含有12％以上的Ba²⁺作为必要组分，可以提高玻璃的抗析晶性能和化学稳定性，同时能降低玻璃的线膨胀系数，维持低分散性和较高的硬度；当Ba²⁺含量超过40％时，玻璃的密度增大，难以满足轻量化的要求，且玻璃的热稳定性降低，因此本发明光学玻璃中Ba²⁺的含量范围限定为12-40％，优选为19-36％，更优选为23-36％。

本发明通过优选Sr²⁺含量与Ba²⁺含量的比值Sr²⁺/Ba²⁺为0.1-0.6，可使玻璃具有优异的折射率温度系数和抗析晶性能，同时可降低玻璃的线膨胀系数、转变温度和密度，优选Sr²⁺/Ba²⁺为0.15-0.5，更优选Sr²⁺/Ba²⁺为0.2-0.4。

本发明的一些实施方式中，通过控制Ba²⁺与R²⁺的比值Ba²⁺/R²⁺为0.4以上，可提高玻璃的折射率温度系数，提高玻璃的抗析晶性能，增加玻璃的化学稳定性和硬度，优选Ba²⁺/R^{2 +}为0.5以上，更优选Ba²⁺/R²⁺为0.55-0.9，进一步优选Ba²⁺/R²⁺为0.65-0.8。

本发明玻璃中通过含有Li⁺，可以有效降低玻璃的转变温度。但光学玻璃通常使用铂或铂合金器皿熔炼，在高温熔炼过程中，玻璃组分中的Li⁺容易腐蚀铂或铂合金器皿，造成成品玻璃中产生较多的含铂异物，导致玻璃的品质下降。另一方面，此类玻璃用于精密压型过程中时，容易产生玻璃元件表面模糊的风险，原因在于模具中一般涂有含碳元素的脱模剂，玻璃组分中的Li⁺容易和脱模剂中的碳元素发生反应，在玻璃元件表面产生粗糙的不透明膜层。因此，本发明中Li⁺的含量限定为0-10％，优选为0-5％，更优选为0-3％，进一步优选为不含有Li⁺。

Na⁺可改善玻璃的熔融性，降低玻璃的屈服点和液相温度，但当其含量超过10％时，会加速玻璃抗析晶性能的恶化，同时在冷却成型时延长玻璃从液态变为固态的时间，给析晶创造条件。因此Na⁺含量控制为10％以下，优选为0-5％，更优选为0-3％。

K⁺作为本发明中可选组分，可降低转变温度，并在玻璃成型时维持其耐失透性，但当其含量超过10％时，会导致玻璃耐水作用稳定性变差，因此K⁺含量限定为10％以下，优选为5％以下，更优选为3％以下。

Si⁴⁺可以提高玻璃的耐失透性和折射率，降低玻璃磨耗度并提高加工性，当其含量超过10％时，玻璃的熔化性能下降，因此本发明光学玻璃中Si⁴⁺含量为0-10％，优选为0-5％，更优选为0-3％。

B³⁺可以提高玻璃的耐失透性并降低玻璃的密度，但加入含F的光学玻璃中，玻璃熔化会出现较强烈的挥发，造成玻璃的光学常数不稳定，条纹度变差。因此，B³⁺含量限定为10％以下，优选为5％以下，更优选为3％以下，进一步优选不含有B³⁺。

Nb⁵⁺属于高折射高色散组分，在玻璃中可以提高折射率，调节玻璃的阿贝数。在本发明体系玻璃中，如果其含量高于10％，玻璃的折射率和阿贝数达不到设计要求，且玻璃的抗析晶性能将急剧下降。因此，Nb⁵⁺的含量为0-10％，优选为0-5％，更优选为0-3％。

Zn²⁺具有提高玻璃热稳定性，降低玻璃的转变温度的作用，当其含量超过10％时，玻璃的色散增加，难以获得所需的光学常数，且玻璃耐失透性降低。因此，Zn²⁺含量限定为10％以下，优选为5％以下，更优选为3％以下，进一步优选不含有Zn²⁺。

