CN112811815A - 光学玻璃、玻璃预制件、光学元件和光学仪器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学玻璃，所述光学玻璃的组分以摩尔百分比表示，阳离子含有：P⁵⁺：26～45％；Al³⁺：5～25％；R²⁺：28～60％；阴离子含有F^‑和O^2‑，其中：F^‑+O^2‑为98％以上，(P⁵⁺+Al³⁺)/F^‑为0.9～4.0，所述R²⁺为Ba²⁺、Sr²⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的合计含量。通过合理的组分设计，本发明获得的光学玻璃在具有期望的折射率和阿贝数的同时，具有较低的ΔP_C,s值和ΔP_C,t值，耐候性优异。

Description

光学玻璃、玻璃预制件、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1.57～1.66，阿贝数为56～65的光学玻璃，以及由其制成的玻璃预制件、光学元件和光学仪器。

背景技术

近年来，光学镜头大量应用在车载成像、监控安防等领域，在夜间成像时，镜头在夜间黑白模式下吸收近红外光，而近红外波段光线与可见光在通过镜头时在不同的焦距上成焦，造成成像画质的劣化，成为车载成像、监控安防乃至望远镜、枪瞄镜等领域光学设计的难题。

玻璃的折射率随着波长的增大而减小，通常来讲使用可见光图像传感器的摄像系统在夜晚的近红外辅助照明可用波长范围大约在800～1000nm左右，研究发现，在这个波长范围内，如果玻璃的折射率随着波长的增大而减小的幅度小于正常玻璃，即玻璃在近红外波段形成一定的异常分散，可以大幅度降低光学设计实现日夜共焦的难度，有效改善夜间成像质量，所述近红外波段的异常分散用ΔP_C,s与ΔP_C,t值来表征。

折射率为1.57～1.66，阿贝数为56～65的光学玻璃的折射率与阿贝数适中，广泛应用于各类成像系统中。现有技术中折射率和阿贝数在该范围内的光学玻璃的ΔP_C,s与ΔP_C,t值较大，不能满足新型成像光学设备的发展需要，如申请号为200780019054.0的专利公开的一种折射率为1.55～1.65，阿贝数为55～65的光学玻璃。

另一方面，需要实现日夜共焦的光学系统通常需要工作在恶劣环境中，需要光学材料具备较好的耐候性以保证光学系统的可靠性。因此，开发出一种具有较低ΔP_C,s与ΔP_C,t值且耐候性优异的光学玻璃，对光电信息领域的发展具有重要的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有较低ΔP_C,s值和ΔP_C,t值，并且具有优异耐候性的光学玻璃。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

(1)光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，阳离子含有：P⁵⁺：26～45％；Al³⁺：5～25％；R²⁺：28～60％；

阴离子含有F^-和O^2-，其中：F^-+O^2-为98％以上，(P⁵⁺+Al³⁺)/F^-为0.9～4.0，所述R²⁺为Ba²⁺、Sr²⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的合计含量。

(2)根据(1)所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，阳离子还含有：La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺：0～20％；和/或Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺：0～15％；和/或Rn⁺：0～10％；和/或Yb³⁺：0～10％；和/或Zn²⁺：0～10％；和/或B³⁺：0～10％；和/或Si⁴⁺：0～5％；和/或Ta⁵⁺：0～10％；和/或Sb³⁺：0～1％；和/或Sn⁴⁺：0～1％；和/或Ce⁴⁺：0～1％，所述Rn⁺为Li⁺、Na⁺、K⁺中的一种或多种。

(3)光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，阳离子含有：P⁵⁺：26～45％；La³⁺+Gd³⁺+Y^{3 +}：0～20％；Al³⁺：5～25％；R²⁺：28～60％；Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺：0～15％；Rn⁺：0～10％；Yb³⁺：0～10％；Zn²⁺：0～10％；B³⁺：0～10％；Si⁴⁺：0～5％；Ta⁵⁺：0～10％；Sb³⁺：0～1％；Sn⁴⁺：0～1％；Ce⁴⁺：0～1％；

阴离子含有F^-和O^2-，其中：F^-+O^2-为98％以上，所述R²⁺为Ba²⁺、Sr²⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的合计含量，Rn⁺为Li⁺、Na⁺、K⁺中的一种或多种。

(4)光学玻璃，其组分中阳离子含有P⁵⁺、Al³⁺和R²⁺，阴离子含有F^-和O^2-，所述光学玻璃的折射率n_d为1.57～1.66，阿贝数ν_d为56～65，ΔP_C,s值为0以下，ΔP_C,t值为-0.01以下。

(5)根据(4)所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，阳离子含有：P⁵⁺：26～45％；La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺：0～20％；Al³⁺：5～25％；R²⁺：28～60％；Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺：0～15％；Rn⁺：0～10％；Yb³⁺：0～10％；Zn²⁺：0～10％；B³⁺：0～10％；Si⁴⁺：0～5％；Ta⁵⁺：0～10％；Sb³⁺：0～1％；Sn⁴⁺：0～1％；Ce⁴⁺：0～1％，所述R²⁺为Ba²⁺、Sr²⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的合计含量，Rn⁺为Li⁺、Na⁺、K⁺中的一种或多种。

(6)根据(1)～(5)任一所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，其中：(P⁵⁺+Al^{3 +})/F^-为0.9～4.0，优选(P⁵⁺+Al³⁺)/F^-为1.0～3.5，更优选(P⁵⁺+Al³⁺)/F^-为1.2～3.0，进一步优选(P⁵⁺+Al³⁺)/F^-为1.5～2.5。

(7)根据(1)～(5)任一所述的光学玻璃,其组分以摩尔百分比表示，其中：(Nb⁵⁺+W^{6 +}+Ti⁴⁺)/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.1～10.0，优选(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.2～6.0，更优选(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.5～4.0，进一步优选(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)/(La³⁺+Gd³⁺+Y^{3 +})为0.7～2.0。

(8)根据(1)～(5)任一所述的光学玻璃,其组分以摩尔百分比表示，其中：Y³⁺/(La^{3 +}+Gd³⁺+Y³⁺)为0.3～1.0，优选Y³⁺/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.5～1.0，更优选Y³⁺/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.6～1.0，进一步优选Y³⁺/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.65～1.0。

(9)根据(1)～(5)任一所述的光学玻璃,其组分以摩尔百分比表示，其中：Mg²⁺/Ba^{2 +}为0.01～0.3，优选Mg²⁺/Ba²⁺为0.02～0.25，更优选Mg²⁺/Ba²⁺为0.03～0.2，进一步优选Mg²⁺/Ba²⁺为0.05～0.15。

