CN115403267A

CN115403267A - 一种光热折变玻璃及其制备方法

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Publication number: CN115403267A
Application number: CN202211053534.1A
Authority: CN
Inventors: 陈肖朴; 莫大洪; 原保平; 于天来; 胡斌
Original assignee: Cdgm LLC
Current assignee: Cdgm LLC
Priority date: 2022-08-31
Filing date: 2022-08-31
Publication date: 2022-11-29
Anticipated expiration: 2042-08-31
Also published as: CN115403267B

Abstract

本发明提供一种光热折变玻璃及其制备方法，主要涉及衍射光学技术领域，其组分按摩尔百分比表示，含有：SiO₂：55.0～75.0％；ZnO：2.0～8.0％；Al₂O₃：1.0～7.0％；Br：0.5～1.5％；F：5.0～12.0％；Ag₂O：0.002～0.015％；CeO₂：0.005～0.015％；SnO₂：0.00～0.05％；Sb₂O₃：0.00～0.10％；Na₂O+K₂O：12.0～25.0％；其中Sb/Si：0～190×10^‑5。

Description

一种光热折变玻璃及其制备方法

技术领域

本发明主要涉及衍射光学技术领域，具体涉及一种光热折变玻璃及其制备方法。

背景技术

激光技术被认为是人类智能化社会生存和发展必不可少的工具之一。在各类高能固态、光纤和气体激光器中，高性能半导体激光抽运源是至关重要的核心部分。但是，作为抽运源的半导体激光器在光谱质量上一直存在如下问题：随着半导体激光器工作，器件产热温升，而半导体激光波长对温度较敏感，会导致波长漂移，光谱线宽展宽，极易造成半导体激光中心波长与被抽运的增益介质吸收波长失配，影响半导体激光抽运在高功率激光器的输出效率及可靠性。因此，半导体激光器波长锁定及线宽窄至关重要。

体布拉格光栅具有光谱选择和角度选择的特点,可使得激光阵列外腔每个单元发出的光均被选择性地反馈至相邻单元，激光器阵列外腔实现锁相，光谱宽度压窄至十分之一，远场发散角在1.5mrad以下，激光光束输出质量及稳定性均得到了有效提升。体布拉格光栅在半导体激光器中至关重要。作为体布拉格光栅的基础材料，高质量光热折变(Photo-Thermal Refractive，PTR)玻璃是获得高品质体布拉格光栅的前提条件。

PTR玻璃的研发最早可追溯至二十世纪40年代，美国科学家Stookey发现通过加入金属的核化剂和感光剂，经过紫外甚至更高波长的射线照射后玻璃会发生感光现象。制备出了光致乳浊玻璃、光敏着色玻璃、全色光敏玻璃。为后来制备用于体全息记录的光敏玻璃奠定了基础。二十世纪80年代末期，Glebov等人基于由Stookey提出的光敏玻璃，首先采用Li-Si-Al体系熔制了光敏玻璃，该类光敏玻璃析出的微晶主要为[Li₂O·SiO₂]，但是由该类PTR玻璃制备的体布拉格光栅衍射效率较低，不具备激光光束空间滤波的要求。到了二十世纪90年代，Glebov等通过优化配方，研制出可制备高衍射效率体布拉格光栅的PTR玻璃。并在二十一世纪初，Glebov团队首次使用PTR玻璃制备出高效体布拉格光栅，衍射效率可达95％+。PTR玻璃受到热切关注，大量工作围绕着PTR玻璃光敏-核化-晶化过程的微观机理深入探究，但对于PTR玻璃产品的光学透过率、折射率调制度、温升等实际应用十分关注的指标性能却少有报道。在2000～2003年，美国Corning公司在专利US6632759与US7288495中报道含Ge的PTR玻璃材料，其633nm处折射率调制度△n达到2.8×10^-4，此后未见更多产品关键指标更新报道。