适量含有Zr⁴⁺可抑制玻璃中因挥发而形成的条纹，若其含量超过10％，则光学常数难以控制，因此其含量限定为10％以下，优选为5％以下，更优选为3％以下。

Ti⁴⁺可提高玻璃的耐失透性，若其含量高于10％，会提高玻璃的折射率并降低透过率。因此，Ti⁴⁺的含量限定为0-10％，优选为0-5％，更优选为0-3％。

W⁶⁺是提高玻璃折射率的组分，是本发明玻璃中的任选组分，特别是使W⁶⁺的含量为10％以下，可抑制玻璃阿贝数的降低，并且减少玻璃的着色，优选W⁶⁺的含量为0-5％，更优选为0-3％。

在一些实施方式中，可以将Sb³⁺、Sn⁴⁺、Ce⁴⁺等作为澄清剂，以提高玻璃的澄清效果，具体而言，可以分别以1％以下的含量存在于玻璃中，优选含量分别为0.5％以下。

[关于阴离子组分]

本发明光学玻璃中的阴离子主要有F^-和O^2-，为获得本发明光学玻璃所需性能，本发明光学玻璃中F^-含量与F^-和O^2-的总含量的比值F^-/(F^-+O^2-)为0.4-0.7，优选F^-/(F^-+O^2-)为0.41-0.68，更优选F^-/(F^-+O^2-)为0.45-0.6。

F^-对于降低折射率温度系数和转变温度有较大效果，是提高阿贝数和异常分散性的重要组分。若其含量过高，会削弱玻璃的稳定性，增加热膨胀系数，尤其是熔化过程中，F^-的挥发不仅污染环境，而且使玻璃的内部组成不均匀，造成数据异常和条纹等缺陷。当F^-的含量小于40％时，难以得到期望的阿贝数和异常分散性；若F^-的含量高于70％，玻璃的阿贝数变得过大，且在熔化和用于精密模压时F^-挥发急剧增加，因此F^-含量限定为40-70％，优选为41-68％，进一步优选为45-60％。

本发明光学玻璃中含有O^2-，尤其是通过含有30％以上的O^2-，能够抑制玻璃的失透和磨耗度上升。因此O^2-的含量限定为30％以上，优选为32％以上，更优选为40％以上。另一方面，通过将O^2-的含量限定为60％以下，可以在保证玻璃稳定性的情况下，使其它阴离子成分更好地达到效果，因此本发明中O^2-含量为60％以下，优选为59％以下，更优选为55％以下。

为提高玻璃的澄清效果，在本发明的一些实施方式中，可分别加入0-1％的Cl^-、Br^-和I^-的作为澄清剂，优选含量分别为0.5％以下，更优选含量分别为0.2％以下。

[关于不应含有的成分]

在不损害本发明玻璃的特性的范围内，根据需要能够添加上述未曾提及的其它成分。但是，V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag以及Mo等过渡金属成分具有即使在各自单独地或复合地少量含有的情况下，玻璃也被着色，在可见光区域的特定的波长产生吸收从而减弱本发明的提高可见光透过率效果的性质，因此尤其是使可见光区域的波长透过的光学玻璃中，优选实际上不包含。

Pb、Th、Cd、Tl、Os、Be以及Se的阳离子，近年来存在作为有害的化学物质而控制使用的倾向，不仅在玻璃的制造工序，直至加工工序以及产品化后的处置上，环境对策上的措施是必需的。因此，在重视环境上的影响的情况下，除了不可避免地混入以外，优选实际上不含有它们。由此，光学玻璃中变得实际上不包含污染环境的物质。因此，即使不采取特殊的环境对策上的措施，也能够将本发明光学玻璃进行制造、加工以及废弃。

本文所记载的“不含有”“0％”是指没有故意将该组分等作为原料添加到本发明光学玻璃中；但作为生产光学玻璃的原材料和/或设备，会存在某些不是故意添加的杂质或组分，会在最终的光学玻璃中少量或痕量含有，此种情形也在本发明专利的保护范围内。

下面，对本发明的光学玻璃的特性进行说明。

[折射率与阿贝数]

本发明光学玻璃折射率(n_d)与阿贝数(ν_d)按照GB/T7962.1-2010规定的方法进行测试。

在一些实施方式中，本发明光学玻璃的折射率(n_d)为1.50以上，优选为1.50-1.58，更优选为1.51-1.56，进一步优选为1.52-1.55。

在一些实施方式中，本发明玻璃的阿贝数(ν_d)为69以上，优选为69-85，更优选为70-79，进一步优选为72-78，更进一步优选为73-77。

[转变温度]