(10)根据(1)～(5)任一所述的光学玻璃,其组分以摩尔百分比表示，其中：Sr²⁺/Y^{3 +}为0.3～10.0，优选Sr²⁺/Y³⁺为0.5～5.0，更优选Sr²⁺/Y³⁺为0.8～3.0，进一步优选Sr²⁺/Y³⁺为1.0～2.0。

(11)根据(1)～(5)任一所述的光学玻璃,其组分以摩尔百分比表示，其中：(Ca²⁺+Zn²⁺)/(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)为2.0以下，优选(Ca²⁺+Zn²⁺)/(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)为1.0以下，更优选(Ca²⁺+Zn²⁺)/(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)为0.8以下，进一步优选(Ca²⁺+Zn²⁺)/(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)为0.5以下。

(12)根据(1)～(5)任一所述的光学玻璃,其组分以摩尔百分比表示，其中：(Rn⁺+Ca²⁺)/Mg²⁺为2.0以下，优选(Rn⁺+Ca²⁺)/Mg²⁺为1.0以下，更优选(Rn⁺+Ca²⁺)/Mg²⁺为0.8以下，进一步优选(Rn⁺+Ca²⁺)/Mg²⁺为0.5以下。

(13)根据(1)～(5)任一所述的光学玻璃,其组分以摩尔百分比表示，其中：F^-/O^2-为0.18～0.6，优选F^-/O^2-为0.2～0.5，更优选F^-/O^2-为0.25～0.45，进一步优选F^-/O^2-为0.28～0.4。

(14)根据(1)～(5)任一所述的光学玻璃,其组分以摩尔百分比表示，其中：F^-/Ba²⁺为0.35～1.2，优选F^-/Ba²⁺为0.5～1.1，更优选F^-/Ba²⁺为0.6～1.0，进一步优选F^-/Ba²⁺为0.65～0.9。

(15)根据(1)～(5)任一所述的光学玻璃,其组分以摩尔百分比表示，其中：P⁵⁺：30～40％，优选P⁵⁺：33～38％；和/或La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺：0.1～15％，优选La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺：0.5～12％，更优选La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺：1～10％；和/或Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺：0.5～10％，优选Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺：1～8％；和/或R²⁺：35～55％，优选R²⁺：38～50％；和/或Al³⁺：8～20％，优选Al³⁺：10～18％；和/或Rn⁺：0～5％，优选Rn⁺：0～2％，更优选不含有Rn⁺；和/或Yb³⁺：0～5％，优选Yb³⁺：0～2％，更优选不含有Yb³⁺；和/或Zn²⁺：0～5％，优选Zn²⁺：0～2％，更优选不含有Zn²⁺；和/或B³⁺：0～5％，优选B^{3 +}：0～2％，更优选不含有B³⁺；和/或Si⁴⁺：0～2％，优选Si⁴⁺：0～1％，更优选不含有Si⁴⁺；和/或Ta⁵⁺：0～5％，优选Ta⁵⁺：0～2％，更优选不含有Ta⁵⁺；和/或Sb³⁺：0～0.5％，优选Sb³⁺：0～0.1％；和/或Sn⁴⁺：0～0.5％，优选Sn⁴⁺：0～0.1％，更优选不含有Sn⁴⁺；和/或Ce⁴⁺：0～0.5％，优选Ce⁴⁺：0～0.1％，更优选不含有Ce⁴⁺。

(16)根据(1)～(5)任一所述的光学玻璃,其组分以摩尔百分比表示，其中：Ba²⁺：28～45％，优选Ba²⁺：30～40％，更优选Ba²⁺：33～38％；和/或Sr²⁺：0～10％，优选Sr²⁺：1～8％，更优选Sr²⁺：2～7％；和/或Mg²⁺：0～10％，优选Mg²⁺：1～7％，更优选Mg²⁺：2～6％；和/或Ca²⁺：0～10％，优选Ca²⁺：0～6％，更优选Ca²⁺：0～5％；和/或La³⁺：0～10％，优选La³⁺：0～5％，更优选La³⁺：0～3％；和/或Gd³⁺：0～10％，优选Gd³⁺：0～5％，更优选Gd³⁺：0～3％；和/或Y³⁺：0～10％，优选Y³⁺：0.5～8％，更优选Y³⁺：1～7％；和/或Nb⁵⁺：0～10％，优选Nb⁵⁺：0～6％，更优选Nb⁵⁺：0～4％；和/或W⁶⁺：0～10％，优选W⁶⁺：0～6％，更优选W⁶⁺：0～5％；和/或Ti⁴⁺：0～10％，优选Ti⁴⁺：0～5％，更优选Ti⁴⁺：0～2％，进一步优选不含有Ti⁴⁺。

(17)根据(1)～(5)任一所述的光学玻璃,其组分以摩尔百分比表示，其中：F^-：15～45％，优选F^-：18～38％，更优选F^-：21～35％；和/或O^2-：55～85％，优选O^2-：62～82％，更优选O^2-：65～79％。

(18)根据(1)～(5)任一所述的光学玻璃,其组分以摩尔百分比表示，阴离子还含有：Cl^-：0～2％；和/或Br^-：0～2％；和/或I^-：0～2％，优选阴离子还含有：Cl^-：0～1％；和/或Br^-：0～1％；和/或I^-：0～1％，更优选阴离子还含有：Cl^-：0～0.5％；和/或Br^-：0～0.5％；和/或I^-：0～0.5％。

(19)根据(1)～(5)任一所述的光学玻璃，所述的光学玻璃的折射率n_d为1.57～1.66，优选折射率n_d为1.58～1.64，更优选折射率n_d为1.60～1.63；阿贝数ν_d为56～65，优选阿贝数ν_d为58～63，更优选阿贝数ν_d为59～62。

(20)根据(1)～(5)任一所述的光学玻璃，所述的光学玻璃的ΔP_C,s值为0以下，优选ΔP_C,s值为-0.01以下，更优选ΔP_C,s值为-0.015以下，进一步优选ΔP_C,s值为-0.02以下；和/或ΔP_C,t值为-0.01以下，优选ΔP_C,t值为-0.02以下，更优选ΔP_C,t值为-0.03以下，进一步优选ΔP_C,t值为-0.04以下，更进一步优选ΔP_C,t值为-0.05以下。

(21)根据(1)～(5)任一所述的光学玻璃，所述的光学玻璃的耐水作用稳定性D_W为3类以上，优选耐水作用稳定性D_W为2类以上；和/或耐酸作用稳定性D_A为3类以上，优选耐酸作用稳定性D_A为2类以上；和/或耐候性CR为2类以上，优选耐候性CR为1类；和/或转变温度T_g为620℃以下，优选转变温度T_g为610℃以下，更优选转变温度T_g为600℃以下；和/或密度ρ为4.60g/cm³以下，优选密度ρ为4.50g/cm³以下,更优选密度ρ为4.40g/cm³以下；和/或λ₈₀为380nm以下，优选λ₈₀为375nm以下，更优选λ₈₀为370nm以下；和/或λ₅为330nm以下，优选λ₅为325nm以下，更优选λ₅为320nm以下。

