CZ201264A3

CZ201264A3 - Optické luminiscencní sodnohlinitokremicité sklo dopované oxidy kovu a urcené pro fotoniku

Info

Publication number: CZ201264A3
Application number: CZ20120064A
Authority: CZ
Inventors: Míka@Martin; Stanek@Stanislav; Nekvindová@Pavlína; Svecová@Blanka; Spirková@Jarmila; Lahodný@Frantisek; Stará@Stanislava
Original assignee: Vysoká skola chemicko - technologická v Praze
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2013-04-24
Also published as: CZ303767B6

Abstract

Popisuje se optické luminiscencní sodnohlinitokremicité sklo, které obsahuje v % mol.: 60 az 80 SiO.sub.2.n.; 10 az 20 Na.sub.2.n.O; 0,5 az 10 Al.sub.2.n.O.sub.3.n.; 0 az 20 MO, kde MO predstavuje alespon jeden z dvojmocných oxidu kovu, vybraných ze skupiny MgO, CaO, ZnO; 0 az 10 B.sub.2.n.O.sub.3.n.. Suma oxidu SiO.sub.2.n.+ Na.sub.2.n.O + Al.sub.2.n.O.sub.3.n.= 70,5 az 95 % mol. Suma oxidu Al.sub.2.n.O.sub.3.n.a/nebo B.sub.2.n.O.sub.3.n.= 0,5 az 20 % mol. Dále sklo obsahuje alespon jeden oxid kovu, vybraný ze skupiny oxidu kovu Er .sub.2.n.O.sub.3.n., Yb.sub.2.n.O.sub.3.n., Ho.sub.2.n.O.sub.3.n., Dy.sub.2.n.O.sub.3.n., Tm.sub.2.n.O.sub.3.n., Nd.sub.2.n.O.sub.3.n., Pr.sub.2.n.O.sub.3.n., Bi.sub.2.n.O.sub.3.n., Cu.sub.2.n.O, CuO, Cr.sub.2.n.O.sub.3.n., CrO.sub.3.n.a NiO v rozmezí 0,001 az 8 % mol. Toto sklo vykazuje: absorpci v UV a/nebo ve VIS a/nebo v IC oblastech vlnových délek a soucasne fotoluminiscenci ve VIS a/nebo IC oblastech vlnových délek; index lomu 1,49 az 1,56; a strední optickou bazicitu v intervalu 0,40 az 0,65. Sklo muze obsahovat jeden oxid kovu, vybraný ze skupiny lanthanoidu Er.sub.2.n.O.sub.3.n., Yb.sub.2.n.O.sub.3.n., Ho.sub.2.n.O.sub.3.n., Dy.sub.2.n.O.sub.3.n., Tm.sub.2.n.O.sub.3.n., Nd.sub.2.n.O.sub.3.n.a Pr.sub.2.n.O.sub.3.n., v mnozství 0,05 az 8 % mol. Je také výhodné, kdyz sklo obsahuje alespon jeden oxid kovu, vybraný ze skupiny Bi.sub.2.n.O.sub.3.n., Cu.sub.2.n.O, CuO, Cr.sub.2.n.O.sub.3.n., CrO.sub.3.n.a NiO v rozmezí 0,001 az 5,0 % mol. Optické luminiscencní sodnohlinitokremicité sklo také muze obsahovat alespon jeden oxid, vybraný ze skupiny Er.sub.2.n.O.sub.3.n., Yb.sub.2.n.O.sub.3.n., Ho.sub.2.n.O.sub.3

Description

Optické luminiscenční sodnohlinitokřemičité sklo dopované oxidy kovů a určené pro fotoniku

Oblast techniky

5;

Vynález se týká optického luminiscenčního sodnohlinitokřemičitého skla, které je dopované kovovými oxidy a je určeno pro fotoniku.

Dosavadní stav techniky

Pokrok v optice byl vždy umožněn vývojem nových materiálů potřebných ke konstrukci dokonalejších zařízení na zpracování optického signálu. Mezi ně patří například pasivní rozbočnice a slučovače nebo aktivní zesilovače a lasery nacházející široké uplatněni v řadě oblastí, mezi něž patři telekomunikace, počítače, medicína a řada dalších vědeckých 15 oborů.

Optické sklo představovalo vždy jeden z nejdokonalejších optických materiálů. Mezi optická skla patří i laserová skla s luminiscenčními vlastnostmi, jejichž vhodně vytvořená skelná matrice je optimalizována pro laserově aktivní ionty a jejich koaktivátory (senzitizéry).

Luminiscenci skel a laserová skla popisuje např. Ivan Fanderlik (Barvení skla, Střední 20 umělecko-průmyslová škola sklářská, Valašské Meziříčí, 1999, str. 445^452).

Absorpce a následná luminiscence jsou uskutečněny různými dopanty, které pracují jako diskrétní luminiscenční centra absorbující budící (čerpací) světelnou energii, jíž následně emitují.

Luminiscenční pochody můžeme podle způsobů buzení a podle trváni luminiscence po 25 ukončení buzení dělit do několika skupin. Z hlediska způsobů buzení lze luminiscenční skla dělit na fotoluminiscenční a termoluminiscenční. Z hlediska doby trvání luminiscence se skla dělí na materiály s fluorescencí, která po ukončení buzení velmi rychle mizí, a na fosforescenční skla, jejichž luminiscence trvá určitý čas i po ukončení buzení.

Má-li dojít k fluorescenci, je třeba, aby se ve skle pohltilo určité množství energie. Mezi excitačním pochodem, tj. absorpcí záření a emisí pohlcené energie, je krátký časový interval, řádově 10'⁷ -<10'⁹ s. V případě fluorescence oba děje probíhají prakticky současně. Vyšší koncentrace dopantů a jejich vzájemná interakce způsobuje tzv. koncentrační zhášení vedoucí k poklesu luminiscence.

Jestliže se však při excitaci dostane elektron do orbitalu, z něhož je přechod do základního stavu zakázán, nastane stav, jehož trvání je ovlivněno srážkami s jinými atomy.

Po ukončení buzení pak nastává vyzařování - luminiscence po delší časový úsek, a tento děj se nazývá fosforescencí.

Optickými luminiscenčními skly se zabývá řada patentů.

í í

Jsou známa, např. dopovaná fosforečná skla vhodná pro optická skla.

GB 121 83 02 A,priority 13. 3. 1968, přihlašovatele Američan Optical Corp. US, o 5 názvu „Laserové sklo“. Vynález se týká skla na bázi P₂O₅, kde jako laserově aktivní složka působí Er₂O₃ v množství 0,01 *,30 ^hmotM a Yb₂O₃ v množství 0,01 '-Í55’jimot)%C přičemž suma těchto oxidů Er₂O₃ + Yb₂O₃ není vyšší než TOj-hmob^ ve skle. Obsah P₂O₅ podle 2. nároku je 30¼ 907hmoth.%, podle dalších nároků je uvedeno množství 52 hmoti-.% a 61,3 ;hmoth% P₂O₅.