光学玻璃的转变温度(T_g)按GB/T7962.16-2010规定的方法进行测试。

在一些实施方式中，本发明光学玻璃的转变温度(T_g)为540℃以下，优选为530℃以下，更优选为520℃以下。

[密度]

光学玻璃的密度(ρ)按GB/T7962.20-2010规定的方法进行测试。

在一些实施方式中，本发明玻璃的密度(ρ)为4.50g/cm³以下，优选为4.40g/cm³以下，更优选为4.30g/cm³以下。

[耐水作用稳定性]

玻璃粉末法耐水作用稳定性(D_W)采用GB/T17129规定的方法进行测试。

在一些实施方式中，本发明光学玻璃的耐水作用稳定性(D_W)为2类以上，优选为1类。

[耐酸作用稳定性]

玻璃粉末法耐酸作用稳定性(D_A)采用GB/T17129规定的方法进行测试。

在一些实施方式中，本发明光学玻璃耐酸作用稳定性(D_A)为2类以上，优选为1类。

[抗析晶性能]

本发明玻璃的析晶性能采用如下方式检测：

将实验样品加工为20*20*10mm规格，两面抛光，将样品放入温度为T_g+200℃的析晶炉内保温30分钟，取出冷却后，再对两个大面抛光，根据下表1判断玻璃的析晶性能，A级为最好，E级为最差。

表1：析晶的分级和判断标准

编号	级别	标准
			1	A	无肉眼可见的析晶颗粒
2	B	肉眼可见析晶颗粒，数量少而分散
			3	C	肉眼可见较大分散或者较密集而小的析晶颗粒
4	D	析晶颗粒较大而密集
			5	E	玻璃完全析晶失透

在一些实施方式中，本发明光学玻璃的抗析晶性能为B级以上，优选为A级，抗析晶性能优异。

Ⅱ、光学预制件与光学元件

下面，描述本发明的光学预制件与光学元件。

本发明的光学预制件与光学元件均由上述本发明的光学玻璃形成。本发明的光学预制件具有低色散特性；本发明的光学元件具有低色散特性，能够以低成本提供光学价值高的各种透镜、棱镜等光学元件。

由制作的光学玻璃出发，使用例如再热压制成型、精密压制成型等模压成型的手段，可以制作光学预制件。即，由光学玻璃出发能够制作模压成型用的光学玻璃模压坯料，并且在对该光学玻璃模压坯料进行再热压制成型后进行抛光加工来制作光学预制件。需要说明的是，制作光学预制件的手段不限定于以上所述。

如此制作的光学预制件在各种光学元件和光学设计上是有用的。尤其是，优选由本发明的光学玻璃出发，使用精密压制成型等手段来制作镜头、棱镜、反射镜等光学元件。由此，用于照相机、投影机等光学元件中的使可见光透过的光学器械时，能够实现高清且高精度的成像特性等，能够实现这些光学器械中的光学系统的轻量化。

作为透镜的例子，可举出透镜面为球面或非球面的凹弯月形透镜、凸弯月形透镜、双凸透镜、双凹透镜、平凸透镜、平凹透镜等各种透镜。这种透镜通过与高折射率高色散玻璃制成的透镜组合，可校正色差，适合作为色差校正用的透镜。另外，对于光学体系的紧凑化也是有效的透镜。

Ⅲ、光学仪器

本发明光学玻璃和/或光学玻璃所形成的光学元件可制作如照相设备、摄像设备、显示设备和监控设备等光学仪器。

[光学玻璃的制造方法]

本发明光学玻璃的熔融和成型方法可以采用本领域技术人员公知的技术。即：将玻璃原料(氟化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐、偏磷酸盐、氧化物、硼酸、氢氧化物等)按照常规方法配料后混合均匀，投入熔炼装置中(如铂金坩埚、石英坩埚等)，然后在900-1200℃采取适当的搅拌、澄清、均化后，得到没有气泡及不含未溶解物质的均质熔融玻璃，降温至900℃以下，将此熔融玻璃在模具内铸型并退火而成。本领域技术人员能够根据实际需要，适当地选择原料、工艺方法和工艺参数。

实施例

为了进一步清楚地阐释和说明本发明的技术方案，提供以下的非限制性实施例。

[光学玻璃实施例]

本实施例采用上述光学玻璃的制造方法得到具有表2-表3所示的光学玻璃。另外，通过本发明所述的测试方法测定各玻璃的特性，并将测定结果表示在表2-表3中。

表2.