PTR玻璃的光学透过率一直是需要重点关注的方面，该性能Bragg光栅器件应用至关重要。玻璃基质分相是导致PTR玻璃光学透过率下降的重要原因之一：PTR玻璃在热处理过程中，可能会存在液相-液相分离现象，即玻璃分相，它是多组分氧化物玻璃中的常见现象，它将会引起玻璃“发乳”，造成玻璃透过率在380nm及以上波段显著下降，是研制高透过率、低损耗PTR玻璃及体布拉格光栅必须克服的问题。

对于PTR玻璃，其折射率调制能力一直是其最关键性能指标。为实现其折射率的周期性调制，就要求PTR玻璃具有强的折射率调制能力，而该折射率调制从根本上是由于玻璃曝光区域在晶化处理过程中析出的氟化钠纳米晶体(n～1.32)和玻璃(n～1.49)的折射率差异所致。为提升该性能，人们常常设法使得曝光区域析出更多的氟化钠微晶。然而，提升未曝光区域抗析晶能力也是优化玻璃折射率调制能力的重要方向，但却一直没有受到足够的重视。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光热折变玻璃及其制备方法，解决现有技术中如何提升玻璃基质不易分相的能力及未曝光区域抗析晶能力从而优化玻璃折射率调制能力的技术问题。

本发明公开了一种光热折变玻璃及其制备方法，其组分按摩尔百分比表示，含有：SiO₂：55.0～75.0％；ZnO：2.0～8.0％；Al₂O₃：1.0～7.0％；Br：0.5～1.5％；F：5.0～12.0％；Ag₂O：0.002～0.015％；CeO₂：0.005～0.015％；SnO₂：0.00～0.05％；Sb₂O₃：0.00～0.10％；Na₂O+K₂O：12.0～25.0％；Sb/Si：0～190×10^-5。

进一步的，其组分按摩尔百分比表示，由：55.0～75.0％的SiO₂，2.0～8.0％的ZnO，1.0～7.0％的Al₂O₃，：0.5～1.5％的Br，5.0～12.0％的F，0.002～0.015％的Ag₂O，0.005～0.015％的CeO₂，0.00～0.05％的SnO₂，：0.00～0.10％的Sb₂O₃，12.0～25.0％的Na₂O+K₂O组成，其中，Sb/Si：0～190×10^-5。

进一步的，其组分按摩尔百分比表示，含有：SiO₂：60.0～68.0％；和/或ZnO：3.0～6.0％；和/或Al₂O₃：2.0～5.0％；和/或Br：0.6～1.2％；和/或F：7.0～10.0％；和/或Ag₂O：0.005～0.011％；和/或CeO₂：0.007～0.013％；和/或SnO₂：0.00～0.03％；和/或Sb₂O₃：0.00～0.07％；和/或Na₂O+K₂O：15.0～22.0％；Sb/Si：80×10^-5～190×10^-5。

进一步的，其组分按摩尔百分比表示，含有：SiO₂：62.8～67.5％；和/或ZnO：4.1～5.1％；和/或Al₂O₃：2.7～4.0％；和/或Br：0.6～1％；和/或F：7.6～9.7％；和/或SnO₂：0.01～0.02％；和/或Sb₂O₃：0.02～0.07％；和/或Na₂O+K₂O：15.9～21.8％；和/或Sb/Si：85×10^-5～190×10^-5。

进一步的，其组分按摩尔百分比表示，Sn/Si比值范围在0～44×10^-5，优选在17×10^-5～25×10^-5。

进一步的，其组分按摩尔百分比表示，Br/Si比值范围在9×10^-3～18×10^-3，优选9×10^-3～15×10^-3，进一步优选在9×10^-3～11×10^-3。

进一步的，所述玻璃的T_{未曝光-晶化-380nm}≥70％，优选T_{未曝光-晶化-380nm}≥87％，进一步优选后T_{未曝光-晶化-380nm}≥89％。