(22)玻璃预制件，采用(1)～(21)任一所述的光学玻璃制成。

(23)光学元件，采用(1)～(21)任一所述的光学玻璃或(22)所述的玻璃预制件制成。

(24)光学仪器，含有(1)～(21)任一所述的光学玻璃；和/或含有(23)所述的光学元件。

本发明的有益效果是：通过合理的组分设计，本发明获得的光学玻璃在具有期望的折射率和阿贝数的同时，具有较低的ΔP_C,s值和ΔP_C,t值，耐候性优异。

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。

[光学玻璃]

下面对本发明组成光学玻璃的各组分(成分)范围进行说明。在本说明书中，如果没有特殊说明，阳离子组分的含量以该阳离子占全部阳离子组分的摩尔百分比(mol％)表示，阴离子组分的含量以该阴离子占全部阴离子组分的摩尔百分比(mol％)表示；阳离子组分含量之间的比值是各阳离子组分含量之间的摩尔百分比含量的比值；阴离子组分含量之间的比值是各阴离子组分含量之间的摩尔百分比含量的比值；阴阳离子组分含量之间的比值，是阳离子组分占所有阳离子组分的摩尔百分比含量与阴离子组分占所有阴离子组分的摩尔百分比含量的比值。

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，以下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。光学玻璃中各组分的离子价存在代表值以外的可能性。例如，P通常以离子价为+5价的状态存在于玻璃中，因此在本专利中以“P⁵⁺”作为代表值，但是存在以其他的离子价状态存在的可能性，这也在本专利的保护范围之内。

<关于阳离子组分>

P⁵⁺是玻璃网络形成体组分，可以提高玻璃的稳定性，降低玻璃的△P_C,t值和△P_C,s值,当其含量低于26％时，上述效果不明显，且玻璃的稳定性降低，析晶倾向增加。因此，本发明中P⁵⁺的含量为26％以上，优选含量为30％以上，更优选含量为33％以上。另一方面，若P⁵⁺的含量超过45％，玻璃的耐候性下降，且较难获得本发明期望的光学常数。因此，本发明中P⁵⁺的含量为45％以下，优选含量为40％以下，更优选含量为38％以下。在一些实施方式中，可含有26％、26.5％、27％、27.5％、28％、28.5％、29％、29.5％、30％、30.5％、31％、31.5％、32％、32.5％、33％、33.5％、34％、34.5％、35％、35.5％、36％、36.5％、37％、37.5％、38％、38.5％、39％、39.5％、40％、40.5％、41％、41.5％、42％、42.5％、43％、43.5％、44％、44.5％、45％的P⁵⁺。

Al³⁺是本发明玻璃的骨架组分，可有效提高玻璃的机械性能和耐候性，同时降低玻璃的热膨胀系数，当其含量低于5％时，无法形成稳定的玻璃骨架并获得上述的效果。当Al³⁺的含量高于25％时，玻璃的转变温度和液相温度升高，玻璃熔制变得困难，同时成型温度增加，从而导致玻璃的挥发加剧，使得玻璃条纹变坏，且过高的转变温度会使模压成型困难。因此，本发明中Al³⁺的含量为5～25％，优选为8～20％，更优选为10～18％。在一些实施方式中，可含有5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％、15％、15.5％、16％、16.5％、17％、17.5％、18％、18.5％、19％、19.5％、20％、20.5％、21％、21.5％、22％、22.5％、23％、23.5％、24％、24.5％、25％的Al³⁺。

La³⁺具有提高玻璃的折射率，改善耐酸性的作用，当La³⁺的含量过多时，玻璃的热稳定性和耐失透性下降，制造过程中玻璃容易失透。因此，本发明中La³⁺的含量为10％以下，优选为5％以下，更优选为3％以下。在一些实施方式中，可含有0％、大于0％、0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％的La³⁺。

Gd³⁺可以改善玻璃的化学稳定性，提高折射率，若其含量超过10％，则玻璃的转变温度上升，而且其稳定性也会降低。因此，本发明中Gd³⁺的含量为10％以下，优选为5％以下，更优选为3％以下。在一些实施方式中，可含有0％、大于0％、0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％的Gd³⁺。

Y³⁺具有高折射率低色散、改善玻璃的磨耗度和适当降低玻璃的△P _C,t值和△P_C,s值的作用，当其含量超过10％时，玻璃的失透倾向增加。因此，本发明中Y³⁺的含量为10％以下，优选为0.5～8％，更优选为1～7％。在一些实施方式中，可含有0％、大于0％、0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％的Y³⁺。

在本发明的一些实施方式中，将La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺的合计含量La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺控制在20％以下，可以防止玻璃的光学常数超出设计要求，因此优选La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺为20％以下。进一步的，通过使La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺的合计含量La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺在0.1～15％范围内，在较易获得期望的光学常数的同时，还可提高玻璃的化学稳定性，因此更优选La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺为0.1～15％，进一步优选La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺为0.5～12％，更进一步优选La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺为1～10％。在一些实施方式中，La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺可为0％、大于0％、0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％、15％、15.5％、16％。16.5％、17％、17.5％、18％、18.5％、19％、19.5％、20％。

在本发明的一些实施方式中，通过控制Y³⁺/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)在0.3～1.0范围内，可以优化玻璃的耐候性，提高玻璃的光透过率。因此，优选Y³⁺/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.3～1.0，更优选Y³⁺/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.5～1.0，进一步优选Y³⁺/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.6～1.0，更进一步优选Y³⁺/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.65～1.0。在一些实施方式中，Y³⁺/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)的值可为0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1.0。

Yb³⁺可以提高玻璃的折射率，当其含量过高时，玻璃的热稳定性和耐失透性下降。因此，本发明中Yb³⁺的含量为10％以下，优选为5％以下，更优选为2％以下，进一步优选不含有Yb³⁺。在一些实施方式中，可含有0％、大于0％、0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％的Yb³⁺。

W⁶⁺可以提高玻璃的折射率和色散，降低玻璃的转变温度、△P_C,t值和△P_C,s值，若其含量超过10％，玻璃的着色度变差，同时折射率易超出设计要求，磨耗度变差。因此，W⁶⁺的含量为10％以下，优选为6％以下，更优选为5％以下。在一些实施方式中，可含有0％、大于0％、0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％的W⁶⁺。

