DE102014103560A1

DE102014103560A1 - Optisches Binden durch die Verwendung von optischem Glas mit niedrigem Erweichungspunkt für optische IR-Anwendungen und gebildete Produkte

Info

Publication number: DE102014103560A1
Application number: DE102014103560.7A
Authority: DE
Inventors: Nathan Aaron CARLIE
Original assignee: Schott Corp
Current assignee: Schott Corp
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2014-09-18
Also published as: US20160377766A1; KR102215491B1; JP6505975B2; JP2014181176A; CN104045224B; KR20140113582A; US10191186B2; CN104045224A

Abstract

Die Erfindung betrifft Infrarot-Vorrichtungen, welche mindestens zwei optische Elemente enthalten, die aneinander durch ein bei niedriger Temperatur schmelzendes Glas gebunden sind, das Transparenz im Infrarot-Spektrum besitzt, und Verfahren zur Herstellung und Verwendung der Infrarot-Vorrichtungen.

Description

Die Erfindung betrifft Infrarot-Vorrichtungen, bevorzugt optische Infrarot-Vorrichtungen, -Instrumente oder -Systeme, die Licht im nahen, mittleren und/oder fernen Bereich des Infrarot-Spektrums und gegebenenfalls auch in mindestens einem Teil des sichtbaren Spektrums aussenden. Insbesondere betrifft die Erfindung solche Vorrichtungen, wobei mindestens zwei optische Elemente durch ein bei niedriger Temperatur schmelzendes Glas, das Transparenz in den Infrarot-Spektrum/Spektren und gegebenenfalls einem Teil des sichtbaren Spektrums besitzt, aneinander gebunden oder geklebt sind. Das bindende Glas weist bevorzugt einen Brechungsindex nahe dem Brechungsindex von mindestens einem der optischen Elemente, welche gebunden werden, auf oder weist einen Brechungsindex, der zwischen den Brechungsindices der optischen Elemente liegt, auf. Die Erfindung betrifft darüber hinaus Verfahren zur Herstellung der Infrarot-Vorrichtungen, insbesondere Verfahren zum Aneinanderbinden oder -kleben von zwei oder mehr optischen Infrarot-Elementen und Verfahren von Verwenden von Infrarot-Vorrichtungen, die zwei oder mehr solche optischen Elemente aneinander gebunden oder geklebt enthalten.
Diese Erfindung schließt die Verwendung von mehreren bei niedriger Temperatur schmelzenden Gläsern als bindende Gläser, welche Transparenz in verschiedenen Bereichen von Interesse, d. h. im nahen Infrarot-Bereich (z. B. 700 nm bis 1,8 μm), im mittleren Infrarot-Bereich (z. B. 3,0–5,0 μm) und/oder im fernen Infrarot-Bereich (z. B. 8,0–13,0 μm), besitzen und eine Vielzahl von Brechungsindices, bevorzugt im Bereich von 1,4 bis 6,0, stärker bevorzugt im Bereich von 1,5 bis 4,0, z. B. 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 und 4,0, aufweisen, ein.
Die bindenden Gläser dienen als eine bindende Schicht zwischen zwei optischen Oberflächen in Vorrichtungen, welche Doppellinsen, Dreifachlinsen, Strahlungsteilerwürfel, di- und trichroitische Spiegel, Spektralfilter, Umkehrprismen (Porro-Abbe und Schmidt-Pechan), Wollaston- und Glan-Taylor-Polarisatoren, spektroskopische Vorrichtungen wie das Amici-Prisma, und andere einschließen. Diese Vorrichtungen finden in optischen Systemen wie Binokularen, Teleskopen, zielgerichteten Oszilloskopen und wissenschaftlichen Instrumenten Verwendung. Bevorzugt sind die Produkte und Vorrichtungen zum Arbeiten bei den IR-Wellenlängen in der Lage. Von besonderem Interesse sind Mehrfachlinsen, Strahlungsteiler, di- und trichroitische Spiegel, Polarisatoren und Umkehrprismen, weil all diese in Bildgebungssystemen oder anderen Infrarot-Instrumenten Verwendung finden.
Die Erfindung ermöglicht die Verbreitung einer großen Vielzahl von gebundenen optischen Vorrichtungen, die für das sichtbare Spektrum geplant wurden, in einem neuen Bereich von Infrarot-Vorrichtungen, d. h. jedwede optische Vorrichtung mit optischen Mehrfachelementen, die aneinander gebunden sind oder anderweitig in Verbindung miteinander arbeiten, kann in eine Infrarot-Vorrichtung durch die Auswahl von optischen Elementen mit einer Transmission in einem IR-Bereich, welche durch ein bindendes Glas gemäß der Erfindung aneinander gebunden sind, umgewandelt werden.
Momentan gibt es viele Vorrichtungen, die die Verwendung von optischen Bindungstechnologien für ihren Aufbau erfordern. Diese schließen Doppel- und Dreifachlinsen, Strahlungsteilerwürfel, di- und trichroitische Spiegel, Spektralfilter, Umkehrprismen (Porro-Abbe und Schmidt-Pechan), Wollaston- und Glan-Taylor-Polarisatoren, spektroskopische Vorrichtungen wie das Amici-Prisma, und andere ein. Die Vorrichtungen werden unter Verwendung von optisch transparenten Haftmitteln wie Epoxyverbindungen und Silikonen zusammengebaut, wenn sie in den sichtbaren und UV-Anteilen des elektromagnetischen Spektrums verwendet werden. Jedoch verhindert im Infrarot-Anteil des Spektrums die Absorption von Licht durch die organischen Chemikalien in diesen Materialien, dass sie transparent sind. Als ein Ergebnis können viele dieser Vorrichtungen nicht für den IR-Spektralbereich ausgelegt werden.
Frühere Versuche, dieses Problem zu beheben, schließen die Verwendung von sorgfältig ausgewählten Polymeren als das bindende Mittel, wie Polyethylen (welches die niedrigste IR-Absorption von jedwedem Thermopolymer hat) ein. Jedoch resultierten diese Versuche alle in schlechter Transparenz. Ursache dafür ist teilweise die Infrarot-Absorption des Materials, teilweise die Neigung dieses Materials zu Kristallisation, was optische Streuung verursacht, und teilweise die Diskrepanz des Brechungsindex des Materials (~1,5) mit dem der Optik, die gebunden wird, (typischerweise 2–4), was starke Reflexion an den Grenzflächen verursacht.
Eine wichtige Überlegung beim Aneinanderbinden von optischen Elementen mit Gläsern ist das Anpassen des Index des bindenden Glases an den der optischen Elemente, die gebunden werden, um Reflexion an den Grenzflächen zu minimieren. Im Allgemeinen gibt es zwei Wege zum Anpassen des Index oder zum Abstimmen des Index des bindenden Glases an die oder mit den Elemente(n), die gebunden werden, um wenig Reflexion an den Grenzflächen zu erzeugen.