进一步的，所述玻璃的[nd_原始玻璃-nd_{未曝光-晶化}]≤2930ppm，优选后其[nd_原始玻璃-nd_{未曝光-晶化}]≤710ppm。

进一步的，所述玻璃的T_{曝光-晶化-440nm}≥31％，T_{曝光-晶化-780nm}≥73％，优选后样品T_{曝光-晶化-440nm}≥45％，T_{曝光-晶化-780nm}≥77％，进一步优选后其T_{曝光-晶化-440nm}≥50％、T_{曝光-晶化-780nm}≥82％。

进一步的，所述玻璃的折射率调制度△nd在0～1500ppm，优选后其△nd≥120ppm。

本发明第二个目的是保护一种光热折变玻璃制备方法，将各原料充分混合均匀后，在1350～1500℃下熔化并进行气氛控制、澄清、均化后降温；将熔融的玻璃液浇注入模具中成型，并通入循环冷却空气，确保玻璃不析晶；将成型后的玻璃同模具一起放入退火炉内保温退火，然后断电随炉冷却，得到具有高基质稳定性、高折射率调制能力的透明玻璃。

本发明第三个目的是保护一种光热折变玻璃的应用，用于制作衍射光学器件，优选用于制作高衍射效率体布拉格光栅。

本发明第四个目的是保护玻璃预制件，采用上述玻璃制成。

本发明第五个目的是保护光学元件，采用上述玻璃或上述玻璃预制件制成。

本发明第六个目的是保护光学仪器，采用上述玻璃或上述光学元件制成。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

1.本发明对PTR玻璃的组分含量合理选择，通过优化Sb₂O₃、SnO₂、Br组分(成分)与玻璃网络形成体SiO₂的引入摩尔浓度比例，获得基质稳定性高，不易分相，光学透过率高，非曝光区域的抗析晶能力好，晶化后曝光与非曝光区域折射率差异更加显著，折射率调制能力更强的玻璃。本发明获得的玻璃是一种具有低光学损耗、优良光热折变性能的特种玻璃，有利于制备高衍射效率体布拉格光栅。本发明中不含铅、镉、砷等化合物，生产过程无三废产生，环境友好。

2.本发明获得的玻璃具有高的基质稳定性，不易玻璃分相。本发明获得玻璃能够在碱金属激光器波长780nm及以上波段具有高的光学透过率，减少基于PTR玻璃体布拉格光栅器件在使用过程中的光损耗，减少温升，提升激光系统与设备的工作效率与可靠性。同时，本发明玻璃具有良好的非曝光区域抗析晶性能，能够保证其未曝光与曝光区域在晶化处理后具有更大的折射率差异，本发明的玻璃在588nm处具有优良的折射率调制能力。

3.本发明通过调控玻璃配方组分中Sb元素和Sn元素与Si元素的摩尔比例，获得具有高基质稳定性、不易玻璃分相、非曝光区域抗析晶性能强的PTR玻璃，从而提高光学透过率，获得具有优良折射率调制能力的PTR玻璃。

具体实施方式

本发明对PTR玻璃的组分含量合理选择：通过优化Sb₂O₃与玻璃网络形成体SiO₂引入摩尔浓度比例，有效改善PTR玻璃在热处理过程中分相现象引发的透过率下降；通过优化SnO₂与玻璃网络形成体SiO₂引入摩尔浓度比例，调控玻璃基质在无曝光诱导的情况下玻璃的稳定性，使其在晶化过程中抑制析晶，从而获得能够实现更高折射率调制能力；通过优化控制Sb₂O₃、SnO₂的摩尔浓度比例，有效提升其折射率调制能力；通过优化Br与玻璃网络形成体SiO₂引入摩尔浓度比例，调控玻璃基质在曝光并核化之后的光学透过率，使获得低的光学损耗。