Nb⁵⁺可以提高玻璃的折射率和色散，降低玻璃的△P_C,t值和△P_C,s值，改善玻璃的热稳定性和化学稳定性，若其含量超过10％，玻璃的耐失透性降低，着色度变差。因此，Nb⁵⁺的含量为10％以下，优选为6％以下，更优选为4％以下。在一些实施方式中，可含有0％、大于0％、0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％的Nb⁵⁺。

Ti⁴⁺可改善玻璃的化学稳定性，降低玻璃的△P_C,t值和△P_C,s值，但若其含量过多，玻璃的析晶倾向增加，着色度变差，同时玻璃的熔融性降低。因此，本发明中Ti⁴⁺的含量为10％以下，优选为5％以下，更优选为2％以下。在一些实施方式中，进一步优选不含有Ti⁴⁺。在一些实施方式中，可含有0％、大于0％、0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％的Ti⁴⁺。

在本发明的一些实施方式中，通过使Nb⁵⁺、W⁶⁺和Ti⁴⁺的合计含量Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺在15％以下，可防止玻璃折射率和阿贝数超过设计要求，防止耐失透性下降，以及着色度变差，因此优选Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺为15％以下。进一步的，通过使Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺在0.5％以上，有利于降低玻璃的△P_C,t值和△P_C,s值。因此，更优选Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺为0.5～10％，进一步优选Nb⁵⁺+W^{6 +}+Ti⁴⁺为1～8％。在一些实施方式中，Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺可为0％、大于0％、0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％、15％。

发明人大量实验研究发现，在本发明的一些实施方式中，通过使Nb⁵⁺、W⁶⁺和Ti⁴⁺的合计含量Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺与La³⁺、Gd³⁺和Y³⁺的合计含量La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺之间的比例(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti^{4 +})/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)在0.1～10.0之间，可以较易使玻璃的光学常数在期望的范围内的同时，降低玻璃的△P_C,t值和△P_C,s值，并优化玻璃的化学稳定性。因此，优选(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.1～10.0，更优选(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.2～6.0，进一步优选(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.5～4.0，更进一步优选(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.7～2.0。在一些实施方式中，(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)的值可为0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.3、2.5、2.7、3.0、3.3、3.5、3.7、4.0、4.3、4.5、4.7、5.0、5.3、5.5、5.7、6.0、6.3、6.5、6.7、7.0、7.3、7.5、7.7、8.0、8.3、8.5、8.7、9.0、9.3、9.5、9.7、10.0。

本发明中通过含有28～60％的碱土金属组分R²⁺(其中R²⁺为Ba²⁺、Sr²⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的合计含量)，以提高玻璃的热稳定性，调节玻璃的光学常数，优选含有35～55％的R²⁺，更优选含有38～50％的R²⁺。在一些实施方式中，可含有28％、28.5％、29％、29.5％、30％、30.5％、31％、31.5％、32％、32.5％、33％、33.5％、34％、34.5％、35％、35.5％、36％、36.5％、37％、37.5％、38％、38.5％、39％、39.5％、40％、40.5％、41％、41.5％、42％、42.5％、43％、43.5％、44％、44.5％、45％、45.5％、46％、46.5％、47％、47.5％、48％、48.5％、49％、49.5％、50％、50.5％、51％、51.5％、52％、52.5％、53％、53.5％、54％、54.5％、55％、55.5％、56％、56.5％、57％、57.5％、58％、58.5％、59％、59.5％、60％的R²⁺。

Ba²⁺具有提高玻璃的折射率、热稳定性和耐候性的作用，本发明中通过含有28％以上的Ba²⁺以获得上述效果。另一方面，若Ba²⁺的含量超过45％，玻璃的转变温度和密度增加，磨耗度变差。因此，本发明中Ba²⁺的含量为28～45％，优选为30～40％，更优选为33～38％。在一些实施方式中，可含有28％、28.5％、29％、29.5％、30％、30.5％、31％、31.5％、32％、32.5％、33％、33.5％、34％、34.5％、35％、35.5％、36％、36.5％、37％、37.5％、38％、38.5％、39％、39.5％、40％、40.5％、41％、41.5％、42％、42.5％、43％、43.5％、44％、44.5％、45％的Ba²⁺。

Sr²⁺可以降低玻璃的热膨胀系数，并可有效调整玻璃的折射率和密度，但若其含量过高，玻璃的耐失透性和化学稳定性降低。因此，本发明中Sr²⁺的含量为0～10％，优选为1～8％，更优选为2～7％。在一些实施方式中，可含有0％、大于0％、0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％的Sr²⁺。

在本发明的一些实施方式中，将Sr²⁺与Y³⁺的相对含量Sr²⁺/Y³⁺控制在0.3～10.0范围内，可以降低玻璃的转变温度和密度，因此优选Sr²⁺/Y³⁺为0.3～10.0，更优选Sr²⁺/Y³⁺为0.5～5.0。进一步的，使Sr²⁺/Y³⁺在0.8～3.0范围内，还可进一步提高玻璃的抗析晶性能，因此进一步优选Sr²⁺/Y³⁺为0.8～3.0，更进一步优选Sr²⁺/Y³⁺为1.0～2.0。在一些实施方式中，Sr²⁺/Y³⁺的值可为0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.3、3.5、3.7、4.0、4.3、4.5、4.7、5.0、5.3、5.5、5.7、6.0、6.3、6.5、6.7、7.0、7.3、7.5、7.7、8.0、8.3、8.5、8.7、9.0、9.3、9.5、9.7、10.0。

Mg²⁺可以改善玻璃的磨耗度和耐失透性，若其含量超过10％，玻璃的稳定性降低。因此，本发明中Mg²⁺的含量为0～10％，优选为1～7％，更优选为2～6％。在一些实施方式中，可含有0％、大于0％、0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％的Mg²⁺。

在本发明的一些实施方式中，通过使Mg²⁺与Ba²⁺的含量之间的比例Mg²⁺/Ba²⁺在0.01～0.3范围内，可以在优化玻璃磨耗度的同时，提高玻璃的化学稳定性。因此，优选Mg²⁺/Ba²⁺为0.01～0.3，更优选Mg²⁺/Ba²⁺为0.02～0.25，进一步优选Mg²⁺/Ba²⁺为0.03～0.2，更进一步优选Mg²⁺/Ba²⁺为0.05～0.15。在一些实施方式中，Mg²⁺/Ba²⁺的值可为0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.2、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.3。

Ca²⁺具有提高玻璃化学稳定性，改善玻璃研磨性能的作用，一定含量内代替Ba²⁺，可以降低玻璃密度，若其含量过多，玻璃的耐失透性恶化。因此，本发明中Ca²⁺的含量为0～10％，优选为0～6％，更优选为0～5％。在一些实施方式中，可含有0％、大于0％、0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％的Ca²⁺。