Die erste Option ist, einen Brechungsindex für das bindende Glas auszuwählen, der zwischen den Brechungsindices der Materialien, die gebunden werden, liegt, bevorzugt durch Abstimmen des Index mit dem geometrischen Mittel des Index der zwei Materialien, die gebunden werden. Dies hat den Vorteil, dass der Bedarf für Beschichtungen in den meisten Anwendungen beseitigt wird, was ein typischer Weg zum Anpassen des Reflexionsvermögens an der Grenzfläche zwischen unterschiedlichen Materialien ist. Die Beseitigung einer solchen Beschichtung bei einem der Materialien oder beiden ist deshalb vorteilhaft, weil Kosten verringert werden und möglicherweise die Bindungsstärke verbessert wird, wenn keine Beschichtung auf den optischen Elementen, die gebunden werden, vorhanden ist.
Zum Beispiel würde ein Glas mit niedrigem Index mit einem Brechungsindex (n) von 1,5 eine Reflexion von 4% aufweisen und ein Glas mit hohem Index mit n von 2,5 würde eine Reflexion von 18% aufweisen aufgrund des Luftraums zwischen ihnen, wie nach der Fresnel-Gleichung berechnet, die für normalen Lichteinfall vereinfacht ist, d. h. Reflexion = [(n₁ – n₂)/(n₁ + n₂)]², wobei für Luft n = 1 gilt. Natürlich kann auch die gut bekannte umfangreichere Formel, die den Lichteinfall in einem Winkel berücksichtigt, verwendet werden, wenn solche Informationen für ein(e) besondere(s) Vorrichtung oder optisches System bekannt sind. Für typische Anwendungen sind so hohe Reflexionen wie im Szenario vorstehend nicht akzeptabel und die Verwendung von mindestens einer Beschichtung wäre erforderlich, um Reflexion zu verringern. Wenn jedoch diese Elemente mit Glas mit einem Brechungsindex gleich dem geometrischen Mittel der beiden, n = (1,5 × 2,5)^1/2, gebunden werden, würden die Reflexionen an beiden Grenzflächen auf jeweils nur 1,6% abfallen und keine Beschichtung wäre für typische Anwendungen erforderlich.
Jedoch gibt es einen Nachteil bei der vorstehenden Auswahl, der darin besteht, dass eine dünne Bindungsschicht optische Interferenz zwischen den zwei Grenzflächen verursachen kann. Dies könnte in bestimmen Fällen ein Problem werden, zum Beispiel mit Ge (n = 4,0) gebunden an CaF₂ (n = 1,45), was 6% Reflexion pro Oberfläche ergeben würde. Eine solche Vorgehensweise kann mögliche Geisterbilder oder Transmissionsvariation mit der Wellenlänge ergeben.
Eine weitere Vorgehensweise ist die Bereitstellung von Interferenzmustern, wobei Antireflexionsbeschichtungen erzeugt werden, und eine sogar weitere Verringerung von Reflexionen bei wichtigen Wellenlängen, dies würde aber eine sorgfältige Kontrolle der Dicke und Einheitlichkeit der Bindungsschicht erfordern. Diese Überlegungen sind gut bekannt und ein Fachmann kann die passende Vorgehensweise in einer gegebenen Situation gestalten.
Eine alternative Option ist das Anpassen des Brechungsindex des bindenden Glases, damit er nahe dem von einem der zwei Materialien, die gebunden werden, liegt, z. B. innerhalb 10%, stärker bevorzugt innerhalb 5% oder weniger, bevorzugt aber dennoch mit einem Wert, der gleich ist mit oder zwischen den Indices der zwei optischen Elemente, die gebunden werden, liegt. Eine solche Vorgehensweise hat den Vorteil, dass eine Reflexion vollständig oder nahezu vollständig entfernt wird, und ermöglicht eine große Variation bei der Bindungsschichtdicke, von einigen bis viele hundert Mikrometer, da keine Interferenzwirkungen auftreten werden. Jedoch wird es aufgrund des nun höheren Totalreflexionsvermögens an der anderen verbleibenden Grenzfläche wahrscheinlich sein, dass Beschichten des zweiten Materials erforderlich ist. Die Beschichtung wird im Allgemeinen speziell für das bindende Glas gestaltet sein müssen. Jedoch wird es wahrscheinlich sein, dass das Bereitstellen der Beschichtung in dieser Situation viel einfacher ist als das Bereitstellen einer Beschichtung gegen Reflexion gegenüber Luft, da es wahrscheinlich ist, dass die Diskrepanz des Index zwischen dem bindenden Glas und dem zweiten optischen Element viel kleiner ist, und so mehr Auswahl für eine Gestaltung vorhanden ist.
Zum Beispiel würden zwei Materialien, eines mit n = 1,5 und das andere mit n = 2,5, mit einer bindenden Glasschicht mit n = 1,5 nur eine Reflexion von 6% ergeben, was nicht so vorteilhaft wie die zwei vorstehend erörterten Reflexionen von 1,6% ist. In diesem Fall kann eine Beschichtung zum Beschichten des Glases mit n = 2,5 gegen Reflexion gegenüber n = 1,5 verwendet werden, was einfacher ist als die Bereitstellung einer Antireflexionsbeschichtung gegenüber Luft, für welche n = 1,0 gilt.
Eine alternative Vorgehensweise für das vorstehende Beispiel ist Verwenden von bindendem Glasmaterial mit n = 2,5 und dann Bereitstellen einer Beschichtung für das Glas mit n = 1,5 gegen Reflexion. Das resultierende Produkt würde ähnliche Ergebnisse liefern, würde aber eine unterschiedliche Beschichtungsgestaltung aufweisen, und es können möglicherweise einige Unterschiede in Haftungsbeschleunigerschichten vorliegen.
Die primären Haftungsbeschleunigerschichten schließen GeO₂, MgO, ZnO und ähnliche Oxide ein, welche sehr starke kovalente Bindungen bereitstellen und einen gewissen Grad von IR-Transparenz aufweisen. Diese müssen sehr dünn sein, um keine problematische Absorption im LWIR (im Allgemeinen nur ein paar Dutzend nm) zu zeigen. Die Haftungsbeschleunigerschichten werden typischerweise durch eine Sputtertechnik aufgetragen, wenn jedweder Beschichtungstyp wünschenswert ist. Diese sind nicht notwendig, um zum Beispiel Chalkogenid- oder Oxidgläser zu binden, können aber für Fluoridmaterialien wie BaF₂ stärker bevorzugt sein.