下面将详细描述本发明玻璃中各个化学组分(成分)的含量范围及作用，无特别说明，各组分(成分)的含量全部采用相对于玻璃摩尔总量的摩尔百分比(mol％)表示。

SiO₂是玻璃形成体氧化物，以硅氧四面体的结构单元形成不规则的连续网络，是形成光学玻璃的骨架。SiO₂含量过多将会导致玻璃粘度大，使得熔制温度高，化料困难，难以形成玻璃，同时高温熔炼导致玻璃的组分挥发大，尤其影响PTR玻璃中易挥发元素F、Br组分的含量。而SiO₂含量过少则玻璃易析晶易分相，会影响玻璃透过率。因此，SiO₂的含量范围为55.0～75.0％，优选为60.0～68.0％，更优选为62.8～67.5％。

ZnO是玻璃网络中间体，分别以[ZnO₄]四面体进入玻璃网络结构，可为NaF微晶的形成提供网络通道。Zn元素的适量引入可降低玻璃膨胀系数、提高化学稳定性和热稳性。但Zn过多添加会导致可用于形成NaF微晶的Na减少，影响玻璃折射率调制能力。本发明的ZnO含量范围在2.0～8.0％，优选为3.0～6.0％，更优选为4.1～5.1％。

Al₂O₃作为玻璃网络中间体，以[AlO₄]四面体进入玻璃网络结构。Al₂O₃的引入具有抑制玻璃在成型、晶化过程的分相作用，同时可以提高玻璃的强度及硬度。并且Al₂O₃的存在使得玻璃在三维相图中的成型范围增大，增强玻璃的化学稳定性，同时可提高玻璃的透明度。但Al元素引入过多会导致可用于形成NaF微晶的Na、F减少，影响玻璃折射率调制能力。故本发明中Al₂O₃含量范围在1.0～7.0％，优选为2.0～5.0％，更优选为2.7～4.0％。

碱金属氧化物Na₂O、K₂O是玻璃网络外体，是微晶形成组分。它们的引入能够减小玻璃高温熔炼时的粘度，降低其熔制温度，可减小玻璃组分挥发，提高PTR玻璃中易挥发组分F、Br的稳定性。Na₂O、K₂O过多量引入会增加玻璃的析晶及分相倾向，诱使玻璃透过率下降，另一方面会降低玻璃的耐化学性。过少会降低结晶倾向，不利于提高折射率调制能力。在本发明中，Na₂O+K₂O含量范围在12.0～25.0％，优选为15.0～22.0％，更优选为15.9～21.8％。

Br是PTR玻璃成核的组成部分，同时还具有减小玻璃高温低粘度，降低熔制温度的作用。此外，Br的添加可降低玻璃中F的溶解度，使可用于NaF微晶生长的F增多，提高玻璃折射率调制能力；但Br含量过多则会导致玻璃在晶化时更易分相，使透过率下降。因此，在本发明中Br的含量范围在0.5～1.5％，优选为0.6～1.2％，更优选为0.6～1％。

F元素作为NaF微晶形成的主要成分，含量越多越有利于提高玻璃的折射率调制能力。除此之外，F的引入具有减小玻璃高温低粘度，降低熔制温度的效果。但是，F元素引入过多容易导致晶化析晶难以控制，晶粒尺寸生长过大，且易导致玻璃晶化过程发生分相，导致玻璃吸收损耗增大。故本发明中F的含量限定为5.0～12.0％，优选为7.0～10.0％，更优选为7.6～9.7％。

Ag₂O为玻璃的晶核剂，引入越多，在曝光过程越容易形成Ag⁰，有利于提高玻璃的光敏度。但引入量过多，会导致玻璃未曝光区域析晶，增大玻璃吸收损耗。在本发明中，Ag₂O含量范围在0.002～0.015％，优选为0.005～0.011％。

Ce³⁺为玻璃中的光敏离子，在300～325nm紫外光曝光过程中，玻璃中Ce³⁺受光子激发产生光电子，由Ag⁺离子捕获电子，形成银原子Ag⁰。在热处理过程中，银原子Ag⁰将核化形成Ag⁰团簇晶核。Ce³⁺离子引入越多，越有利于提高玻璃的光敏度，在相同的曝光剂量下形成更多的Ag⁰。但引入量过多，因Ce³⁺在300～325nm处的本征宽带吸收，会使得对应波段吸收过强，影响玻璃在写入光栅过程中在深度上的曝光均匀性。因此，在本发明中CeO₂引入含量在0.005～0.015％，优选为0.007～0.013％。