Rn⁺(Rn⁺为Li⁺、Na⁺、K⁺中的一种或多种)可以降低玻璃的转变温度和折射率，提高玻璃的模压性能，若其含量过多，玻璃的稳定性和耐候性降低。因此，本发明中Rn⁺的含量为10％以下，优选为5％以下，更优选为2％以下。在一些实施方式中，进一步优选不含有Rn⁺。在一些实施方式中，可含有0％、大于0％、0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％的Rn⁺。

本发明通过大量实验研究发现，在一些实施方式中，通过控制(Rn⁺+Ca²⁺)/Mg²⁺在2.0以下，可以降低玻璃的密度、P_C,t值和△P_C,s值，优化玻璃的磨耗度。因此，优选(Rn⁺+Ca^{2 +})/Mg²⁺为2.0以下，更优选(Rn⁺+Ca²⁺)/Mg²⁺为1.0以下，进一步优选(Rn⁺+Ca²⁺)/Mg²⁺为0.8以下，更进一步优选(Rn⁺+Ca²⁺)/Mg²⁺为0.5以下。在一些实施方式中，(Rn⁺+Ca²⁺)/Mg²⁺的值可为0、大于0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0。

Zn²⁺可以降低玻璃的转变温度，提高玻璃热稳定性，当其含量超过10％时，玻璃的色散增加，难以获得期望的光学常数，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2％以下。在一些实施方式中，进一步优选不含有Zn²⁺。在一些实施方式中，可含有0％、大于0％、0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％的Zn²⁺。

本发明通过大量实验研究发现，在一些实施方式中，通过将Ca²⁺和Zn²⁺的合计含量Ca²⁺+Zn²⁺与Nb⁵⁺、W⁶⁺、Ti⁴⁺的合计含量Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺之间的比例(Ca²⁺+Zn²⁺)/(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)控制在2.0以下，可以使玻璃在获得较低△P_C,t值和△P_C,s值的同时，优化玻璃的抗析晶性能。因此，优选(Ca²⁺+Zn²⁺)/(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)为2.0以下，更优选(Ca²⁺+Zn²⁺)/(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)为1.0以下。进一步的，通过使(Ca²⁺+Zn²⁺)/(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)为0.8以下，还可进一步优化玻璃的气泡度，降低玻璃的热膨胀系数。因此进一步优选(Ca²⁺+Zn²⁺)/(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)为0.8以下，更进一步优选(Ca²⁺+Zn²⁺)/(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)为0.5以下。在一些实施方式中，(Ca²⁺+Zn²⁺)/(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)的值可为0、大于0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0。

Si⁴⁺可以提高玻璃的耐失透性，降低玻璃的磨耗度并提高加工性，当其含量超过5％时，玻璃的熔化性能下降。因此，本发明光学玻璃中Si⁴⁺的含量为5％以下，优选为2％优选，更优选为1％以下，进一步优选不含有Si⁴⁺。在一些实施方式中，可含有0％、大于0％、0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％的Si⁴⁺。

B³⁺可以提高玻璃的耐失透性，但在含氟的光学玻璃中，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和条纹，因此B³⁺的含量限定为10％以下，优选为5％以下，更优选为2％以下，进一步优选不含有B³⁺。在一些实施方式中，可含有0％、大于0％、0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％的B³⁺。

Ta⁵⁺可以提高玻璃的折射率，但其含量多时，玻璃容易失透。因此，Ta⁵⁺的含量为10％以下，优选为5％以下，更优选为2％以下，因其对降低玻璃的△P_C,t值和△P_C,s值无显著贡献且价格昂贵，进一步优选不含有Ta⁵⁺。在一些实施方式中，可含有0％、大于0％、0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％的Ta⁵⁺。

本发明玻璃中可以含有Sb³⁺、Sn⁴⁺、Ce⁴⁺中的一种或多种组分作为澄清剂，以提高玻璃的除泡效果。当Sb³⁺的含量超过1％时，玻璃有澄清性能降低的倾向，同时由于其强氧化作用促进了成型模具的劣化，因此本发明Sb³⁺的含量为1％以下，优选为0.5％以下，更优选为0.1％以下。Sn⁴⁺也可以作为澄清剂，但当其含量超过1％时，玻璃会着色，或者当加热、软化玻璃并进行模压成形等再次成形时，Sn⁴⁺会成为晶核生成的起点，产生失透的倾向，因此本发明的Sn⁴⁺的含量为1％以下，优选为0.5％以下，更优选为0.1％以下，进一步优选不含有Sn⁴⁺。Ce⁴⁺的作用及含量与Sn⁴⁺相同，其含量为1％以下，优选为0.5％以下，更优选为0.1％以下，进一步优选不含有Ce⁴⁺。在一些实施方式中，可含有0％、大于0％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％的Sb³⁺和/或Sn⁴⁺和/或Ce⁴⁺。

<关于阴离子组分>

本发明玻璃中通过使F^-和O^2-的合计含量F^-+O^2-在98％以上，可使玻璃在获得优异的稳定性的同时，降低玻璃的P_C,t值与△P_C,s值，优选F^-+O^2-为98.5％以上，更优选F^-+O^2-为99％以上，进一步优选F^-+O^2-为99.5％以上。在一些实施方式中，F^-+O^2-可为98％、98.1％、98.2％、98.3％、98.4％、98.5％、98.6％、98.7％、98.8％、98.9％、99％、99.1％、99.2％、99.3％、99.4％、99.5％、99.6％、99.7％、99.8％、99.9％、100％。

F^-对于降低玻璃的折射率温度系数和转变温度有明显效果，是提高阿贝数和降低P_C,t值与△P_C,s值的重要组分，若其含量低于15％，上述效果不明显，优选F^-的含量为18％以上，更优选F^-的含量为21％以上。另一方面，若F^-的含量过高，会降低玻璃的折射率，削弱玻璃的稳定性，增加玻璃的热膨胀系数，尤其是熔化过程中，氟的挥发不仅易污染环境，而且易使玻璃的内部组成不均匀，因此，本发明中F^-的含量限定为45％以下，优选为38％以下，更优选为35％以下。在一些实施方式中，可含有15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％的F^-。

本发明光学玻璃中含有O^2-，尤其是，通过含有55％以上的O^2-，能够提高玻璃的稳定性和耐候性，抑制玻璃的磨耗度上升和条纹度变差。另一方面，通过将O^2-的含量控制在85％以下，可以防止玻璃的高温粘度和熔融温度升高。因此，O^2-的含量为55～85％，优选为62～82％，更优选为65～79％。在一些实施方式中，可含有55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％的O^2-。