表3.

[光学预制件实施例]

将表2中实施例1-10所得到的光学玻璃切割成预定大小，再在表面上均匀地涂布脱模剂，然后将其加热、软化，进行加压成型，制作凹弯月形透镜、凸弯月形透镜、双凸透镜、双凹透镜、平凸透镜、平凹透镜等各种透镜、棱镜的预制件。

[光学元件实施例]

将上述玻璃预制件实施例所得到的这些预制件退火，在降低玻璃内部的变形的同时进行微调，使得折射率等光学特性达到所需值。接着，对各预制件进行磨削、研磨，制作凹弯月形透镜、凸弯月形透镜、双凸透镜、双凹透镜、平凸透镜、平凹透镜等各种透镜、棱镜。所得光学元件的表面上还可涂布防反射膜。

[光学仪器实施例]

将上述光学元件实施例制得的光学元件通过光学设计，通过使用一个或多个光学元件形成光学部件或光学组件，可用于例如成像设备、传感器、显微镜、医药技术、数字投影、通信、光学通信技术/信息传输、汽车领域中的光学/照明、光刻技术、准分子激光器、晶片、计算机芯片以及包括这样的电路及芯片的集成电路和电子器件，或用于车载领域、监控安防领域的摄像设备和装置。

Claims (20)

1.光学玻璃，其特征在于，其折射率n_d为1.50以上，阿贝数ν_d为69以上，其组分以摩尔百分比表示，阳离子含有：P⁵⁺：19-49％；Al³⁺：15-50％；R²⁺：15-65％，其中R²⁺为Ba²⁺、Sr²⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的合计含量；

阴离子含有F^-和O^2-，其中F^-含量与F^-和O^2-的总含量的比值F^-/(F^-+O^2-)为0.4-0.7。

2.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，阳离子还含有：Si⁴⁺：0-10％；和/或B³⁺：0-10％；和/或Na⁺：0-10％；和/或Li⁺：0-10％；和/或K⁺：0-10％；和/或Zn²⁺：0-10％；和/或Nb⁵⁺：0-10％；和/或Ti⁴⁺：0-10％；和/或Zr⁴⁺：0-10％；和/或W⁶⁺：0-10％。

3.光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，阳离子由P⁵⁺：19-49％；Al³⁺：15-50％；R²⁺：15-65％；Si⁴⁺：0-10％；B³⁺：0-10％；Na⁺：0-10％；Li⁺：0-10％；K⁺：0-10％；Zn²⁺：0-10％；Nb⁵⁺：0-10％；Ti⁴⁺：0-10％；Zr⁴⁺：0-10％；W⁶⁺：0-10％；Sb³⁺：0-1％；Sn⁴⁺：0-1％；Ce⁴⁺：0-1％组成，其中R²⁺为Ba²⁺、Sr²⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的合计含量；

阴离子由F^-、O^2-和0-1％的Cl^-组成，其中F^-含量与F^-和O^2-的总含量的比值F^-/(F^-+O^2-)为0.4-0.7。

4.如权利要求1-3任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，其中：P⁵⁺：20-45％；和/或Al³⁺：15-35％；和/或R²⁺：25-60％；和/或Si⁴⁺：0-5％；和/或B³⁺：0-5％；和/或Na⁺：0-5％；和/或Li⁺：0-5％；和/或K⁺：0-5％；和/或Zn²⁺：0-5％；和/或Nb⁵⁺：0-5％；和/或Ti⁴⁺：0-5％；和/或Zr⁴⁺：0-5％；和/或W⁶⁺：0-5％；和/或Sb³⁺：0-0.5％；和/或Sn⁴⁺：0-0.5％；和/或Ce⁴⁺：0-0.5％。