1Ó Tento opticky aktivní materiál skla může být užit jakožto opticky čerpaný Q-spinaný laser, nastavitelný na vlnovou délku 1536 nm.

Nevýhodou je vysoký obsah P₂O₅, který může způsobit horší chemickou odolnost a sklo je pak nevhodné pro optickou technologii iontové výměny v prostředí tavenin dusičnanů za teplot nad 200 °C. Je známo, že složky fosforečných skel při tavení velmi snadno těkají, což 15 může vést k významným změnám složení během tavby. Omezení tohoto jevu je vždy technologicky poměrně náročné a může být i nákladné.

Další typ fosforečného skla popisuje JP 321 89 41 A, priority 25. 1. 1990 JP, přihlašovatele Hoya Corp. JP, o názvu „Sklo pro laserový systém“. Sklo též obsahuje vysoký ’ .2 ! >

obsah P₂O₅ v množství 60 A 74hmot)₁.%' Dále sklo obsahuje alkalické oxidy, oxidy kovů alkalických zemin a ZnO, AI₂O₃, ZrO₂, Nb₂O₃. Dále obsahuje La₂O₃, Y₂O₃ a Gd₂O₃.

Sklo je vhodné jako polarizátor do laserových optických systémů s vysokým výkonem.

Nevýhodou je opět vysoký obsah P₂O₅ s obdobnými nevýhodami, které neumožňují 25 vytvoření laserově aktivních fotonických struktur technologií iontové výměny.

DE 3 305 853 C2, proritý 19. 2. 1983 DE, majitele Schott Glaswerke GmbH, DE, o názvu „Fluorescenční sklo nebo sklokeramika pro solární kolektory“. Kompozice je na bázi křemičitého, fosforečného, boritého nebo boritořemičitého skla, kde jako aktivní dopanty y působí v hmot>.%: 0,5 M?l0 Yb₂O₃; 0,5¼ 10 Nd₂0₃; 0,005-’-^0,8 Cr₂O₃.

Tento typ skla je vhodný jako fluorescenční solární kolektor.

Složení základního skla je poměrně široké, bez konkrétního obsahu složek, takže se obtížně posuzují optické vlastnosti skla. Vzhledem k přítomnosti polyvalentního prvku Cr lze očekávat, že toto sklo nebude vhodné pro optické vlnovody s ionty Ag⁺, které by mohly být v tomto prostředí redukovány na kovové Ag°, což by mohlo mít za následek vysoký optický útlum a optická součástka by nebyla vhodná pro fotonickou aplikaci. Existuje také riziko nízké rozpustnosti Cr ve zmíněných sklech a vytváření krystalických rozptylových center, zejména pokud není jasně uvedena koncentrace alkalických prvků a přítomnost AI₂O₃.

2‘

- 3 - .^; , _; ^; <

Jiný typ skla popisuje CN 101 318 773 A, priority 4. 7. 2008 C, přihlašovatele Univ East China & Těch, CN o názvu „Pr³⁺ dopované scintilační sklo s vysokou měrnou hmotností a způsob přípravy tohoto skla“. Vynález se týká bismutitoboritokřemičitého skla dopovaného 5* Pr³⁺. Sklo obsahuje v mol. % 40 ^.60 Bi₂O₃, 10 B₂O₃, 30 ^.50 SiO₂, 1 M-Ž.Pr³*.

Sklo má vysokou měrnou hmotnost, a lze ho využít jako zdroj optického signálu a pro světlo emitující diodu.

Vysoký obsah bismutu výrazně zvyšuje index lomu skla, což při napojování na křemenná optická vlákna může být na závadu. Při takto vysoké koncentraci Bi₂O₃ ve skle, je 10 pravděpodobné, že polyvalentní Bi bude způsobovat redukci Ag⁺ při technologii iontové výměny. Při takovéto koncentraci Bi₂O₃ lze očekávat výrazné těkání složek tohoto skla, způsobující technologické potíže.

Teluričitý typ skla popisuje GB 121 65 14 A (US 342 33 26 A), priority 20.2. 1967 US, 15 majitele Kennecott Copper Corp., US o názvu „Zlepšení týkající se složení skla“. Sklo obsahuje jako hlavní složky TeO₂, podle příkladů provedení 65'* 75 piol. % TeO₂ a dále 20 ^40 mol. % ZnO. Když je toto základní sklo dopováno oxidy vzácných zemin, např.

do 10 hmoť.°A Nd₂O₃. nebo oxidy přechodných prvků, jako je např. CuO, pak vykazuje fluorescenční aktivitu.

Tato skla jsou vhodná jako laserová skla.

Teluričitá skla mají výrazně nižší chemickou odolnost a teplotní stabilitu ve srovnání, např. s běžnými hlinitokřemičitými skly, což znemožňuje přípravu optických vlnovodných struktur technologií iontové výměny v taveninách dusičnanů. Sklo je svým složením ekonomicky poměrně dost nákladné, a není běžné, takže provádění tavení probíhá 25 nestandardně. Sloučeniny Te značně těkají ze skla, a v tavenině proto zůstává pouze část vneseného Te. Ve spise je uvedeno, že tavení se provádí v platině, a je doporučeno tavit v ochranné atmosféře, což lze předpokládat vzhledem ke korozivním vlastnostem taveniny tohoto typu skla. Proto je pravděpodobné, že se tato skla netaví průmyslově, ale jen v malém množství.

Germaničitá skla popisuje např. v EP 957 069 B1, korespondující US 6,271 160 B1, ; priority JP 13. 5. 1998 JP, majitele Sumita Optical Glass, JP o názvu „Oxidové fosforeskující sklo schopné dlouhotrvajícího dosvitu a fotostimulační luminiscence“. Toto sklo obsahuje v mol. % :

35* 2T-80GeO₂

0-50 ZnO

*.55 GdO₂, kde ZnO + GdO₂ = 3 ‘*55 %,

0*10Tb₂0₃

- 4 - '

--2 MnO, kde MnO + Tb₂O₃= 0,01 -<,10 %,

-o 45 R₂O kde R je jeden prvek z alkalických kovů Na, K, Li, a Cs,

-40 RO, kde R' je jeden prvek vybraný ze skupiny Mg, Ca, Sr a Ba, a kde R₂O + R'O= 0,5++.45 %,

0 4 50 SiO₂ *+-20 B₂O₃

420 AI₂O₃

04.7 Yb₂O₃ a Ln₂O₃, kde Ln₂O₃ je jeden prvek vybrán ze skupiny Sm, Dy, Tm, Pr, Y, La, Gd, Lu a Nd.

Sklo je vhodné pro noční iluminaci nebo noční signál, nebo pro nastavování infračerveného laseru. Sklo je schopné dlouhodobého luminiscenčního dosvitu po fotostimulaci gama zářením, rtg zářením nebo UV zářením. Z tohoto skla je možno vyrábět optická vlákna a zařízení na záznam a reprodukci obrazu výše zmíněného záření.