本发明中可通过含有2％以下的Cl^-作为澄清剂，以提高玻璃的除泡效果，优选Cl^-的含量为0～1％，更优选为0～0.5％。在一些实施方式中，可含有0％、大于0％、0.01％、0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2％的Cl^-。

在本发明的一些实施方式中，将F^-与O^2-的相对含量F^-/O^2-控制在0.18～0.6范围内，可以提高玻璃的稳定性和热稳定性，优化玻璃的光透过率。因此，优选F^-/O^2-为0.18～0.6，更优选F^-/O^2-为0.2～0.5，进一步优选F^-/O^2-为0.25～0.45，更进一步优选F^-/O^2-为0.28～0.4。在一些实施方式中，F^-/O^2-的值可为0.18、0.19、0.2、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.3、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.4、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49、0.5、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、0.56、0.57、0.58、0.59、0.6。

在本发明的一些实施方式中，通过使F^-/Ba²⁺在0.35～1.2范围内，可以在降低玻璃的P_C,t值和△P_C,s值的同时，获得较低的转变温度。因此，优选F^-/Ba²⁺为0.35～1.2，更优选F^-/Ba²⁺为0.5～1.1，进一步优选F^-/Ba²⁺为0.6～1.0，更进一步优选F^-/Ba²⁺为0.65～0.9。在一些实施方式中，F^-/Ba²⁺的值可为0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.4、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49、0.5、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、0.56、0.57、0.58、0.59、0.6、0.61、0.63、0.65、0.67、0.7、0.73、0.75、0.77、0.8、0.83、0.85、0.87、0.9、0.93、0.95、0.97、1.0、1.03、1.05、1.07、1.1、1.13、1.15、1.17、1.2。

在本发明的一些实施方式中，优选使(P⁵⁺+Al³⁺)/F^-在0.9～4.0范围内，可以提高玻璃的耐失透性和耐候性，并抑制氟的挥发，更优选(P⁵⁺+Al³⁺)/F^-为1.0～3.5，进一步优选(P^{5 +}+Al³⁺)/F^-为1.2～3.0，更进一步优选(P⁵⁺+Al³⁺)/F^-为1.5～2.5。在一些实施方式中，(P⁵⁺+Al³⁺)/F^-的值可为0.9、0.95、1.0、1.05、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5、1.55、1.6、1.65、1.7、1.75、1.8、1.85、1.9、1.95、2.0、2.05、2.1、2.15、2.2、2.25、2.3、2.35、2.4、2.45、2.5、2.55、2.6、2.65、2.7、2.75、2.8、2.85、2.9、2.95、3.0、3.05、3.1、3.15、3.2、3.25、3.3、3.35、3.4、3.45、3.5、3.55、3.6、3.65、3.7、3.75、3.8、3.85、3.9、3.95、4.0。

<关于其他的组分>

在不损害本发明光学玻璃特性的范围内，根据需要可以在本发明的光学玻璃中含有如Zr⁴⁺、Ge⁴⁺、Bi³⁺、Te⁴⁺、Br^-、I^-等其他组分。在一些实施方式中，本发明光学玻璃中Ta⁵⁺、Ge⁴⁺、Bi³⁺、Te⁴⁺的合计含量或分别含量优选为5％以下，更优选为3％以下，进一步优选为1％以下，更进一步优选为不含有。在一些实施方式中，本发明光学玻璃中Br^-、I^-的合计含量或分别含量优选为2％以下，更优选为1％以下，进一步优选为0.5％以下，更进一步优选为不含有。

<关于不应含有的组分>

V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag以及Mo等组分，即使单独或复合地少量含有的情况下，玻璃也会被着色，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，特别是对于可见光区域波长的透过率有要求的光学玻璃，优选实际上不含有上述组分。

As、Pb、Th、Cd、Tl、Os、Be以及Se组分，近年来作为有害的化学物质而有控制使用的倾向，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对环境保护的措施是必需的。因此，在重视对环境的影响的情况下，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，本发明的光学玻璃也能够进行制造、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性能进行说明。

<折射率与阿贝数>

光学玻璃的折射率(n_d)与阿贝数(ν_d)按照《GB/T 7962.1—2010》规定的方法测试。

在一些实施方式中，本发明光学玻璃的折射率(n_d)的下限为1.57，优选下限为1.58，更优选下限为1.60；在一些实施方式中，本发明光学玻璃的折射率(n_d)的上限为1.66，优选上限为1.64，更优选上限为1.63。

在一些实施方式中，本发明光学玻璃的折射率(n_d)可为1.57、1.575、1.58、1.585、1.59、1.595、1.60、1.605、1.61、1.615、1.62、1.625、1.63、1.635、1.64、1.645、1.65、1.655、1.66。

在一些实施方式中，本发明光学玻璃的阿贝数(ν_d)的下限为56，优选下限为58，更优选下限为59；在一些实施方式中，本发明光学玻璃的阿贝数(ν_d)的上限为65，优选上限为63，更优选上限为62。

在一些实施方式中，本发明光学玻璃的阿贝数(ν_d)可为56、56.5、57、57.5、58、58.5、59、59.5、60、60.5、61、61.5、62、62.5、63、63.5、64、64.5、65。

<耐水作用稳定性>

光学玻璃的耐水作用稳定性(D_W)(粉末法)按照《GB/T 17129》规定的方法测试。

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3类以上，优选为2类以上。

<耐酸作用稳定性>

光学玻璃的耐酸作用稳定性(D_A)(粉末法)按照《GB/T 17129》规定的方法测试。

在一些实施方式中，本发明光学玻璃的耐酸作用稳定性(D_A)为3类以上，优选为2类以上。

<耐候性>

光学玻璃的耐候性(CR)按以下方法进行测试。

将玻璃试样放置在相对湿度为90％的饱和水蒸气环境的测试箱内，在40～50℃每隔1小时交替循环，循环15个周期。根据试样放置前后的浊度变化量来划分耐候性类别，表1为耐候性分类表。

表1.耐候性分类表

在一些实施方式中，本发明光学玻璃的耐候性(CR)为2类以上，优选为1类。

<转变温度>

光学玻璃的转变温度(T_g)按照《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620℃以下，优选为610℃以下，更优选为600℃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，本发明光学玻璃的密度(ρ)为4.60g/cm³以下，优选为4.50g/cm³以下,更优选为4.40g/cm³以下。