5.如权利要求1-3任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，其中：P⁵⁺：24-40％；和/或Al³⁺：18-35％；和/或R²⁺：30-55％；和/或Si⁴⁺：0-3％；和/或B³⁺：0-3％；和/或Na⁺：0-3％；和/或Li⁺：0-3％；和/或K⁺：0-3％；和/或Zn²⁺：0-3％；和/或Nb⁵⁺：0-3％；和/或Ti⁴⁺：0-3％；和/或Zr⁴⁺：0-3％；和/或W⁶⁺：0-3％。

6.如权利要求1-3任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，其中：Ba²⁺：12-40％，优选Ba²⁺：19-36％，更优选Ba²⁺：23-36％；和/或Sr²⁺：0-20％，优选Sr²⁺：3-20％，更优选Sr²⁺：4-15％，进一步优选Sr²⁺：5-12％；和/或Ca²⁺：0-10％，优选Ca²⁺：0-8％，更优选Ca²⁺：0-5％；和/或Mg²⁺：0-10％，优选Mg²⁺：0-8％，更优选Mg²⁺：0-5％，进一步优选Mg²⁺：0-3％。

7.如权利要求1-3任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，其中：Ba²⁺/R²⁺为0.4以上，优选Ba²⁺/R²⁺为0.5以上，更优选Ba²⁺/R²⁺为0.55-0.9，进一步优选Ba²⁺/R²⁺为0.65-0.8。

8.如权利要求1-3任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，其中：Sr²⁺含量大于Mg²⁺含量，和/或Ca²⁺含量大于或等于Mg²⁺含量。

9.如权利要求1-3任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，其中：Sr²⁺/Ba²⁺为0.1-0.6，优选Sr²⁺/Ba²⁺为0.15-0.5，更优选Sr²⁺/Ba²⁺为0.2-0.4。

10.如权利要求1-3任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，其中：Mg²⁺/Ca²⁺为0.9以下，优选Mg²⁺/Ca²⁺为0.6以下，更优选Mg²⁺/Ca²⁺为0.5以下。

11.如权利要求1-3任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，其中：Al³⁺/P⁵⁺为0.4-1.5，优选为0.5-1.3，更优选为0.7-1.2。

12.如权利要求1-3任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，其中：F^-：40-70％，优选F^-：41-68％，更优选F^-：45-60％；和/或O^2-：30-60％，优选O^2-：32-59％，更优选O^2-：40-55％。

13.如权利要求1-3任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，其中：F^-/(F^-+O^2-)为0.41-0.68，优选F^-/(F^-+O^2-)为0.45-0.6。

14.如权利要求1或2任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，阳离子还含有：Sb³⁺：0-1％；和/或Sn⁴⁺：0-1％；和/或Ce⁴⁺：0-1％；阴离子还含有：Cl^-：0-1％；和/或Br^-：0-1％；和/或I^-：0-1％，优选阴离子还含有：Cl^-：0-0.5％；和/或Br^-：0-0.5％；和/或I^-：0-0.5％，更优选阴离子还含有：Cl^-：0-0.2％；和/或Br^-：0-0.2％；和/或I^-：0-0.2％。

15.如权利要求1-2任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其组分中不含有Li⁺；和/或不含有B³⁺；和/或不含有Zn²⁺。

16.如权利要求1-3任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃的折射率n_d为1.50以上，优选为1.50-1.58，更优选为1.51-1.56，进一步优选为1.52-1.55；阿贝数ν_d为69以上，优选为69-85，更优选为70-79，进一步优选为72-78，更进一步优选为73-77。

17.如权利要求1-3任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃的转变温度T_g为540℃以下，优选为530℃以下，更优选为520℃以下；和/或光学玻璃的密度ρ为4.50g/cm³以下，优选为4.40g/cm³以下，更优选为4.30g/cm³以下；和/或耐水作用稳定性D_W为2类以上，优选为1类；和/或耐酸作用稳定性D_A为2类以上，优选为1类；和/或抗析晶性能为B级以上，优选为A级。

18.光学预制件，其特征在于，采用权利要求1-17任一权利要求所述的光学玻璃制成。

19.光学元件，其特征在于，采用权利要求1-17任一权利要求所述的光学玻璃制成，或采用权利要求18所述的光学预制件制成。

20.光学仪器，含有权利要求1-17任一权利要求所述的光学玻璃，和/或含有权利要求19所述的光学元件。