In einem alternativen Aspekt kann eine Polymer-Glas-Kombination wirksam als Haftungsbeschleunigerschichten aufgebracht oder in einer alternativen Ausführungsform als das bindende Glas per se verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Chalkogenid-Polymer-Hybridfilm mit weithin anpassungsfähigem Index erzeugt werden. Jedoch können auch unterschiedliche hier offenbarte Gläser in ähnlicher Weise verwendet werden. Eine solche Ausführungsform umfasst zum Beispiel ein Polymer und ein bindendes Glas, z. B. Chalkogenid-Glas, welche im selben Lösungsmittel gelöst werden und dann durch Schleudergießen oder Tauchbeschichten auf der Oberfläche eines optischen Elements, das gebunden wird, eine Beschichtung bilden. Geeignete Lösungsmittel sind von Natur aus basisch und müssen ein labiles Wasserstoffatom aufweisen. Diese schließen primäre und sekundäre Amine ein, wobei gefunden wurde, dass das wirksamste Hydrazin ist – welches durch Ethanolamin, Ethylendiamin oder Diethylamin (oder Ähnliches) als ein weniger toxischer Ersatz ersetzt werden kann. Wenn eine solche Lösung direkt auf ein Substrat beschichtet wird und nahe der T_g des gelösten Glases wärmebehandelt wird, wird ein amorpher Chalkogenid-Film erzeugt. Angemerkt wird, dass Sauerstoff typischerweise sorgfältig ausgeschlossen werden muss durch Durchführen von allen Schritten unter Inertatmosphäre. Alternativ kann ein Polymer dann auch in der Lösung dispergiert und eine Beschichtung wie vorstehend gebildet werden. Der resultierende Film wird ein Nanoverbundstoff sein und wird Eigenschaften zwischen den beiden des Glases und des Polymers aufweisen. Da das Polymer auch in dem Lösungsmittel, welches für das Glas verwendet wird, löslich sein muss, müssen sie typischerweise ziemlich polar sein. Diese schließen PEO, PEG, Polyamine und Ähnliches ein. Ein Fachmann kann einfach von einer großen Anzahl von auf dem Fachgebiet bekannten Möglichkeiten auswählen. Alternativ und bevorzugt kann das Lösungsmittel durch einfaches Abdampfen oder durch Lyophilisation entfernt werden und das resultierende Material kann wieder in einem Lösungsmittel gelöst werden, das nicht basisch, aber polar ist, einschließlich: Alkohole, einige Ketone, Amide, DMSO, Acrylnitril, halogenierte Lösungsmittel wie Dichlormethan und Ähnliches. Zu einer solchen Lösung kann eine viel umfangreichere Liste von möglichen Polymermaterialien gegeben werden, ausschließend nur Polyolefine, Polyamide (wie Kevlar und Ähnliches) und perfluorierte Polymere wie PTFE. Zum Beispiel kann eine Lösung von As₂S₃ und Polyvinylidendifluorid (PVDF) unter Verwendung von Dimethylformamid (DMF) als das Lösungsmittel in dieser Weise erhalten werden. Die Materialien können als Haftungsbeschleunigerschichten aufgrund hoher IR-Transparenz oder als das bindende Material per se zwischen zwei optischen IR-Elementen verwendet werden und die Möglichkeit der Verarbeitung von Formen bereitstellen, die piezoelektrisch sind, hohe optische Nichtlinearität oder andere verwandte Funktionen aufweisen. In ähnlicher Weise wird ein Hybrid von Polyanilin hoch leitfähig sein und kann in dieser gleichen Weise hergestellt werden. Auch angemerkt wird, dass diese Polymere alle relativ niedrige Erweichungspunkte aufweisen und zum Binden geeignet sein sollten, wenn sie mit einem bindenden Glas, zum Beispiel einem Chalkogenid mit niedriger T_g, kombiniert werden. Diese Ausführungsformen haben den Vorteil, dass sie alle einen sehr großen Bereich von Indexanpassung (z. B. 1,45 bis 2,8) ermöglichen, aber eine verringerte IR-Transmission aufgrund des Vorhandenseins von organischen Stoffen aufweisen.
Das Bindungsverfahren kann für alle Materialtypen gleich sein. Der Schmelzpunkt des bindenden Glases muss niedrig genug sein, um so nicht die optischen Elemente, die gebunden werden, zu beschädigen, z. B. zu deformieren, oder ansonsten die Beschichtung und Haftungsbeschleunigerschichten darauf zu beschädigen, wenn das bindende Glas in einem geschmolzenen Zustand aufgebracht wird. Bevorzugt weisen die bindenden Gläser einen Schmelzpunkt auf, der mindestens 20°C niedriger, stärker bevorzugt mindestens 50°C niedriger und noch stärker bevorzugt mindestens 100°C niedriger als die Glasübergangstemperatur oder der Schmelzpunkt der optischen Elemente, die gebunden werden, ist. Im Allgemeinen weisen die bindenden Gläser einen Schmelzpunkt von bevorzugt unter 400°C, bevorzugt im Bereich von 100 bis 200°C und stärker bevorzugt im Bereich von 60 bis 150°C auf.
Die Glasübergangstemperatur des bindenden Glases, d. h. T_g, sollte wesentlich niedriger als die der Materialien, die gebunden werden, sein, um so die Materialien während dem Bindungsverfahren nicht zu deformieren. Bevorzugt weisen die bindenden Gläser eine T_g auf, die mindestens 20°C niedriger, stärker bevorzugt mindestens 50°C niedriger und noch stärker bevorzugt mindestens 100°C niedriger als die T_g der optischen Elemente, die gebunden werden, ist.
Die thermische Ausdehnung des bindenden Glases sollte auch angemessen nahe an die thermische Ausdehnung der Materialien, die gebunden werden, angepasst werden, um so Spannungen an den Grenzflächen bei Temperaturveränderungen zu minimieren. Jedoch wird die thermische Ausdehnung in der Praxis wahrscheinlich aufgrund des Erfordernisses für das bindende Glas, eine niedrigere T_g aufzuweisen, höher sein.
In einem Aspekt der Erfindung sind die hier offenbarten Bindungsverfahren nicht auf das Binden von nur IR-transmittierenden optischen Elementen eingeschränkt. Die Bindungsverfahren sind zum Beispiel zum Binden von optischen Elementen mit einer Transmission bei anderen Wellenlängen, z. B. im sichtbaren Bereich, nützlich. Vorteile der hier offenbarten Bindungsverfahren in jedwedem Transmissionsbereich schließen alle offenbarten Vorteile ein, z. B. starke Bindungen, Möglichkeit der Beseitigung von Beschichtungen von einer oder beiden Oberflächen, die gebunden werden, usw.
Bevorzugt werden die bindenden Gläser so ausgewählt, dass sie einen so großen Transmissionsbereich wie die Materialien, die gebunden werden, bevorzugt mehr aufweisen. Wenn zum Beispiel die IR-Transmission einer Vorrichtung in einem gegebenen Bereich liegt, weist das bindende Material bevorzugt einen IR-Transmissionsbereich, der mindestens mit dem der Vorrichtung übereinstimmt, auf und weist stärker bevorzugt einen Bereich auf, der um etwa 5%, bevorzugt 10% oder sogar noch größer ist. Typischerweise ist es bevorzugt, wenn das bindende Glas nicht das IR-Transmissions-einschränkende Element ist, obwohl dies in manchen Fällen akzeptabel sein kann.
Geeignete bindende Gläser schließen Oxidgläser ein, die im Allgemeinen T_g < 400°C und eine Ausdehnung von niedriger als 15 ppm/K mit annehmbarer Beständigkeit gegen Feuchtigkeit aufweisen. Solche Gläser schließen ein:

1) R₂O-MO-B₂O₃, wobei R = Li, Na, K, Rb und/oder Cs und M = Mg, Ca und/oder Ba gilt. Die Gehalte an R₂O und MO werden variiert, um den thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE) zu steuern. Diese Gläser sind in der Literatur weithin bekannt. Ihre Brechungsindices liegen im Bereich von etwa 1,5–1,6 und ihr Transmissionswellenlängenbereich beträgt 0,35–2 μm.
2) 2) R₂O- Al₂O₃-CuO₂-P₂O₅, welches in US Patent Nr. 4,920,081 beschrieben wird. R = Li, Na, Rb oder Cs. Ihre Brechungsindices liegen im Bereich von etwa 1,5–1,7 und ihr Transmissionswellenlängenbereich beträgt 0,35–2 μm.
3) R₂O- Al₂O₃-XO-TO₃-P₂O₅, wobei X = Zn oder Sn, T = W oder Mo gilt und R nun auch Ag und Tl einschließt. R = Li, Na, Rb oder Cs. Diese Gläser werden in den US Patenten Nr. 5,122,484 und 5,256,604 beschrieben. Ihre Brechungsindices liegen im Bereich von etwa 1,5–1,7 und ihr Transmissionswellenlängenbereich beträgt 0,35–2 μm.
4) R₂O-ZnO-TeO₂, wobei R = Li, Na, K, Rb oder Cs gilt. Diese Gläser sind aus der Literatur gut bekannt. Ihre Brechungsindices liegen im Bereich von etwa 1,5–1,7 und ihre Transmissionswellenlängen betragen 0,45–6 μm.