Ze shora uvedených aplikací je zřejmé, že se jedná o sklo velmi specifických vlastností.

Proto obsahuje velmi drahou složku GeO₂, jakožto základní sklotvorný oxid. Dá se předpokládat, že sklo s vysokým nárokovaným obsahem GeO₂ bude fotocitlivé, a jeho optické vlastnosti se tedy mohou měnit při douhodobém osvitu uvedeným zářením. Při tavení skla s GeO₂ se zvyšuje pravděpodobnost rizika nežádoucí krystalizace.

2$ Alkalickokřemičité sklo dopované Y₂O₃ a Er₂O₃ je uvedeno v EP 2 408 000 A1/priority¹

26. 6. 2009 WO2009/CN24267CN, přihlašovatele Oceans King lighting science, CN, o názvu „Luminiscenční skleněný prvek, způsob jeho přípravy, a způsob pro luminiscenční užití tohoto prvku“. Luminiscenční skleněný prvek má na povrchu luminiscenčního substrátu skla kovovou vrstvu, která má vytvořenu kovovou mikrostrukturu. Luminiscenční substrát skla má složeni aM₂O.bY₂0₃.cSiO₂.dPr₂O₃, kde M představuje alkalický kov, a v mol. % a = 25 460, b = 1 4 30, c = 20 4.70, d = 0,001 -10, tedy substrát skla obsahuje v mol. % ‘4· 60 alkalického kovu Na, K, Li, '4 30 Y₂O₃

20 ’-+> 70 SiO₂

0,001410 Pr₂O₃

Luminiscenční prvek může být využit v luminiscenčních zařízeních s vysokým jasem nebo s vysokou provozní rychlostí.

Pro sklo je typický vysoký obsah alkalických oxidů, takže lze očekávat, že sklo bude mít velmi nízkou chemickou odolnost. V případě vysoké koncentrace Li₂O ve skle lze očekávat výrazný sklon ke krystalizaci skla, což významně omezuje průmyslové využití. Kompenzace vysokého obsahu alkálií dopanty Y₂O₃ aPr₂O₃sklo významně prodraži.

Lathanoidy dopované alkalickoboritokřemičité sklo uvádí US 5,039,631 A, priority 11.1. 1990 US, majitele Schott Glass Těch lne., US, o názvu „Zpevnitelné sklo bez Nd₂O₃a s vysokým obsahem lanthanoidů“.

5' Sklo obsahuje v mol. %

Á75 SiO₂

5^17 B₂O₃

-M U₂O

3-18 Na₂O

0-4 K₂O ' /

-^7 AI₂O₃

-4 PbO

0'43 MgO

4,3 CaO

OM.3SrO

-<3 BaO

0,1 4YI0ZnO

4.5 TiO₂

4>7 Ln₂O₃

0 4,5 V₂O₅ + Cr₂O₃ + Mn₂O₃ — 0,04 Fe₂O₃ + CoO + NiO + CuO +As₂O₃/Sb₂O₃, kde Ln je La, Ce, Pr, Srn, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm a/nebo Yb.

Je nárokována možnost zvýšeni chemické pevnosti povrchové vrstvy iontovou výměnou. Též je nárokováno chemické zpevněni povrchu křemičitého skla obsahujícího 3 *£ 25 7 jmol. % lanthanoidů jiných než Nd₂O₃ nebo jejich směs bez Nd₂O₃ nebo s Nd₂O₃, ve skle obsahujícího 3 4.18 pol. % Na₂O, 0,1 4,10 mol. % ZnO, a méně než 3 mol. % každého z oxidů K₂O, PbO, CaO, BaO a SrO.

Sklo podle vynálezu nachází uplatnění všude tam, kde je nutná vysoká koncentrace lathanoidů. Skla jsou vhodná jako filtrová skla, např. pro laserovou optiku, ke zvýšení 30 kontrastu, pro oční čočky, filtry pro laserové dutiny apod.

V případě obsahu B₂O₃ nad 10 mol. % a za přítomnosti nárokovaných vysokých koncentraci lanthanoidů nad 3 'mol. %, lze očekávat odmísení vysoceborité fáze během tavení skloviny, a tím výrazně nehomogenní rozložení koncentrace lanthanoidů ve skle, což může mít za následek obtíže při reprodukovatelné výrobě skla požadovaných optických 35 vlastností. Sklo má speciální užití s požadavky na zvýšenou pevnost povrchové vrstvy skla, a proto má i poměrně vysoký obsah lanthanoidů ve skle, které se tak stává poměrně nákladným materiálem vhodným jen pro velmi specifické účely.

. 6 ·

I * »

US 7,515,332 B2/priority 18. 4. 2004 US, majitele Nippon Sheet Glass Company, JP o názvu „Složení skla, které emituje fluorescenci v infračervené oblasti a způsob jeho využití pro zesílení světelného signálu“. Běžné složení skla, obsahující Bi jako fluoreskující prvek, má širokou zesilovací spektrální oblast, ale nedovoluje, aby intenzita emise v oblasti

1,3 mikronů byla dost silná při excitaci světlem v oblasti 0,8 ^.0,98 pm. Předložený vynález poskytuje složení skla zahrnující: Bi jako sklotvorný prvek mřížky; a alespoň jeden prvek ze skupiny : Dy, Er, Yb, Nd, Tm, Ho, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu a Mo (s výjimkou Ti^lv a Fe'), kde sklo fluoreskuje v IČ oblasti, s Bi jako zdrojem fluorescence při ozáření excitačním světlem. Intensita emise se zvyšuje zcitlivěním alespoň jedním prvkem. Sklo obsahuje jakožto obligatorní složky vrnol. %:

30Á 80 SiO₂

0,01 Ά 2 Bi₂O₃,

0,01 -+12 nejméně jednoho kationtu, vybraného ze skupiny Dy³⁺, Er³⁺, Yb³⁺, Nd³⁺, Tm³⁺, Ho³⁺, Ti³⁺, V³⁺, V⁴⁺, V⁵⁺, Cr³⁺, Cr⁶⁺, Mn²⁺, Mn³⁺, Fe²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Cu⁺, Cu²⁺, Mo³⁺, Mo⁴⁺, ve formě oxidu nejméně jednoho kationtu, kde celkové množství LiO₂ + Na₂O + K₂O + CaO + SrO + BaO + ZnO + B₂O₃ je v rozmezí 0,1 :-+-60tpol. %, a kde složení skla emituje fluorescenci v infračervené oblasti vlnových délek, s Bi jako zdrojem fluorescence po ozářeni excitačním světlem, a kde nečistoty jsou nižší než 1 jnol. %.