SnO₂、Sb₂O₃均为敏化剂，它们的引入能够在热处理过程中释放出电子，抑制热处理过程Ag⁰向Ag⁺转变的速率，有利于核化成核。但Sn⁴⁺与Sb⁵⁺离子在曝光过程会与Ag⁺离子争夺电子，致使形成的Ag⁰原子减少，导致玻璃光敏性降低。同时，Sn、Sb元素引入过高以缺陷形式，导致玻璃工作时温升加快，影响其工作稳定性。故在本发明限定SnO₂含量在0.00～0.05％，优选为0.00～0.03％，更优选为0.01～0.02％。Sb₂O₃含量限定在0.00～0.10％，优选为0.00～0.07％，更优选为0.02～0.07％。

本发明的发明人经过反复试验和研究：

调控Sb元素添加量与玻璃网络形成体Si元素的摩尔比例，通过增加Sb/Si比例，样品在晶化后T_{未曝光-晶化-380nm}逐渐提升，意味着其因分相导致的光学损耗减小，玻璃基质的抗分相能力提升。但Sb/Si比例过高会导致玻璃折射率调制度下降，同时其含量增加会增加玻璃中Sb离子的光吸收。本发明中Sb/Si比例限定在0～190×10^-5，优选在80×10^-5～190×10^-5，进一步优选在85×10^-5～190×10^-5。在本发明Sb/Si限定范围内，获得玻璃T_{未曝光-晶化-380nm}≥70％，优选后T_{未曝光-晶化-380nm}≥87％，进一步优选后T_{未曝光-晶化-380nm}≥89％。

调控Sn元素添加量与玻璃网络形成体Si元素摩尔比例，通过增加Sn/Si比例，样品晶化后[nd_原始玻璃-nd_{未曝光-晶化}]先减小后增加，对应未曝光区域抗析晶能力先增强后减小，本发明中Sn/Si限定在0～44×10^-5，优选在17×10^-5～25×10^-5。在本发明Sn/Si限定范围内，获得玻璃[nd_原始玻璃-nd_{未曝光-晶化}]≤2930ppm，优选后其[nd_原始玻璃-nd_{未曝光-晶化}]≤710ppm。

通过调控Br元素添加量与玻璃网络形成体Si元素的摩尔比例将会影响其透过率与折射率调制度：Br/Si比例增加将会导致玻璃透过率逐渐下降，同时Br/Si比例增加将会导致确定基质组分玻璃的折射率调制度△nd先增加后减小。本发明中Br/Si比例限定在9×10^-3～18×10^-3，优选9×10^-3～15×10^-3，进一步优选在9×10^-3～11×10^-3。在本发明Sn/Si限定范围内，获得玻璃T_{曝光-晶化-440nm}≥31％、T_{曝光-晶化-780nm}≥73％，优选后样品T_{曝光-晶化-440nm}≥45％、T_{曝光-晶化-780nm}≥77％，进一步优选后其T_{曝光-晶化-440nm}≥50％、T_{曝光-晶化-780nm}≥82％。

本发明通过控制(Na₂O+K₂O)/Al₂O₃在4.00-8.10范围内，对于控制玻璃透过率和折射率调制度有显著作用，该比例过大将导致玻璃透过率恶化，比例值过小将引起折射率调制性能较差；通过控制(Na₂O+K₂O)/ZnO在3.28-5.53范围内，该比例增大将导致玻璃透过率恶化，比例减小将引起折射率调制性能下降。