Andere geeignete bindende Gläser sind Chalkogenid-Gläser, welche im Allgemeinen eine T_g < 150°C und eine Ausdehnung von niedriger als 50 ppm/K mit annehmbarer Beständigkeit gegen Feuchtigkeit aufweisen. Diese Gläser enthalten typischerweise eine große Menge an S oder Se. Solche Gläser schließen ein:

1) Ge-As-S-Se, wobei S + Se > 70%; As = 0–30 und Ge = 0–20% gilt. Ihre Brechungsindices liegen im Bereich von etwa 2,0–2,8 und ihr Transmissionswellenlängenbereich beträgt 0,5–14 μm.
2) Te-As-Ge-Se, wobei Te = 30–80%, Te + Se > 70% und Ge + As = 10–30% gilt. Ihre Brechungsindices liegen im Bereich von etwa 2,6–3,2 und ihr Transmissionswellenlängenbereich beträgt 1,0–16 μm. Siehe US Patentanmeldung Nr. 20100064731.

Weitere geeignete bindende Gläser sind Halogenid-Gläser, die im Allgemeinen eine T_g aufweisen, die sehr niedrig ist (normalerweise unter 100°C). Diese Gläser sind aber empfindlich für einen Angriff durch Wasser und Feuchtigkeit. Die nachstehend offenbarten Gläser sind zur Verringerung der Empfindlichkeit für einen Angriff durch Wasser.

1) RCl-AlCl₃-CdCl₂-ZnCl₂, wobei ZnCl₂ > 50% und R = Na, K, Rb oder Cs gilt. Ihre Brechungsindices liegen im Bereich von etwa 1,5–2,0 und ihr Transmissionswellenlängenbereich beträgt 0,4–10 μm. Siehe Gan Fuxi, Journal of Non-Crystalline Solids 123 (1990) 385.
2) RX-PbX₂-AgX-Bi₂X₃, wobei X = Cl oder Br; Pb + Ag < 15%; Bi₂X₃ > 40%, R = K, Rb oder Cs gilt. Ihre Brechungsindices liegen im Bereich von etwa 1,7–2,1 und ihr Transmissionswellenlängenbereich beträgt 0,4–13 μm. Siehe Gan Fuxi, Journal of Non-Crystalline Solids 123 (1990) 385–399.
3) CsX-PbX₂-AgX, wobei X = Br oder I; I > Br; PbX > 60%; CsX = 0–25% gilt. Ihre Brechungsindices liegen im Bereich von etwa 1,9–2,3 und ihr Transmissionswellenlängenbereich beträgt 0,6–20 μm. Siehe Gan Fuxi, Journal of Non-Crystalline Solids 140 (1992) 184–193.

Eine weitere Option für bindende Gläser schließt Glasgemischsysteme ein. Die T_g von solchen Gläsern kann über einen großen Bereich, z. B. 50–250°C, variiert werden. Ihre Transmission ist im Allgemeinen sehr breit und ein Angriff von Wasser kann schwach sein, wenn die Menge an Alkalihalogenid niedrig ist, d. h. Ersatz durch Ag-Halogenide. Solche Gläser schließen ein:

1) AgI-PbO, wobei PbO > 60% gilt. Ihre Brechungsindices liegen im Bereich von etwa 1,8–2,4 und ihr Transmissionswellenlängenbereich beträgt 0,5–8 μm.
2) TeO₂-BaO-Na₂O-ZnX₂, wobei X = F oder Cl und TeO₂ > 60% gilt. Ihre Brechungsindices liegen im Bereich von etwa 1,9–2,1, Wellenlänge = 0,4–6 μm. Siehe Raouf A. H. El-Mallawany, Tellurite Glasses Handbook: Physical Properties and Data, Zweite Ausgabe, CRC Press, Boca Raton 2011.
3) Sb2O₃-ZnCl₂, wobei ZnCl₂ < 60% gilt. Ihre Brechungsindices liegen im Bereich von etwa 1,5–1,8 und ihr Transmissionswellenlängenbereich beträgt 0,4–6 μm. Siehe Johnson et al., J. Phys.: Condens. Matter 15 755; G. H. Frischat und C. T. Moynihan, Material Science Forum 67–68 (1991) 257–262.
4) Sb₂S₃-AgX-MX₂, wobei X Cl, Br oder I ist, M Pb, Cd oder Zn ist und MX₂ < 60% gilt. Ihre Brechungsindices liegen im Bereich von etwa 1,8–2,6 und ihr Transmissionswellenlängenbereich beträgt 0,8–13 μm. Siehe Gan Fuxi, Journal of Non-Crystalline Solids 140 (1992) 184–193; Samoilenko et al., Glass Physics and Chemistry 5 (2009) 656–660; Samoilenko et al., Glass Physics and Chemistry 4, (2003) 373–374.
5) Sb₂Se₃-SbI₃-AgI₂, wobei AgI₂ > 50% gilt. Ihre Brechungsindices liegen im Bereich von etwa 2,0–2,8 und ihr Transmissionswellenlängenbereich beträgt 0,6–15 μm. Siehe Gan Fuxi, Journal of Non-Crystalline Solids 140 (1992) 184–193.
6) As₂S₃-GeS₂-Bi₂S₃-BiCl₃-RCl, wobei R = Cs, K, Ag oder Tl; GeS₂ + As₂S₃ > 40%; BiCl₃ = 0–40% und RCl = 10–25% gilt. Ihre Brechungsindices liegen im Bereich von etwa 1,8–2,4 und ihr Transmissionswellenlängenbereich beträgt 0,4–12 μm. Siehe Gan Fuxi, Journal of Non-Crystalline Solids 140 (1992) 184–193.
7) GeSe₂-Bi₂Se₃-BiCl₃-RCl, wobei R = Cs, K, Ag oder Tl; GeSe₂ > 40%, BiCl₃ = 0–40% und RCl = 10–25% gilt. Ihre Brechungsindices liegen im Bereich von etwa 2,0–2,6 und ihr Transmissionswellenlängenbereich beträgt 0,6–14 μm.
8) RX-Ga₂S₃-GeS₂, wobei R = Cs, K, Ag oder Tl; X = Cl, Br oder I; RX = 10–50%; und Ga₂S₃ = 10–50% gilt. Ihre Brechungsindices liegen im Bereich von etwa 1,8–2,3 und ihr Transmissionswellenlängenbereich beträgt 0,5–12 μm. Siehe Xiang Shen, et al., Journal of Non-Crystalline Solids 357 (2011) 2316–2319.
9) RX-Ga₂Se₃-GeSe₂, wobei R = Cs, K, Ag oder Tl; X = Cl, Br oder I; RX = 10–50%; und Ga₂Se₃ = 10–50% gilt. Ihre Brechungsindices liegen im Bereich von etwa 2,0–2,6 und ihr Transmissionswellenlängenbereich beträgt 0,6–14 μm. Siehe Jing Ren, et al., JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 109, 033105 (2011).