V příkladech provedení je vždy jakožto alkalický kov využit pouze Li₂O, a v žádném příkladném použití není přítomen Na₂O či K₂O. Koncentrace Li₂O ve skle je poměrně vysoká. Sklo obsahuje :

v tabulce 1 pro tři vzorky 30 piol. % Li₂O,

2$ v tabulce 2 pro sedm vzorků 15,69,'mol. % U₂O a v tabulce 3 pro 7 vzorků 9,78 u,9,95_řjmol. % Li₂O.

Ve všech příkladných provedeních skla je využit jako dopant Bi₂O₃ o obsahu v rozmezí 0,20 -+>1 ,96 mol. %, a to buď samotný, a pokud je v kombinaci, vždy pouze jen s Yb₂O₃ o obsahu v rozmezí 0,1 ^β,ΟτηοΙ. %.

Podle příkladů se sklo využívá na výrobu optických vláken pro světelné zesilovače charakteristických vlastností. Je zřejmé, že toto sklo bylo vyvinuto pro speciální využití.

Sklo tohoto typu není vhodné pro nejběžnější průmyslovou výrobu planárních Ag⁺ kanálkových vlnovodů iontovou výměnou, protože Li⁺ ion má tak malý poloměr, že by iontová výměna probíhala velmi obtížně. Navíc hrozí riziko vzniku trvalého mechanického napětí ve struktuře skla a vytvoření dvojlomu, který znehodnotí optické vlastnosti skla.

Vysoký obsah Li₂O v tomto skle může způsobovat pokles viskozity taveniny a zvýšený sklon ke krystalizaci, což může vést k obtížím při výrobě objemových vzorků skla pro substráty planárních optických vlnovodů.

6‘ •7 - _; : ; : : · í í \ í - I ' - i l

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody se odstraní nebo omezí u optického luminiscenčního sodnohlinitokřemičitého skla, které je dopované kovovými oxidy a je určeno pro fotoniku, podle tohoto vynálezu.

¥ Podstata tohoto vynálezu spočívá v tom, že sklo obsahuje v mol. % :

+,80 SiO₂

+., 20 Na₂O

0,5 +>j10 AI2O3

0+,20 MO, kde MO představuje alespoň jeden z dvojmocných oxidu kovů,

1Ó vybraných ze skupiny MgO, CaO, ZnO;

4.10 B₂O₃; přičemž suma oxidů SiO₂ + Na₂O + AI₂O₃ je v rozmezí 70,5 +*95 mol. % a suma oxidů AI₂O₃ a/nebo B₂O₃ je v rozmezí 0,5 4-20 mol. %.

Dále sklo obsahuje alespoň jeden oxid kovu, vybraný ze skupiny oxidů kovů

Er₂O₃, Yb₂O₃, Ho₂O₃, Dy₂O₃, Tm₂O₃, Nd₂O₃, Pr₂O₃, Bi₂O₃, Cu₂O, CuO, Cr₂O₃, CrO₃ a NiO v rozmezí 0,001 M 8 πιοΙ. %.

i

Toto sklo vykazuje: absorpci v UV a/nebo ve VIS a/nebo v IČ oblastech vlnových délek a současně fotoluminiscenci ve VIS a/nebo IČ oblastech vlnových délek;

index lomu 1,49+1,56; a střední optickou bazicitu v intervalu 0,40 - 0,65.

Je výhodné, když optické luminiscenční sodnohlinitokřemičité sklo obsahuje alespoň jeden oxid kovu, vybraný ze skupiny Er₂O₃, Yb₂O₃, Ho₂O₃, Dy₂O₃, Tm₂O₃, Nd₂O₃ a Pr₂O₃v rozmezí 0,05 ’+ 8 mol. %.

Též je výhodné, když optické luminiscenční sodnohlinitokřemičité sklo obsahuje alespoň jeden oxid kovu, vybraný ze skupiny Bi₂O₃, Cu₂O, CuO, Cr₂O₃, CrO₃ a NiO 25 v rozmezí 0,001+*5,0 mol. ⁰A

Také je výhodné, když optické luminiscenční sodnohlinitokřemičité sklo obsahuje jednak: alespoň jeden oxid kovu, vybraný ze skupiny Er₂O₃, Yb₂O₃, Ho₂O₃, Dy₂O₃, Tm₂O₃, Nd₂O₃ a Pr₂O₃ v rozmezí 0,05 + 8fnol._t%; a jednak současně obsahuje alespoň jeden oxid kovu, vybraný ze skupiny Bi₂O₃, Cu₂O, CuO, Cr₂O₃, CrO₃ a NiO v rozmezí 0,00T+5,0‘mol. %.

* ' i

Také je výhodné, když optické luminiscenční sodnohlinitokřemičité sklo dále obsahuje v mol. % 0,1 -Ί5 ZnO, 0,1 -.15 MgO, 0,1 Ů>15 CaO a 0,1 +.10 B₂O₃.

Hlavní výhodou skla podle tohoto vynálezu je dosahování vysoké intenzity luminiscence, respekt, fotoluminiscence ve VIS (viditelné) a IČ oblasti spektra. Vzhledem k příznivě vytvořeným absorbčním pásům v UV a/nebo ve VIS a/nebo v IČ oblastech vlnových délek u dopovaných nebo kodopovaných skel podle tohoto vynálezu je možné tuto intenzivní luminiscenci vybudit pomocí řady laserových zdrojů. Optické sodnohlinitokřemičité

7*

8- ^! _Λ , ₍ sklo podle tohoto vynálezu je vhodné jakožto matrice pro dopování laserově aktivními prvky. Nárokované rozpětí indexu lomu u skel zaručí bezproblémové napojení vlnovodné kanálkové struktury na optická vlákna s velmi nízkými optickými ztrátami, což je velká výhoda křemičitých skel. Nárokovaná střední optická bazicita zajistí vytvoření optimálního $ chemického okolí iontů kovů dopovaných oxidů za účelem dosaženi maximální intenzity luminiscence, vhodné šířky emisního pásu a dostatečně dlouhé doby dosvitu. Předložené sklo je určeno především pro výrobu aktivních fotonických prvků, jako jsou vlnovodné kanálkové zesilovače optického signálu nebo laserové zdroje s aplikací, v poslední době velmi žádané, integrované optice.