<着色度>

本发明光学玻璃的短波透射光谱特性用着色度(λ₈₀/λ₅)表示。λ₈₀是指玻璃透射比达到80％时对应的波长，λ₅是指玻璃透射比达到5％时对应的波长。其中，λ₈₀的测定是使用具有彼此平行且光学抛光的两个相对平面的厚度为10±0.1mm的玻璃，测定从280nm到700nm的波长域内的分光透射率并表现出透射率80％的波长。所谓分光透射率或透射率是指，在向玻璃的上述表面垂直地入射强度I_in的光，透过玻璃并从另一个平面射出强度I_out的光的情况下，通过I_out/I_in表示的量，并且也包含了玻璃的上述表面上的表面反射损失的透射率。玻璃的折射率越高，表面反射损失越大。因此，在高折射率玻璃中，λ₈₀的值小意味着玻璃自身的着色极少。

在一些实施方式中，本发明光学玻璃的λ₈₀为380nm以下，优选λ₈₀为375nm以下，更优选λ₈₀为370nm以下。

在一些实施方式中，本发明光学玻璃的λ₅为330nm以下，优选λ₅为325nm以下，更优选λ₅为320nm以下。

<ΔP_C,s与ΔP_C,t值>

光学玻璃的ΔP_C,s与ΔP_C,t值按照《GB/T 7962.1—2010》规定的方法测试玻璃的N_F、N_C、N_s、N_t值，按以下公式进行计算：

P_C,s＝(n_C-n_s)/(n_F-n_C)

ΔP_C,s＝P_C,s-0.4017-0.002365ν_d

P_C,t＝(n_C-n_t)/(n_F-n_C)

ΔP_C,t＝P_C,t-0.5462-0.004713ν_d

在一些实施方式中，本发明光学玻璃的ΔP_C,s值为0以下，优选为-0.01以下，更优选为-0.015以下，进一步优选为-0.02以下。

在一些实施方式中，本发明光学玻璃的ΔP_C,t值为-0.01以下，优选为-0.02以下，更优选为-0.03以下，进一步优选为-0.04以下，更进一步为-0.05以下。

[制造方法]

本发明光学玻璃的制造方法如下：本发明的玻璃采用常规原料和常规工艺生产，使用碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、氢氧化物、氧化物、氟化物、磷酸盐、偏磷酸盐等为原料，按常规方法配料后，将配好的炉料投入到850～1200℃的熔炼炉(如带盖的铂金坩埚、铂合金坩埚等)中熔制，并且经澄清、搅拌和均化后，得到没有气泡及不含未溶解物质的均质熔融玻璃，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。

[玻璃预制件和光学元件]

可以使用例如研磨加工的手段、或再热压成型、精密冲压成型等模压成型的手段，由所制成的光学玻璃来制作玻璃预制件。即，可以通过对光学玻璃进行磨削和研磨等机械加工来制作玻璃预制件，或通过对由光学玻璃制作模压成型用的预成型坯，对该预成型坯进行再热压成型后再进行研磨加工来制作玻璃预制件，或通过对进行研磨加工而制成的预成型坯进行精密冲压成型来制作玻璃预制件。

需要说明的是，制备玻璃预制件的手段不限于上述手段。如上所述，本发明的光学玻璃对于各种光学元件和光学设计是有用的，其中特别优选由本发明的光学玻璃形成预成型坯，使用该预成型坯来进行再热压成型、精密冲压成型等，制作透镜、棱镜等光学元件。

本发明的玻璃预制件与光学元件均由上述本发明的光学玻璃形成。本发明的玻璃预制件具有光学玻璃所具有的优异特性；本发明的光学元件具有光学玻璃所具有的优异特性，能够提供光学价值高的各种透镜、棱镜等光学元件。

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。

[光学仪器]

本发明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。

[实施例]

<光学玻璃实施例>

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。

本实施例采用上述光学玻璃的制造方法得到具有表2～表4所示的组成的光学玻璃。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4中。

表2.

表3.

表4.

<玻璃预制件实施例>

将光学玻璃实施例表2～表4中所得到的玻璃使用例如研磨加工的手段、或再热压成型、精密冲压成型等模压成型的手段，来制作凹弯月形透镜、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、棱镜等的预制件。

<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，在降低玻璃内部应力的同时对折射率进行微调，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。所得到的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。

Claims (22)

1.光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，阳离子含有：P⁵⁺：26～45％；Al³⁺：5～25％；R²⁺：28～60％；

阴离子含有F^-和O^2-，其中：F^-+O^2-为98％以上，(P⁵⁺+Al³⁺)/F^-为0.9～4.0，所述R²⁺为Ba²⁺、Sr²⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的合计含量。

2.根据权利要求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：La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺：0～20％；和/或Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺：0～15％；和/或Rn⁺：0～10％；和/或Yb³⁺：0～10％；和/或Zn²⁺：0～10％；和/或B³⁺：0～10％；和/或Si⁴⁺：0～5％；和/或Ta⁵⁺：0～10％；和/或Sb³⁺：0～1％；和/或Sn⁴⁺：0～1％；和/或Ce⁴⁺：0～1％，所述Rn⁺为Li⁺、Na⁺、K⁺中的一种或多种。

3.光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，阳离子含有：P⁵⁺：26～45％；La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺：0～20％；Al³⁺：5～25％；R²⁺：28～60％；Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺：0～15％；Rn⁺：0～10％；Yb³⁺：0～10％；Zn²⁺：0～10％；B³⁺：0～10％；Si⁴⁺：0～5％；Ta⁵⁺：0～10％；Sb³⁺：0～1％；Sn⁴⁺：0～1％；Ce⁴⁺：0～1％；

阴离子含有F^-和O^2-，其中：F^-+O^2-为98％以上，所述R²⁺为Ba²⁺、Sr²⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的合计含量，Rn⁺为Li⁺、Na⁺、K⁺中的一种或多种。

4.根据权利要求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⁺+Al³⁺)/F^-为0.9～4.0，优选(P⁵⁺+Al³⁺)/F^-为1.0～3.5，更优选(P⁵⁺+Al³⁺)/F^-为1.2～3.0，进一步优选(P⁵⁺+Al³⁺)/F^-为1.5～2.5。

5.根据权利要求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：(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.1～10.0，优选(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)/(La³⁺+Gd^{3 +}+Y³⁺)为0.2～6.0，更优选(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.5～4.0，进一步优选(Nb⁵⁺+W^{6 +}+Ti⁴⁺)/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.7～2.0。

6.根据权利要求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：Y³⁺/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.3～1.0，优选Y³⁺/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.5～1.0，更优选Y³⁺/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.6～1.0，进一步优选Y³⁺/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺)为0.65～1.0。

7.根据权利要求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⁺/Ba²⁺为0.01～0.3，优选Mg²⁺/Ba²⁺为0.02～0.25，更优选Mg²⁺/Ba²⁺为0.03～0.2，进一步优选Mg²⁺/Ba²⁺为0.05～0.15。