Die für die hier offenbarten Gläser angegebenen Mengen-% sind Mol-%.
In einem bevorzugten Aspekt, nicht obligatorisch in allen Ausführungsformen, ist von der Erfindung die Verwendung von Gläsern als bindende Gläser, die Chalkogenid-Gläser, insbesondere halogenhaltige Chalkogenid-Gläser sind, ausgeschlossen. Solche ausgeschlossenen Gläser schließen insbesondere die in US 3,157,521 offenbarten Gläser, welche durch Schmelzen von Selen und Schwefel und gegebenenfalls Arsen, Bor, Phosphor oder Silicium gebildet werden, ein. Solche ausgeschlossenen Gläser schließen insbesondere auch die Gläser ein, die zur Verwendung als bindende Gläser in Bormashenko, Development of the technology of contacting ZnSe infrared optical windows using polyethylene films, Opt. Eng. 40(9) 1754–1755 (2001); und in den darin aufgeführten V. Kokorina, Glasses for IR Optics, CRC Press, Boca Ratan, FL (1996); und Ye. I. Melnikova, V. V. Melnikov, L. V. Sergeev "Thermoplastic Gluing Fusion TKS1, Transparent in IR-Spectrum Range" OMP 3, 68, 1973 offenbart werden. Die in diesen Druckschriften als bindende Gläser offenbarten Gläser werden hier durch Bezugnahme aufgenommen und schließen halogenhaltige Chalkogenid-Gläser und genauer die darin als IRG35, TKS-1, BV-1 und BV-2 identifizierten Gläser ein. Es ist bekannt, dass IGR35 die Zusammensetzung Se₅₇I₂₀As₁₈Te₃Sb₂ hat, was eine sehr niedrige T_g und akzeptable Stabilität aufweisen sollte, aber einen sehr hohen Index (2,8–3,2) und wenig Transmission bei kürzeren Wellenlängen, wenn nicht sehr dünn, aufweisen würde. Folglich würde das Glas zu hohem Lichtverlust führen, was im Stand der Technik zum Ausdruck gebracht wird, z. B. E. Bormashenko und R. Pogreb, Development of new nearinfrared filters based an the "sandwich" polymer-chalcogenide glass-polymer composites, Opt. Eng. 40(5) 661–662 (Mai 2001), S. R. Elliot, "Chalcogenide gasses," Kap. 7 in Materials Science and Technology, Glasses and Amorphous Materials, J. Zarzycki, Aut., S. 375–454, VCH, Weinheim ~1989.; V. Kokorina, Glasses for Infrared Optics, CRC Press 1996; J. A. Savage, Infrared Optical Materials and Their Antireflecting Coatings, Adam Hilger, Bristol 1987. Die Zusammensetzungen von IRG35, TKS-1, BV-1 und BV-2 werden hier durch Bezugnahme aus den vorstehenden Zitierungen aufgenommen. Auch wird angemerkt, dass IRG35 im Stand der Technik in Verbindung mit Polymeren aufgrund ihres Erweichungspunkts verwendet wird, wogegen die Verwendung davon in einem Aspekt der Erfindung hier als ein optisches Haftmittel für optische IR-Elemente den Vorteil eines großen Unterschieds bei den Erweichungspunkten der gebundenen Materialien gegenüber dem optischen Haftmittel nutzt, um nicht die Oberflächenkrümmungen der Optiken während dem Binden zu deformieren.
Andere Gläser, die die hier offenbarten Anforderungen/Charakteristika erfüllen, oder ähnliche Gläser zu den beispielhaft angegebenen hier offenbarten Gläsern können in der Erfindung als bindende Gläser verwendet werden.
Alle Druckschriften, die zur Lehre von Gläsern offenbart werden, welche in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, werden hier durch Bezugnahme aufgenommen, einschließlich ihrer umfangreich und genauer offenbarten Zusammensetzungen.
Beschichtungsoptionen schließen Tauchen von einem oder beiden optischen Elementen, die gebunden werden, in das bindende Glas und Inkontaktbringen der Elemente miteinander ein. Das bindende Glas kann geschmolzen sein, wenn die/das optische(n) Element(e) getaucht werden, oder kann danach geschmolzen werden, bevor, während oder nachdem die optischen Elemente miteinander in Kontakt gebracht werden. Das nicht geschmolzene bindende Glas kann in einer Suspension aufgebracht werden, wobei das Glas als kleine Teilchen in der Suspension suspendiert ist und die Suspension typischerweise ein Lösungsmittel und gegebenenfalls ein Bindemittel enthält. Das bindende Glas kann auch als ein trockenes Pulver, z. B. durch gut bekannte Pulverbeschichtungsverfahren aufgebracht werden.
Alternativ kann das bindende Glas, z. B. in einer Suspension, auf ein oder beide optische Elemente, die gebunden werden, z. B. durch ein Spray oder einen Pinsel, beschichtet werden und danach erwärmt werden, um das bindende Glas zu schmelzen. Gegebenenfalls kann während dem Schmelzen des bindenden Glases ein Vakuum angelegt werden, um zu unterstützen, dass jedwedes Lösungsmittel oder andere Materialien und möglicherweise Luftblasen von dem bindenden Glas entfernt werden. Eine weitere Option schließt das Einspritzen des bindenden Glases zwischen die optischen Elemente ein, z. B. in einem geschmolzenen Zustand oder nicht geschmolzen wie vorstehend beschrieben, wobei nach dem Einspritzen geschmolzen werden kann, um die bindende Schicht zu bilden.
Bevorzugt wird das bindende Glas durch Schmelzen und Gießen des Glases hergestellt. Eine Fritte oder ein Pulver des bindenden Glases wird durch verschiedene Zerkleinerungsverfahren wie Mahlen in einer Kugelmühle, Mahlen in einer Mahlscheibenmühle, Mahlen in einer Strahlmühle, usw. hergestellt. Die Teilchengröße sollte unter 50 Mikron liegen. Geeignete kommerziell erhältliche bindende Gläser können in gemahlener oder nicht gemahlener Form vorliegen. Bevorzugt wird der thermische Ausdehnungskoeffizient durch die Zugabe von Pulvern von Materialien mit niedriger Ausdehnung wie Quarzgut angepasst, wenn der Index von solchen Materialien mit niedriger Ausdehnung gut zu der bindenden Haftmittelglaszusammensetzung passt. Teilchengrößen für Additive sollten für Oxidgläser in der Größenordnung von Nanometern liegen und 100 nm bis 1 μm für Chalkogenide betragen. Möglichkeiten schließen ein: Quarzgut oder feste Lösung mit hohem Quarzgehalt zur Verwendung bei bindenden Gläsern auf der Basis von P₂O₅ oder B₂O₃. ZnS kann zu bindenden Chalkogenid- oder Halogenid-Gläsern mit einem Index zwischen 2,0 und 2,5 gegeben werden; ZnSe oder GaP können bei bindenden Gläsern auf der Basis von Chalkogeniden mit mittlerem bis hohem Index verwendet werden; und GaAs kann bei bindenden Gläsern auf der Glasbasis Te-As-Ge-Se verwendet werden.