Sklo podle vynálezu lze také využit pro výrobu optických struktur s gradientním indexem lomu technologií iontové výměny Ag⁺ případně K⁺ za Na⁺ v tomto skle. Tato iontová výměna se provádí známým a běžným způsobem v taveninách dusičnanů příslušných kationtů kovů.

Předložené sklo lze využít pro výrobu pasivních optických prvků s gradientním 15 indexem lomu technologií iontové výměny Ag⁺ nebo K⁺ za Na⁺ v tomto skle. Tato iontová výměna se provádí známým a běžným způsobem v taveninách dusičnanů příslušných kationtů kovů. Přítomnost Na⁺ ve skle podle tohoto vynálezu je tedy nezbytná. Za zmínku stojí, že sklo podle tohoto vynálezu neobsahuje ionty K⁺, které by v kombinaci s Na⁺zpomalovaly proces iontové výměny a mohly by vyvolat vznik trvalého mechanického 2Ú napětí. Sklo podle tohoto vynálezu slouží jako substrát pro vytváření planárních optických kanálkových struktur. Sklo podle toho vynálezu umožňuje vytvořit optické struktury s vysokou změnou indexu lomu, a to až o An_d =0,12.

Optické sodnohlinitokřemičité sklo podle tohoto vynálezu je velmi vhodné jakožto matrice pro dopování laserově aktivními prvky. Základní nárokované složení skla, » / zahrnujícího SiO₂, Na₂O, AI₂O₃, případně dvojmocné oxidy kovů, jako je MgO, CaO, ZnO a B₂O₃ umožňuje široké rozpětí nastavení optické bazicity skla podle potřeb dopantů k dosažení optických vlastností luminiscenčního skla vzhledem k požadavkům aplikace skla. Tento typ skla se připravuje z běžně dostupných sklářských surovin obvyklým technologickým postupem tavení skla.

Oxid SiO₂ jako základní složka skla vytváří strukturní síť skla s dostatečnou mechanickou pevností a s chemickou odolností. Tato složka zajišťuje dostatečnou viskozitu sklotvorné taveniny a výrazně potlačuje krystalizaci při ochlazování taveniny, a tak umožňuje vysokou rozpustnost dopantů, a tím potlačení koncentračního zhášeni luminiscence skla.

Přítomnost Na₂O umožňuje přípravu skla tavením za běžných tavících teplot v rozmezí 35 1380 H.1580 °C. lonty Na⁺umožňují následnou efektivní iontovou výměnu zejména za Ag⁺ případně K⁺.

8*

.. 9 t < *

Přítomnost oxidů alkalických zemin CaO a MgO, a rovněž i přítomnost ZnO, v celkovém množství 0 ·*., 20 mol., %, umožňuje nastavit požadovanou optickou bazicitu, která je přímo úměrná parciálnímu zápornému náboji na kyslíkových atomech skelné sítě.

Obsah oxidů AI₂O₃ a/nebo B₂O₃ v množství 0,5 *. 20 jnol. _s °/&\ výrazně zvyšuje $ chemickou odolnost a umožní následnou efektivní iontovou výměnu. Tyto oxidy zvyšují rozpustnost trojmocných oxidů dopantů.

Velkou předností tohoto vynálezu je, že sklo podle tohoto vynálezu má při teplotě 280 °C interdifuzní koeficient iontové výměny Ag⁺ za Na⁺ v rozmezí 1 .10^-16ÁÍ1.10^-15 m².s’¹, pro zajištění dostatečně vysoké rychlosti následné iontové výměny.

1Ó Střední optická bazicita skla podle tohoto vynálezu v intervalu 0,40 0,65 vytváří vhodné prostředí pro laserově aktivní dopanty, které pak dosahují vysoké intenzity luminiscence a nízké optické ztráty ve vytvořených kanálkových vlnovodech.

Další předností skla podle tohoto vynálezu je velmi dobrá hydrolytická odolnost pod 0,3 ml.g’¹ [ml HCI (C=0,01 mol.l·¹)], a spadá do hydrolytické třídy III. - II. Sklo podle tohoto 15 vynálezu je proto dobře odolné proti vzdušné vlhkosti.

Optické sklo podle tohoto vynálezu splňuje náročné podmínky pro dosažení vysoké optické homogenity potřebné pro zajištění nízké optické ztráty ve vytvořených strukturách.

Optická homogenita vyjadřuje směrodatnou odchylku indexu lomu naměřeného alespoň v 10 různých místech vzorku skla, a u těchto skel se pohybuje pod 2.10’⁴.

2Ó Nízké optické ztráty představují útlum optického signálu pod hodnotu 0,5 dB.cm’¹ v přímém jednovidovém optickém vlnovodném kanálku vytvořeného ve skle iontovou výměnou Ag⁺ za Na⁺.

Nečistoty, a zejména oxidy, Fe může sklo obsahovat v koncentraci do 0,01 jnol.. %, i s výhodou 0,001 mol.

Vsázka pro optické sklo podle tohoto vynálezu vzhledem kjeho složkám, se čeří za přítomnosti SO₄ ²’, např. Na₂ SO₄, pro optimální vyčeření skloviny a dosažení příznivé oxidačně-redukční rovnováhy.

Pro dosažení optimálních vlastností skla podle tohoto vynálezu lze jeho složení modifikovat v uvedených rozpětích koncentrací, sklo tedy může obsahovat 0,1 Ά1 Sírnol. °A 30 ZnO; 0,1 U15'mol. % MgO; 0,1 ^15‘fool. % CaO; a 0,1 -410 mol. %.B₂O₃.

Vsázka pro optické sklo podle tohoto vynálezu musí splňovat podmínky pro dosažení vysoké optické čistoty skla a požadované světelné propustnosti skla. Takže nečistoty a zejména oxidy polyvalentních prvků, jako je Sb, As, Fe, může obsahovat nad 100 mol. % složek skla, v množství do 0,01 mol. %.

