DD221163A1 - HIGH-BREAKING ULTRAVIOLET AND INFRARED THROUGH OPTICAL GLASS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft hochbrechende Bismutfluorogermanatglaeser mit einer Brechzahl ne 2,0 einer UV-Transparenz lti50 360 nm bei einer Schichtdicke d 10 mm und einer IR-Durchlaessigkeit lt 80 bis 5 mm bei einer Schichtdicke d 1 mm. Ziel der Erfindung ist, die bei Bismutgermanatglaesern auftretende Gelbfaerbung unter gleichzeitiger Erhoehung der IR-Durchlaessigkeit zu beseitigen. Dies wird erfindungsgemaess durch den Zusatz von Bismutoxyfluorid erreicht, wobei die Glaeser sich wie folgt zusammensetzen:BiO1,5 0-25 mol-%BiOxFy20-45 mol-%, wobei x 0,7-1,02 und y 0,9-1,6 betragen und die Bedingung 2x y 3 fuer die Werte x und y giltGeO250-65 mol-%Guenstig ist ein Zusatz von PbF2 bis 5 mol-%. Diese optischen Glaeser finden Anwendung im wissenschaftlichen Geraetebau zur Nutzung in optischen Abbildungssystemen in einem grossen Wellenlaengenbereich.The invention relates to high-index Bismutfluorogermanatglaeser with a refractive index ne 2.0 a UV transparency lti50 360 nm at a layer thickness d 10 mm and an IR permeability lt 80 to 5 mm at a layer thickness d 1 mm. The aim of the invention is to eliminate yellowing from Bismuthgermanatglaesern while increasing IR permeability. This is achieved according to the invention by the addition of bismuthoxyfluoride, the glasses being composed as follows: BiO1.5 0-25 mol% BiOxFy20-45 mol%, where x is 0.7-1.02 and y is 0.9-1 , 6 and the condition 2x y 3 applies to the values x and y. GeO250-65 mol% Guenstig is an addition of PbF2 to 5 mol%. These optical glasses are used in scientific instrumentation for use in optical imaging systems in a large wavelength range.
Description
Titel der ErfindungTitle of the invention
Hochbrechendes ultraviolett- und infrarotdurchlässiges optisches GlasHigh refractive ultraviolet and infrared transparent optical glass
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein optisches Glas, das bei einer Brechzahl χι μ 2,0 und einer Abbezahl V ** 20 eine UV-Transmission e eThe invention relates to an optical glass which, with a refractive index χι μ 2.0 and a Abbezahl V ** 20, a UV transmission ee
ACj 50 (d.s 10 mm) 5: 360 nm und eine !»-Durchlässigkeit (d = 1 mm) bis «5 /um besitzt, das im wissenschaftlichen Gerätebau Anwendung findet·A C j 50 (ds 10 mm) 5: 360 nm and has a permeability (d = 1 mm) to "5 / um, which is used in scientific instrument construction
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Hochbrechende optische Gläser aus dem Bereich der Schwer- bzw. Schwerstflinte mit Brechzahlen η « 2,0 sind auf der Basis der Glasbildungssysteme PbO-GeO2 (J.A. Topping, I.T. Harrower, M.K. Murthy, J. Amer. Ceram. Soc. j>7_, 210 (1974)), PbO-Bi2O--GeO2 (E.M. Miljukov, S.P. Lunkin, S.S. Malzewa, Fiz. Khim. Stekla £,612 (1979)), Tl2O-Bi2O3-GeO2 (K. Nassau, D.L. Chadwick, J. Amer. Ceram. Soc. j6£, 197 (Ι9δ2)) und Bi2O3-SiO2-GeO2 (J.A. Topping, N. Cameron, M.K. Murthy, J. Amer. Ceram. Soc. ^2, 518 (1974)) sowie als Telluritgläser mit TeO2 als Glasbildner (DDR-P 158176) beschrieben worden. Ihre Transmission im ultravioletten Spektralbereich ist auf Grund des Absorptionsverhaltens der von den Oxidteilchen der Glasstruktur umgebenen Schwermetallkationen eingeschränkt, und in der Regel wird sogar eine mehr oder weniger ausgeprägte Gelbfärbung festgestellt. Das trifft auch für die Gläser des Systems Bi2O3-GeO2 bzw. (BiO1 (GeOp)1 zu, die bis zu einem Bismutoxidgehalt von χ = 0,46 darstellbar sind. Ein Glas der Zusammensetzung Bi2Ge^Og (x=0,2)Characteristic of the Known Technical Solutions High-index optical glasses from the field of heavy and / or heavy-duty guns with refractive indices η << 2.0 are based on the glass forming systems PbO-GeO 2 (JA Topping, IT Harrower, MK Murthy, J. Amer. Soc. J., 7, 210 (1974)), PbO-Bi 2 O-GeO 2 (EM Miljukov, SP Lunkin, SS Malzewa, Fiz. Khim. Stekla £, 612 (1979)), Tl 2 O-Bi 2 O 3 -GeO 2 (K. Nassau, DL Chadwick, J. Amer. Ceram Soc., J6 £, 197 (Ι9δ2)) and Bi 2 O 3 -SiO 2 -GeO 2 (JA Topping, N. Cameron, MK Murthy J. Amer. Ceram. Soc. ^ 2, 518 (1974)) and as tellurite glasses with TeO 2 as a glass former (DDR-P 158176). Their transmission in the ultraviolet spectral range is limited due to the absorption behavior of the heavy metal cations surrounded by the oxide particles of the glass structure, and usually a more or less pronounced yellowing is observed. This also applies to the glasses of the system Bi 2 O 3 -GeO 2 or (BiO 1 (GeOp) 1 , which can be prepared up to a bismuth oxide content of χ = 0.46 A glass of the composition Bi 2 Ge ^ Og ( x = 0.2)
weist ζ. B. eine Reintransmission von 50 $ für die Wellenlänge 1X=. kl8 um auf, und im Infrarot ist die Transmissionsgrenze von etwa 4,5 /um, bedingt durch einen geringen Restwassergehalt in der Glasschmelze, durch eine intensitätsschwache OH-Valenzschwingungsbande zum Teil eingeschränkt. Einkristalle der Verbindung Bi2Ge^Og (B.C. Grabmaier, S. Haussühl, P. Klüfers, Z. Krist. 149, 261 (1979)) oder von Bi^Ge3O12 (R. Nitsche, J. Appl. Phys. ^6, 2358 (1965)) können dagegen farblos und ohne OH-gfuppenbedingte Absorption im Infrarot erhalten werden. Die Gelbfärbung der Gläser wird offenbar durch die hohe Polarisierbarkeit eines Anteils der Oxidteilchen im Strukturgerüst des Glases verursacht.indicates ζ. B. a pure transmission of $ 50 for the wavelength 1 X =. kl8 on, and in the infrared, the transmission limit of about 4.5 / um, due to a low residual water content in the molten glass, limited by an intensity-weak OH-valence vibration band in part. Single crystals of the compound Bi 2 Ge ^ Og (BC Grabmaier, S. Haussühl, P. Klüfers, Z. Krist. 149 , 261 (1979)) or Bi ^ Ge 3 O 12 (R. Nitsche, J. Appl. Phys. ^ 6, 2358 (1965)), however, can be obtained colorless and without OH-gfuppenbedingte absorption in the infrared. The yellowing of the glasses is apparently caused by the high polarizability of a proportion of the oxide particles in the structural framework of the glass.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, durch den Einsatz geeigneter Zusatzkomponenten zu hochbrechenden Bismutgermanatgläsern die Transmissionseigenschaften im UV- und IR-Spektralbereich zu erhöhen, um in einem möglichst großen Wellenlängenbereich die Nutzung in optischen Abbildungssystemen zu erschließen.The aim of the invention is to increase the transmission properties in the UV and IR spectral range through the use of suitable additional components to high-index Bismutgermanatgläsern to tap into the use of optical imaging systems in the broadest possible wavelength range.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, die in hochbrechenden Bismutgermanatgläsern auftretende Gelbfärbung durch den Zusatz von Komponenten zu beseitigen, die eine geringere Polarisierbarkeit aufweisen und dabei zugleich den Restwassergehalt im Glas weiter herabmindern, jedoch unter Beibehaltung der hohen Brechzahlen.The object of the invention is to eliminate the yellowing occurring in high-index Bismutgermanatgläsern by the addition of components which have a lower polarizability and at the same time further reduce the residual water content in the glass, however, while maintaining the high refractive indices.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Gläser ausAccording to the invention the object is achieved in that the glasses
BiO1 5 0 - 25 BiO^F 20 - 45 πκ>1-#, wobei χ = 0,7 - 1,02 und y = 0,9-1,6 betragen und die Bedingung 2x + y = 3 für die Werte χ und y gilt,BiO 1 5 0 - 25 BiO ^ F 20 - 45 πκ> 1- #, where χ = 0.7 - 1.02 and y = 0.9-1.6 and the condition 2x + y = 3 for the values χ and y,
GeO2 50 - 65 mol~/£ zusammengesetzt sind.GeO 2 50 - 65 mol ~ / l are composed.