在本发明组分及协同关系范围内，可获得玻璃折射率调制度△nd在0～1500ppm，优选后其△nd≥120ppm。。

本发明的玻璃制备方法包括以下步骤：

选定玻璃配方，按照玻璃组分(成分)比例配制原料(如氧化物、氟化物、碳酸盐、硝酸盐等)，在1350～1500℃下熔化并进行气氛(如氮气、二氧化碳等)控制、澄清、均化后降温；将熔融的玻璃液浇注入预热模具中成型，并通入循环冷却空气，确保玻璃不析晶；将成型后的玻璃同金属模具一起放入退火炉内保温退火，然后断电随炉冷却，得到具有高基质稳定性、高折射率调制能力的透明玻璃。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。

[光学仪器或器件]

本发明光学玻璃所形成的光学元件可用于制作如衍射光学仪器或器件、结构光学仪器或器件、高分辨高速全息记录仪器或器件等光学仪器或器件。

本发明的性能指标方法如下：

[光学透过率]

本文所述的光透过率均为外部透过率，简称透过率。

将玻璃制作成片状样品进行相对面平行镜面抛光，利用日立U-41000形分光光度计测试玻璃在380nm、440nm、780nm处的透过率。测试方法依据国家标准：无色光学玻璃测试方法第12部分：光谱内透射比；标准编号：GB/T 7962.12-2010

[折射率]

本文利用V棱镜折光仪测试玻璃587.6nm处折射率nd。测试方法依据国家标准：无色光学玻璃测试方法第1部分：折射率和色散系数；标准编号：GB/T 7962.1-2010。

本文在对比玻璃性能指标涉及到曝光及热处理操作，曝光处理时长均控制在3min，晶化处理工艺统一一致，处理温度在460～600℃，处理时间限定一致，时间范围在0～2h。

本文在评价玻璃在热处理后分相情况时，以未曝光玻璃样品晶化后的380nm处的透过率T_{未曝光-晶化-380nm}为评价方式，玻璃分相将会导致该透过率下降。

本文在评价玻璃在热处理后非曝光区域的抗析晶能力时，以原始玻璃的折射率和未曝光玻璃晶化后的折射率差值[nd_原始玻璃-nd_{未曝光-晶化}]为评价方式，玻璃晶化后析晶越多将会导致[nd_原始玻璃-nd_{未曝光-晶化}]数值越大。

本文在评价玻璃光学损耗情况时，采用曝光后并晶化后玻璃的440nm(T_{曝光-晶化-440nm})和780nm(T_{曝光-晶化-780nm})处的透过率作为评价方式。440nm处对应于玻璃热处理过程中成核的本征吸收带，无法完全消除，但可通过配方组分及工艺进行调控。780nm处为常用碱金属激光器波长，为玻璃的应用波段。

本文在评价玻璃折射率调制能力时，以未曝光玻璃晶化后的折射率和曝光玻璃晶化后的折射率差值△nd，即△nd＝nd_未曝光-nd_曝光，为评价方式，△nd越大其折射率调制能力越强。

以下表1～4中示出了本发明玻璃具体实施例。

表1

表2

表3

表4

以上即为本实施例列举的实施方式，但本实施例不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本实施例的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本实施例的保护范围的限制，本实施例的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims

1.一种光热折变玻璃，其特征在于：其组分按摩尔百分比表示，含有：SiO₂：55.0～75.0％；ZnO：2.0～8.0％；Al₂O₃：1.0～7.0％；Br：0.5～1.5％；F：5.0～12.0％；Ag₂O：0.002～0.015％；CeO₂：0.005～0.015％；SnO₂：0.00～0.05％；Sb₂O₃：0.00～0.10％；Na₂O+K₂O：12.0～25.0％；其中，Sb/Si：0～190×10^-5。

2.一种光热折变玻璃，其特征在于：其组分按摩尔百分比表示，由：55.0～75.0％的SiO₂，2.0～8.0％的ZnO，1.0～7.0％的Al₂O₃，：0.5～1.5％的Br，5.0～12.0％的F，0.002～0.015％的Ag₂O，0.005～0.015％的CeO₂，0.00～0.05％的SnO₂，：0.00～0.10％的Sb₂O₃，12.0～25.0％的Na₂O+K₂O组成，其中，Sb/Si：0～190×10^-5。