Oxidy kovů Er₂O₃, Yb₂O₃, Ho₂0₃ , Dy₂O₃, Tm₂O₃, Nd₂O₃, Pr₂O₃, Bi₂O₃, Cu₂O, CuO,

Cr₂O₃, CrO₃ a NiO v rozmezí 0,001 4 8 mol. ve skle, představují ve skle podle tohoto vynálezu velmi účinné dopanty, vyvolávající fotoluminiscenci skla ve viditelné oblasti a infračervené oblasti, např. od vlnových délek 400 nm do 2 200 nm. Minimální nárokované

9¹ . 10 množství dopantů, vyvolávající požadovanou luminiscenci je 0,001 (mol. %ς Pokud koncentrace dopantů překročí 8 mol.%(, nastává nebezpečí shlukování těchto částic, vedoucí k nežádoucím zhášením luminiscence a tvorbě krystalických center. Pro dopanty Er₂O₃, Ho₂O₃, Dy₂O₃, Tm₂O₃, Nd₂O₃ a Pr₂O₃ je optimální rozmezí ve skle 0 A 4 mol. % pro Ύ každý jednotlivý oxid, v případě Yb₂O₃ je optimální rozmezí 0 6 mol. °A,

Mezi dopanty je velká skupina oxidů kovů vzácných zemin, lanthanoidů, Er₂O₃, Yb₂O₃, Ho₂O₃, Dy₂O₃, Tm₂O₃, Nd₂O₃ a Pr₂O₃. Lanthanoidy ve skle podle tohoto vynálezu zajišťují velmi intenzivní fotoluminiscenci o požadované vlnové délce a s dostatečně dlouhou dobou dosvitu vhodnou pro laserové komponenty a optické zesilovače. Lanthanoidy zvyšují viskozitu skla. Řada z nich, při vhodném kodopováni, působí jako senzitizéry luminiscence a výrazně zvyšují její účinnost. Pro dopanty Er₂O₃, Ho₂O₃, Dy₂O₃, Tm₂O₃, Nd₂O₃ a Pr₂O₃ je optimální rozmezí ve skle 0 4 mol. % pro každý jednotlivý oxid, v případě Yb₂O₃ je optimální rozmezí 0 A 6 'mol. %.

Oxidy Bi₂O₃, Cu₂O, CuO, Cr₂O₃, CrO₃ a NiO v optimálním nárokovaném rozmezí vyvolávají fotoluminiscenci skla ve viditelné oblasti a infračervené oblasti, např. od vlnových délek 400 nm do 1200 nm. Tyto oxidy v kodopaci s lanthanoidy působí jako senzitizéry, výrazně rozšiřuji vlnová pásma pro buzení (čerpání) a to především ve viditelné oblasti, což vede ke zvýšení účinnosti luminiscence těchto lanthanoidů.

Pro dopanty BÍ₂O₃, Cu₂O, CuO, Cr₂O₃, CrO₃ je optimální množství ve skle

0 4 mol. % pro každý jednotlivý oxid.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je podrobně popsán na příkladných provedeních, z nichž pro příkladné 25 provedeni složeni skla 2 a 3 v Tabulce I. je blíže osvětlen pomocí fotoluminiscenčního spektra, znázorněného na obrázku 1.

Příklady provedení vynálezu

Příkladná provedení složeni optických luminiscenčních sodnohlinitokřemičitých skel dopovaných oxidy kovů jsou vedena v Tabulkách I., II., a lil. Složení jednotlivých složek je uvedeno v mol. %.

Ve všech Tabulkách Ι.,ΙΙ., III. jsou pro každé sklo uvedeny charakteristické vlastnosti, jako jsou významné absorpční a emisní pásy v nm, index lomu n_d, střední optická bazicita a 35 interdifuzní koeficient D_Ag+/_Na+ .10¹⁵ v m².s'¹, při teplotě 280 °C.

10' t * tr >

Tabulka I.

Příklady provedení 1^3:

Složky skla [mol. %]	1	2	3
Na₂O	14,73	13,15	12,86
ZnO	0,10	0,29	10,88
MgO	5,89	0,10	0,30
CaO	5,89	12,57	0,10
B₂O₃	0,00	0,00	1,98
AI₂O₃	0,49	0,97	1,98
SÍO2	71,10	69,62	70,80
Er₂O₃	0,00	0,30	0,50
Yb₂O₃	0,00	3,00	0,60
Ho₂O₃	0,00	0,00	0,00
Tm₂O₃	0,70	0,00	0,00
Dy₂O₃	1,10	0,00	0,00
Suma	100,00	100,00	100,00
Absorpční pásy [nm]	808	980	980
IČ emisní pásy [nm]	17OO'_TŽOOO	1535,1543	1520Ů1580
Index lomu n_d	1,5351	1,5596	1,5328
Střední optická basicita	0,574	0,584	0,546
D_Ag+/Na₊ .10¹⁵ [m².s¹]	0,7	0,6	3,2

Všechna příkladná provedení složení skel 1 »^3 v Tabulce I. mají vyšší obsah SiO₂, kolem 70'mol. .%,a nízký obsah AI₂O₃ a B₂O₃., a to u obou oxidů jednotlivě do 2’mol.%.. Tato složení jsou příznivá pro kodopování následujícími dvojicemi lanthanoidů, pro které byla 10’ vždy nastavena optimální optická bazicita matrice základního skla.

V příkladu 1 je použito kodopování Dy/Tm, v množství 0,70 mol, %, Tm₂O₃ a

1,ťmol %,Tm₂O₃. Sklo obsahuje 5,89'molj%,CaO a stejný obsah MgO. Tyto oxidy zajišťuji mírně vyšší střední optickou bazicitu. Toto sklo je vhodné pro optické zesilovače pro IČ pásmo 1700 —-2000 nm, při účinném čerpáni na vlnové délce 808 nm. Index lomu n_d se 15 pohybuje ve středních hodnotách pro tato tři příkladná provedení. Vyšší hodnota střední optické bazicity zajišťuje širší emisní pás. Interdifuzni koeficient D_Ag+/Na₊ při teplotě 280 °C charakterizuje pomalejší iontovou výměnu s dobrou reprodukovatelností.

Přiklad 2 využívá kodopování Er/Yb. Sklo obsahuje 12,57 mol. %. CaO, který výrazně zvyšuje optickou bazicitu. Sklo je vhodné pro laserové zdroje s luminiscencí při vlnových délkách v maximech 1535 a 1543 nm, při účinném čerpání na vlnové délce 980 nm. Index lomu n_d patři k vyšším hodnotám. Vysoká hodnota střední optické bazicity i t zajišťuje užší emisní pásy. Interdifuzní koeficient D_Ag+/_Na+ při teplotě 280 °C charakterizuje delší iontovou výměnu s dobrou reprodukovatelností.

Příklad 3 představuje opět kodopování Er/Yb. Sklo obsahuje ZnO v množství 10,8 'mol. %, který výrazně snižuje střední optickou bazicitu. Sklo je pak vhodné pro optické zesilovače s luminiscencí v pásmu 1520 580 nm, při účinném čerpáni na vlnové délce

980 nm. Index lomu n_d patří též k vyšším hodnotám. Vysoká hodnota střední optické bazicity zajišťuje široký emisní pás. Interdifuzní koeficient D_Ag+/Na+ při teplotě 280 °C charakterizuje středně rychlou iontovou výměnu.