Zusätzlich können die Gläser weitere brechzahlerhöhende Komponenten enthalten, wobei der Zusatz von PhF2 bis 5 taol-% günstig istIn addition, the glasses may contain other components which increase the number of refractive index components, the addition of PhF 2 to 5 % by weight being favorable
Durch diesen erfindungsgemäßen Zusammensetzungsbereich werden By this composition range of the invention
optische Gläser mit hohen Brechzahlen η & 2,0 mit zugleich hoher Transmission an der kurzwelligen Grenze des sichtbaren Spektralbereichs und im infraroten Bereich des Spektrums erhalten. Bei höheren Bismutoxid- bzw. Bismutoxyfluoridgehalten als angegeben werden nur stark gefärbte Gläser erhalten bzw, die Glasbildungsgrenze überschritten. Liegen die zugesetzten Mengen an Bismutoxid bzw. Bismutoxyfluorid unterhalb der aufgeführtenoptical glasses with high refractive indices η & 2,0 with simultaneously high transmission at the short-wave boundary of the visible spectral range and in the infrared range of the spectrum. At higher bismuth oxide or Bismutoxyfluoridgehalten than specified only strongly colored glasses are obtained or exceeded the glass formation limit. If the amounts of bismuth oxide or bismuth oxyfluoride added are below those listed
Grenzen, dann haben die Gläser Brechzahlen η <2,0. ' e 'Limits, then the glasses have refractive indices η <2.0. 'e'
AusfuhrungsbeispieleExemplary embodiments
In der Tabelle 1 sind Beispiele (Nr. 2-5) der erfindungsgemäßen Gläser für Schmelzansätze von etwa 100 g wiedergegeben. Neben den Glaszusammensetzungen sind die Brechzahl (n ), Abbezahl (V ), die Re in transmission bei Λ = 50 % und einer Schichtdicke d = 10 mm, die Durchlässigkeit /&£ 80 cß> bei einer Schichtdicke von d~ 1 mm im infraroten Spektralbereich und die Transformations (Tg)- und Kristallisationstemperaturen (T-,) angegeben. Zum Vergleich werden die Eigenschaften eines gelbgefärbten Bisnrutgerraanatglases (Nr. 1) aufgeführt.Table 1 shows examples (Nos. 2-5) of the glasses according to the invention for melt formulations of about 100 g. In addition to the glass compositions, the refractive index (n), Abbe number (V), the re- transmission at Λ = 50 % and a layer thickness d = 10 mm, the permeability / £ 80 c ß> at a layer thickness of d ~ 1 mm in infrared spectral range and the transformation (T g ) and crystallization temperatures (T-,) indicated. For comparison, the properties of a yellow-colored bishnutgerraanate glass (# 1) are listed.
In der Zeichnung sind die Transmissionsspektren der Gläser (Nr. 1-5) dargestellt.In the drawing, the transmission spectra of the glasses (Nos. 1-5) are shown.
I I
Die Gläser werden folgendermaßen hergestellt:The glasses are made as follows:
Ein aus Bismutoxynitrat und Germaniumdioxid bestehendes GemengeA mixture of bismuth oxynitrate and germanium dioxide
wird durch langsames Aufheizen auf 800 0C und einem vierstündigen Halten bei dieser Temperatur einer Sinterreaktion unterworfen und nach dem Homogenisieren wird BiO P zugesetzt. Das auf diesem ¥ege bereitete Glasgemenge wird bei 900 - 950 °C eingeschmolzen, kurzzeitig bei 1000 - I050 C geläutert und nach einer Schmelzzeit von insgesamt 20 - 30 min wird die Glasschmelze bei Temperaturen von 950 - 1000 C in eine auf ^00 500 C vorgeheizte Form gegossen und auf Raumtemperatur gekühlt.is subjected to a sintering reaction by slow heating to 800 ° C. and a four-hour hold at this temperature, and after homogenization BiO P is added. The glass batch prepared at this stage is melted at 900 ° -950 ° C., briefly purged at 1000 ° C. and, after a melting time of 20-30 minutes, the glass melt is heated at temperatures of 950-1000 ° C. Poured preheated mold and cooled to room temperature.
Claims (2)
• >_>BiO / 0-25 mol-56
•>_>
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD25759183A DD221163A1 (en) | 1983-12-07 | 1983-12-07 | HIGH-BREAKING ULTRAVIOLET AND INFRARED THROUGH OPTICAL GLASS |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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DD221163A1 true DD221163A1 (en) | 1985-04-17 |
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ID=5552649
Family Applications (1)
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DD25759183A DD221163A1 (en) | 1983-12-07 | 1983-12-07 | HIGH-BREAKING ULTRAVIOLET AND INFRARED THROUGH OPTICAL GLASS |
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1983
- 1983-12-07 DD DD25759183A patent/DD221163A1/en not_active IP Right Cessation
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