3.根据权利要求1或2所述的一种光热折变玻璃，其组分按摩尔百分比表示，其特征在于：SiO₂：60.0～68.0％；和/或ZnO：3.0～6.0％；和/或Al₂O₃：2.0～5.0％；和/或Br：0.6～1.2％；和/或F：7.0～10.0％；和/或Ag₂O：0.005～0.011％；和/或CeO₂：0.007～0.013％；和/或SnO₂：0.00～0.03％；和/或Sb₂O₃：0.00～0.07％；和/或Na₂O+K₂O：15.0～22.0％；Sb/Si：80×10^-5～190×10^-5。

4.根据权利要求3所述的一种光热折变玻璃，其组分按摩尔百分比表示，其特征在于：SiO₂：62.8～67.5％；和/或ZnO：4.1～5.1％；和/或Al₂O₃：2.7～4.0％；和/或Br：0.6～1％；和/或F：7.6～9.7％；和/或SnO₂：0.01～0.02％；和/或Sb₂O₃：0.02～0.07％；和/或Na₂O+K₂O：15.9～21.8％；和/或Sb/Si：85×10^-5～190×10^-5。

5.根据权利要求1或2所述的一种光热折变玻璃，其特征在于:其组分按摩尔百分比表示，Sn/Si比值范围在0～44×10^-5，优选在17×10^-5～25×10^-5。

6.根据权利要求1或2所述的一种光热折变玻璃，其特征在于：其组分按摩尔百分比表示，Br/Si比值范围在9×10^-3～18×10^-3，优选9×10^-3～15×10^-3，进一步优选在9×10^-3～11×10^-3。

7.根据权利要求1或2所述的一种光热折变玻璃，其特征在于：所述玻璃的T_{未曝光-晶化-380nm}≥70％，优选T_{未曝光-晶化-380nm}≥87％，进一步优选后T_{未曝光-晶化-380nm}≥89％。

8.根据权利要求1或2所述的一种光热折变玻璃，其特征在于：所述玻璃的[nd_原始玻璃-nd_{未曝光-晶化}]≤2930ppm，优选后其[nd_原始玻璃-nd_{未曝光-晶化}]≤710ppm。

9.根据权利要求1或2所述的一种光热折变玻璃，其特征在于：所述玻璃的T_{曝光-晶化-440nm}≥31％，T_{曝光-晶化-780nm}≥73％，优选后样品T_{曝光-晶化-440nm}≥45％，T_{曝光-晶化-780nm}≥77％，进一步优选后其T_{曝光-晶化-440nm}≥50％、T_{曝光-晶化-780nm}≥82％。

10.根据权利要求1或2所述的一种光热折变玻璃，其特征在于：所述玻璃的折射率调制度△nd在0～1500ppm，优选后其△nd≥120ppm。

11.根据权利要求1-10任一项所述的一种光热折变玻璃的制备方法，其特征在于：将各原料充分混合均匀后，在1350～1500℃下熔化并进行气氛控制、澄清、均化后降温；将熔融的玻璃液浇注入模具中成型，并通入循环冷却空气，确保玻璃不析晶；将成型后的玻璃同模具一起放入退火炉内保温退火，然后断电随炉冷却，得到具有高基质稳定性、高折射率调制能力的透明玻璃。

12.根据权利要求1-10任一项所述的一种光热折变玻璃的应用，其特征在于：用于制作衍射光学器件，优选用于制作高衍射效率体布拉格光栅。

13.玻璃预制件，其特征在于：采用权利要求1-10任一项所述的一种光热折变玻璃制成。

14.光学元件，其特征在于：采用权利要求1-10任一项所述的一种光热折变玻璃或采用权利要求13所述的玻璃预制件制成。

15.光学仪器，其特征在于：采用权利要求1-10任一项所述的一种光热折变玻璃或采用权利要求14所述的光学元件制成。