Na obr. 1 jsou znázorněna tři fotoluminiscenční spektra Er, zachycující intenzitu luminiscence v závislosti na vlnové délce. Každé spektrální křivce odpovídá jedna konstantní hodnota koncentrace Yb. Každá křivka odpovídá jiné koncentraci Yb ve skle, kde emisní spektrum s nejnižši intenzitou odpovídá nejnižší hodnotě Yb. Je ilustrován velmi příznivý vliv senzitizéru Yb na fotoluminiscenci Er, která výrazně narůstá s rostoucí koncentraci Yb.

Tabulka II.

Příklady provedení 4-^7:

Složky skla [mol. %]	4	5	6	7
Na₂O	12,84	12,82	12,77	12,84
ZnO	6,92	0,10	3,93	8,89
MgO	0,00	11,83	3,93	0,00
CaO	0,00	0,10	4,12	0,00
B2O3	8,89	0,00	0,00	4,84
ai₂0₃	9,88	9,86	9,82	9,88
SiO₂	60,27	63,89	63,63	62,35
Ho₂O₃	0,70	0,80	1,00	0,70
Tm₂O₃	0,50	0,00	0,00	0,50
Pr₂O₃	0,00	0,60	0,00	0,00
Nd₂O₃	0,00	0,00	0,80	0,00
Suma	100,00	100,00	100,00	100,00
Absorpční pásy [nm]	440-670 808	440r540 1490	440r585 670	440-540 808
IČ emisní pásy [nm]	1600’2200	1941,1997, 2056	1870-2200	1941,2056
Index lomu n_d	1,5409	1,5260	1,5389	1,5377
Střední optická basjcita	0,545	0,579	0,581	0,552
D_Ag+/Na+ .10¹⁵[m².s¹]	5,1	4,4	3,6	7,8

12* « 13

Všechna příkladná provedení složení skel 4 ’4 .7 v Tabulce II. mají nižší obsah SiO₂do 64 mol. % a vysoký obsah AI₂O₃ do 10 mol % a B₂O₃ do 9 mol %. Tato složení jsou příznivá pro kodopování dvojicí lanthanoidů, konkrétné Ho s Tm, nebo s Nd , pro něž byla vždy nastavena optimální optická bazicita matrice základního skla.

V příkladu 4 a 7 je použito kodopování Ho/Tm. Sklo 4 obsahuje 0,70 mol % Ho₂O₃a

0,50 mol °XTm₂O₃. Sklo 7 obsahuje 0,70,mol. % H₂O₃ a 0,50/mol. % Tm₂O₃. Obě základní skla se výrazně liší v obsahu B₂O₃ a ZnO a SiO₂. Sklo podle příkladu 4 má nižší optickou bazicitu a širší emisní pás o vysoké intenzitě luminiscence. Interdifuzní koeficient D_Ag+/Na+ při teplotě 280 °C charakterizuje vysokou rychlost iontové výměny, ve srovnání s příklady 1 V. 3, 10 za vzniku hlubokých vlnovodných vrstev s velkým gradientem indexu lomu.

Sklo 4 je vhodné pro optické zesilovače pro IČ pásmo 1600P.2200 nm, při účinném čerpání na vlnové délce buď ve viditelné oblasti v pásmu 440m·.670 nm, nebo při vlnové délce 808 nm.

Sklo 7 je vhodné pro laserové zdroje o vlnové délce 1941 a 2056 nm, při účinném čerpání na vlnové délce buď ve viditelné oblasti v pásmu 440 -'.540 nm, nebo při vlnové délce 808 nm. Jeho vyšší hodnota střední optické bazicity zajišťuje užší emisní pás.

Příkladné základní složení skla 5 obsahuje velmi nízké množství 0,1mol.% ZnO a vysoký obsah MgO a neobsahuje B₂O₃. Sklo je kodopováno Ho/Pr, pro nějž byla nastavena y optická bazicita základní matrice skla. Sklo obsahuje dopanty v množství 0,80/mol.% H₂O₃20 a 0,60 mol. % Pr₂O₃. Sklo podle tohoto příkladu 5 je vhodné pro výkonné laserové zdroje s úzkými emisními pásy a vlnovými délkami maxim 1941, 1997 a 2056 nm, při účinném /

čerpání ve vlnových délkách v pásmu 40 540 nm, případně 1490 nm.

Sklo podle příkladného provedení 6 obsahuje všechny tři trojmocné kationty oxidů v základním skle o koncentraci cca 4 mol. %, což zajišťuje nižší symetrii okolí atomu Ho,

2$ vedoucí k širším emisním pásům. Sklo obsahuje dopanty v množství 1,00,jnol. % H₂O₃a 0,80 hol. % Nd₂O₃. Sklo je vhodné pro miniaturní vlnovodné zesilovače integrované optiky s lluminiscencí v pásmu 440 M 585, případně 670 nm.

Nastavená střední hodnota optické bazicity v obou příkladných sklech 5, 6 zajišťuje vysokou účinnost čerpání na uvedených vlnových délkách. Sklo podle příkladu 6 má výrazně 3Q nižší index lomu než sklo 5. U obou skel je vyšší interdifuzní koeficient, který zabezpečuje dostatečně rychlou tvorbu složitějších vlnovodných struktur s dostatečným kontrastem indexu lomu.

* > « * *

l l t l » ! 4 l · t I f ·

Tabulka III.

Příklady provedeni 8-11.

Složky skla [mol. %]	8	9	10	11
Na₂O	12,92	10,95	10,97	13,50
ZnO	3,98	12,05	14,96	0,30
MgO	3,98	5,98	3,99	0,10
CaO	4,17	0,00	0,00	12,90
B₂O₃	0,00	4,88	4,89	0,00
ai₂o₃	9,94	4,98	4,09	0,99
SÍO2	64,86	60,75	60,80	71,45
Er₂O₃	0,00	0,00	0,00	0,70
0^03	0,15	0,01	0,00	0,00
Bi₂O₃	0,00	0,40	0,00	0,00
NiO	0,00	0,00	0,30	0,00
Cu₂O	0,00	0,00	0,00	0,06
Suma	100,00	100,00	100,00	100,00
Absorpční pásy [nm]	' · 7;---¹ 470^900	470t800	460’620	260 550+Í100
VIS emisní pásy [nm]	440, 630	400r440	490	400+700
IČ emisní pásy [nm]	1020 1600/2000	1020’1600	1100+1600	900/1200 1520Á 580
Index lomu n_d	1,5263	1,5297	1,5351	1,5315
Střední optická basicita	0,575	0,540	0,537	0,576
D_Ag+/Na+ .10¹⁵ [m².s¹]	5,1	7,2	6,3	0,9

Všechna příkladná základní provedení skel byla optimalizována zejména pro dopování oxidy kovů podle nároku 3 za účelem dosaženi intenzivní fotoluminiscence, především ve viditelné části spektra.