8.根据权利要求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⁺/Y³⁺为0.3～10.0，优选Sr²⁺/Y³⁺为0.5～5.0，更优选Sr²⁺/Y³⁺为0.8～3.0，进一步优选Sr²⁺/Y³⁺为1.0～2.0。

9.根据权利要求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：(Ca²⁺+Zn²⁺)/(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)为2.0以下，优选(Ca²⁺+Zn²⁺)/(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)为1.0以下，更优选(Ca²⁺+Zn²⁺)/(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)为0.8以下，进一步优选(Ca²⁺+Zn²⁺)/(Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺)为0.5以下。

10.根据权利要求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：(Rn⁺+Ca²⁺)/Mg²⁺为2.0以下，优选(Rn⁺+Ca²⁺)/Mg²⁺为1.0以下，更优选(Rn⁺+Ca^{2 +})/Mg²⁺为0.8以下，进一步优选(Rn⁺+Ca²⁺)/Mg²⁺为0.5以下。

11.根据权利要求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^-/O^2-为0.18～0.6，优选F^-/O^2-为0.2～0.5，更优选F^-/O^2-为0.25～0.45，进一步优选F^-/O^2-为0.28～0.4。

12.根据权利要求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^-/Ba²⁺为0.35～1.2，优选F^-/Ba²⁺为0.5～1.1，更优选F^-/Ba²⁺为0.6～1.0，进一步优选F^-/Ba²⁺为0.65～0.9。

13.根据权利要求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⁺：30～40％，优选P⁵⁺：33～38％；和/或La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺：0.1～15％，优选La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺：0.5～12％，更优选La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺：1～10％；和/或Nb⁵⁺+W⁶⁺+Ti⁴⁺：0.5～10％，优选Nb^{5 +}+W⁶⁺+Ti⁴⁺：1～8％；和/或R²⁺：35～55％，优选R²⁺：38～50％；和/或Al³⁺：8～20％，优选Al³⁺：10～18％；和/或Rn⁺：0～5％，优选Rn⁺：0～2％，更优选不含有Rn⁺；和/或Yb³⁺：0～5％，优选Yb³⁺：0～2％，更优选不含有Yb³⁺；和/或Zn²⁺：0～5％，优选Zn²⁺：0～2％，更优选不含有Zn²⁺；和/或B³⁺：0～5％，优选B³⁺：0～2％，更优选不含有B³⁺；和/或Si⁴⁺：0～2％，优选Si⁴⁺：0～1％，更优选不含有Si⁴⁺；和/或Ta⁵⁺：0～5％，优选Ta⁵⁺：0～2％，更优选不含有Ta⁵⁺；和/或Sb³⁺：0～0.5％，优选Sb³⁺：0～0.1％；和/或Sn⁴⁺：0～0.5％，优选Sn⁴⁺：0～0.1％，更优选不含有Sn⁴⁺；和/或Ce⁴⁺：0～0.5％，优选Ce⁴⁺：0～0.1％，更优选不含有Ce⁴⁺。

14.根据权利要求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⁺：28～45％，优选Ba²⁺：30～40％，更优选Ba²⁺：33～38％；和/或Sr²⁺：0～10％，优选Sr²⁺：1～8％，更优选Sr²⁺：2～7％；和/或Mg²⁺：0～10％，优选Mg²⁺：1～7％，更优选Mg²⁺：2～6％；和/或Ca²⁺：0～10％，优选Ca²⁺：0～6％，更优选Ca²⁺：0～5％；和/或La³⁺：0～10％，优选La³⁺：0～5％，更优选La³⁺：0～3％；和/或Gd³⁺：0～10％，优选Gd³⁺：0～5％，更优选Gd³⁺：0～3％；和/或Y³⁺：0～10％，优选Y³⁺：0.5～8％，更优选Y³⁺：1～7％；和/或Nb⁵⁺：0～10％，优选Nb⁵⁺：0～6％，更优选Nb⁵⁺：0～4％；和/或W⁶⁺：0～10％，优选W⁶⁺：0～6％，更优选W^{6 +}：0～5％；和/或Ti⁴⁺：0～10％，优选Ti⁴⁺：0～5％，更优选Ti⁴⁺：0～2％，进一步优选不含有Ti^{4 +}。

15.根据权利要求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^-：15～45％，优选F^-：18～38％，更优选F^-：21～35％；和/或O^2-：55～85％，优选O^2-：62～82％，更优选O^2-：65～79％。

16.根据权利要求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，阴离子还含有：Cl^-：0～2％；和/或Br^-：0～2％；和/或I^-：0～2％，优选阴离子还含有：Cl^-：0～1％；和/或Br^-：0～1％；和/或I^-：0～1％，更优选阴离子还含有：Cl^-：0～0.5％；和/或Br^-：0～0.5％；和/或I^-：0～0.5％。

17.根据权利要求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1.57～1.66，优选折射率n_d为1.58～1.64，更优选折射率n_d为1.60～1.63；阿贝数ν_d为56～65，优选阿贝数ν_d为58～63，更优选阿贝数ν_d为59～62。

18.根据权利要求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ΔP_C,s值为0以下，优选ΔP_C,s值为-0.01以下，更优选ΔP_C,s值为-0.015以下，进一步优选ΔP_C,s值为-0.02以下；和/或ΔP_C,t值为-0.01以下，优选ΔP_C,t值为-0.02以下，更优选ΔP_C,t值为-0.03以下，进一步优选ΔP_C,t值为-0.04以下，更进一步优选ΔP_C,t值为-0.05以下。

19.根据权利要求1～3任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃的耐水作用稳定性D_W为3类以上，优选耐水作用稳定性D_W为2类以上；和/或耐酸作用稳定性D_A为3类以上，优选耐酸作用稳定性D_A为2类以上；和/或耐候性CR为2类以上，优选耐候性CR为1类；和/或转变温度T_g为620℃以下，优选转变温度T_g为610℃以下，更优选转变温度T_g为600℃以下；和/或密度ρ为4.60g/cm³以下，优选密度ρ为4.50g/cm³以下,更优选密度ρ为4.40g/cm³以下；和/或λ₈₀为380nm以下，优选λ₈₀为375nm以下，更优选λ₈₀为370nm以下；和/或λ₅为330nm以下，优选λ₅为325nm以下，更优选λ₅为320nm以下。

20.玻璃预制件，其特征在于，采用权利要求1～19任一权利要求所述的光学玻璃制成。

21.光学元件，其特征在于，采用权利要求1～19任一权利要求所述的光学玻璃或权利要求20所述的玻璃预制件制成。

22.光学仪器，其特征在于，含有权利要求1～19任一权利要求所述的光学玻璃；和/或含有权利要求21所述的光学元件。