Sklo podle příkladu 8 je dopováno Cr₂O₃ v množství 0,15 moh %^Sklo má vyšší optickou bazicitu, která zajišťuje intenzivní široké emisní pásy ve viditelné oblasti kolem 10 440 a 630 nm, a v infračervené oblasti kolem 1020 nm, a v pásmu 1600—2000 nm; to je zajištěno při čerpáni v širokém pásmu na vlnových délkách 470900 nm. Sklo je určeno jako zdroj záření v uvedených délkách v žádané viditelné a infračervené oblasti.

Sklo podle příkladu 9 je kodopováno 0,4‘moL%, Bi₂O₃ a 0,01'moL%,Cr₂0₃. Sklo má středně vysokou hodnotu optické basicity, která zajišťuje výraznou luminiscenci skla s širokými emisní pásy ve viditelné oblasti 400—440 nm a v ifračervené oblasti

1020 - 1600 nm. Čerpání je možné v širokém pásmu 470 - 800 nm. Sklo je vhodné jakožto efektivní zdroj žádaného záření v uvedených oborech spektra.

Příkladné provedení skla 10 je dopováno 0,30 mol %.NiO. Sklo o nižší bazicitě se vyznačuje emisním pásem ve vididitelné oblasti s maximum při 490 nm a širokým emisním ‘

* pásem v infračervené oblasti 1100*1600 nm. Pro čerpání je možné využít oblast vlnových délek 460 *620 nm. Sklo nachází využiti jako ekonomicky výhodný zdroj záření v uvedených oblastech.

Sklo podle příkladu 11 je kodopováno Er/Cu, a to v množství 0,70 mol Er₂O₃ a

0,06 mol.% Cu₂O, kde ionty mědi jsou přítomny s lanthanoidem Er₂O₃. Vyšší hodnota bazicity skla zajišťuje intenzivní luminiscenci v žádané viditelné oblasti 400'*-700 nm a současně v infračervené oblasti 900 * 1200 nm a v oboru telekomunikačních vlnových délek 1520 A1580 nm. Oblast pro čerpáni se nachází v oblastech vlnových délek kolem 260 nm a v pásmu 550 M1100 nm. Sklo je určeno jako integrovaný zdroj záření a optický zesilovač 10 s využitím v optoelektronice.

Index lomu u skel podle příkladů 1 8 leží v intervalu 1,526 1,535. Interdifuzní koeficient D_Ag+/Na+ při teplotě 280 °C je vysoký pro skla 8 * 10. Tato skla jsou vhodná pro tvorbu miniaturních planárnich struktur s vysokým kontrastem indexu lomu, s možností jejich vytvoření technologií iontové výměny. Sklo podle příkladu 11 má výrazně nižší interdifuzní 14 koeficient D_Ag+/Na+, při teplotě 280 °C, který zajišťuje nízkou pohyblivost a stabilitu iontů mědi během procesu iontové výměny.

Průmyslová využitelnost

2Ó Sklo je určeno pro optické aplikace všude tam, kde je vyžadována luminiscence, respektive fotoluminiscence, především v oblastech fotoniky, laserové optiky, optoelektroniky a integrované optiky.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1.Optické luminiscenční sodnohlinitokřemičité sklo dopované oxidy kovů určené pro fotoniku, vyznačující se tím, že /

obsahuje v‘mol %j

60 a 80 SiO₂

10 a'20 Na₂O

0,5 A-10 AI₂O₃

10 0 a, 20 MO, kde MO představuje alespoň jeden z dvojmocných oxidů kovů, vybraných ze skupiny MgO, CaO, ZnO;

Oa-10 B₂O₃; přičemž suma oxidů SiO₂ + Na₂O + AI₂O₃ je v rozmezí 70,5 ^95'mol..%, a suma oxidů AI₂O₃ a/nebo B₂O₃ je v rozmezí 0,5W,20*mol?;%;

'13 a dále sklo obsahuje alespoň jeden oxid kovu, vybraný ze skupiny oxidů kovů

Er₂O₃, Yb₂O₃, Ho₂O₃, Dy₂O₃, Tm₂O₃, Nd₂O₃, Pr₂O₃, Bi₂O₃, Cu₂O, CuO, Cr₂O₃, CrO₃ a NiO v rozmezí 0,00Τα8^!πίοΙ?,%;

-.....„j
2Ó přičemž toto sklo vykazuje:

absorpci v UV a/nebo ve VIS a/nebo v IČ oblastech vlnových délek a současně fotoluminiscenci ve VIS a/nebo IČ oblastech vlnových délek;

index lomu 1,49íÁ 1,56; a střední optickou bazicitu v intervalu 0,40 A 0,65.

2.0ptické luminiscenční sodnohlinitokřemičité sklo podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jeden oxid kovu, vybraný ze skupiny

30 Er₂O₃, Yb₂O₃, Ho₂O₃, Dy₂O₃, Tm₂O₃, Nd₂O₃ a Pr₂O₃ v rozmezí 0,05a,8'mol.j%.
3.Optické luminiscenční sodnohlinitokřemičité sklo podle nároku 1,

35 vyznačující se t í m, že obsahuje alespoň jeden oxid kovu, vybraný ze skupiny

Bi₂O₃, Cu₂O, CuO, Cr₂O₃, CrO₃ a NiO v rozmezí 0,001 - 5,0 mol. %.

i i

• If.....
4.Optické luminiscenční sodnohlinitokřemičité sklo podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jeden oxid kovu, vybraný ze skupiny
5. Εΐ2θ3> Yb₂O₃, Ho₂O₃ , Dy₂O₃, Tm₂O₃, Nd₂O₃ a Pr₂O₃ v rozmezí 0,05*,8 mol) %,.

a současně obsahuje alespoň jeden oxid kovu, vybraný ze skupiny

Bi₂O₃, Cu₂O, CuO, Cr₂O₃, CrO₃ a NiO

IQ v rozmezí 0,001 *5,0-mol.)%.

5. Optické luminiscenční sodnohlinitokřemičité sklo podle nároku 1, vyznačující se t í m, že obsahuje v md?í%

0,1 Á15ZnO.
6. Optické luminiscenční sodnohlinitokřemičité sklo podle nároku 1, 2Ó vyznačující se t í m, že obsahuje ν^!πΊθΙ.ί%^

0,1 Á15 MgO.

25
7.Optické luminiscenční sodnohlinitokřemičité sklo podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje v^fmol. %,

0,1 */l5 CaO.

áo'
8.Optické luminiscenční sodnohlinitokřemičité sklo podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje v mol. %.