Bevorzugt wird die vorstehend beschriebene Glaspulverformulierung auf die Oberfläche der Glaselemente, die gebunden werden, durch eines von mehreren Verfahren aufgebracht, welche einschließen: Aufbringen als ein Pulver direkt durch Dosieren in ein Werkzeug; Aufbringen als ein Pulver unter Verwendung einer elektrostatischen Technik wie Pulverbeschichten; und Aufbringen als ein Gemisch mit einem Lösungsmittel oder Lösungsmittel und Bindemittel, um einen Anstrich zu bilden. Darauf wird das zweite optische Element platziert und mechanisch mit einer gegebenen Kraft gegen die erste Optik und Pulverschicht gehalten.
Die optischen Elemente werden dann bei erhöhter Temperatur zusammengebunden. Der Aufbau wird auf eine Temperatur von ungefähr 20% über der Glasübergangstemperatur des bindenden Glases in Kelvin erwärmt, während Druck aufgebracht wird. Die genaue Temperatur wird vom aufgebrachten Druck abhängen. Die Auswahl von Temperatur und Druck kann von einem Fall zum anderen abhängig von der thermischen Stabilität und mechanischen Festigkeit der Materialien, die gebunden werden, variieren. Zum Beispiel, wenn Materialien gebunden werden, welche mechanisch schwach sind, können ein niedrigerer Druck und höhere Temperaturen verwendet werden. Umgekehrt können thermisch instabile optische Elemente unter Verwendung von höheren Drücken und niedrigeren Temperaturen gebunden werden.
Die Verwendung einer Sauerstoffatmosphäre kann zum Abbau des bindenden Materials beitragen, wie es oft beim Sintern von Oxidmaterialien verwendet wird, aber nicht zur Verwendung bei bindenden Nichtoxid-Materialien geeignet ist. Die Verwendung von Vakuum während dem Binden ist besonders zum Entfernen von Gasen aus den Hohlräumen zwischen Pulverkörnern und zum Verhindern der Bildung von eingeschlossenen Blasen vorteilhaft. Wenn jedoch unter Vakuum gebunden wird, kann das Entfernen von Bindemitteln und Lösungsmittel in den Fällen schwierig werden, wo das bindende Mittel als ein Anstrich aufgebracht wird, und dies würde im Allgemeinen die IR-Leistung verschlechtern.
Wasser kann als ein Lösungsmittel oder Dispergiermittel für Oxide verwendet werden, wo IR-Transmission nicht wünschenswert ist. Jedoch ist Wasser in dem Verfahren nützlich, da es zu einer guten Bindung ohne jedweden organischen Stoff für die bindenden Materialien führt, insbesondere wenn nicht-IR-transmittierende optische Elemente gebunden werden. Geeignete Lösungsmittel für IR-Materialien (zum Beispiel für Chalkogenide und Halogenide) sind jene, welche nicht reaktiv sind und relativ hohe Dampfdrücke und niedrige Siedepunkte aufweisen, wie trockene Alkohole und Alkane und chlorierte Lösungsmittel mit niedrigem Molekulargewicht, z. B. Dichlormethan. Nicht-polare Lösungsmittel ohne Wasserstoff schließen Perfluorhexan, Tetrachlorethylen und Kohlenstoffdisulfid ein, welche sehr vorteilhaft sind, da sie niedrige Löslichkeit für Wasser und niedrige Oberflächenenergie bereitstellen. Jedoch sollte man Sorgfalt walten lassen, um Sauerstoff von perfluorierten Lösungsmitteln, die eine hohe Löslichkeit für molekularen Sauerstoff aufweisen, fernzuhalten. Zum Beispiel kann molekularer Sauerstoff durch Durchperlenlassen von Argon oder Stickstoff entfernt werden.
Bindemittel, welche geeignet sind, sind jene mit einem hohen Dampfdruck wie Menthol, Campher und stärker bevorzugt Cyclooctadecan, welches in starkem Ausmaß nicht reaktiv und löslich in perfluorierten Lösungsmitteln ist. Jedoch sind Bindemittel nicht immer erforderlich, da gute Ergebnisse unter Verwendung von nur minimalen Mengen an Lösungsmittel zum Dispergieren der Fritteteilchen erhalten wurden.
Beispiel: Ein Glas, das 8 Mol-% Arsen und 92 Mol-% Schwefel enthält, wird unter Verwendung der gut bekannten Schmelz-Quench-Technik in einer versiegelten, evakuierten Quarzampulle bei 400°C hergestellt. Die resultierende Glasmasse wird dann durch Mahlen in einer Kugelmühle unter Inertglas pulverisiert und wird gesiebt, wobei eine einheitliche Teilchengröße erhalten wird. Kleinere Teilchengrößen unter 40 μm sind bevorzugt. Dieses Pulver wird in ausreichend Lösungsmittel dispergiert, um eine Paste zu erhalten; wobei gezeigt wurde, dass Tetrachlorethylen und Perfluorhexan gute Ergebnisse ergeben und keine nachweisbare organische Absorption im IR zurücklassen. Ausreichend Gemisch wird zwischen zwei planaren optischen Oberflächen platziert, um eine kontinuierliche Bindungsschicht zu ergeben, wobei gezeigt wurde, dass ~0,1 mm für Optiken mit einem Durchmesser von 25 mm ausreichend sind. Die Optiken werden dann in einem Vakuum platziert, welches auf einen Druck von niedriger als 10 Torr evakuiert wird. Der Ofen wird dann auf 200°C mit 5 Grad pro Minute erwärmt, während ein Druck von 100 N aufgebracht wird und für einen Zeitraum von mindestens 20 Minuten gehalten wird, um eine Entfernung von Blasen sicherzustellen. Das gebundene Stück kann dann entfernt und unmittelbar gekühlt oder vor dem Entfernen aus dem Ofen langsam auf Raumtemperatur gekühlt werden. Letzteres ermöglicht eine Bindung mit weniger Spannung und beugt einem thermischen Bruch der gebundenen Optiken vor. Es wurde gezeigt, wenn auf Oxidgläser aufgebracht wird, dass das vorstehende Verfahren eine Bindung mit ausreichender Festigkeit ergibt, um thermischem Schock oder Spannungsaufspaltung vorzubeugen. Der Brechungsindex des bindenden Glases kann durch Ersetzen von S mit Se bis zu 100% angepasst werden, wobei ein Indexbereich von 2,2 bis 2,8 erhalten wird, und Ge, Ga und Sb können anstelle von As verwendet werden.
Die vorhergehenden Beispiele können mit ähnlichem Erfolg durch Ersetzen der allgemein oder speziell beschriebenen Reaktanten und/oder Arbeitsbedingungen dieser Erfindung mit jenen, welche in den vorhergehenden Beispielen verwendet werden, wiederholt werden.
Ohne weitere nähere Ausführung nimmt man an, dass ein Fachmann unter Verwendung der vorhergehenden Beschreibung die vorliegende Erfindung in ihrem vollsten Umfang anwenden kann. Die vorhergehenden bevorzugten speziellen Ausführungsformen sollen deshalb nur als beispielhaft und nicht als einschränkend für den Rest der Offenbarung in irgendeiner Weise ausgelegt werden.
Aus der vorstehenden Beschreibung kann ein Fachmann in einfacher Weise die wesentlichen Charakteristika dieser Erfindung ableiten und kann, ohne vom Geist und Umfang davon abzuweichen, verschiedene Änderungen und Modifizierungen der Erfindung durchführen, um sie an verschiedene Verwendungen und Bedingungen anzupassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 4920081 [0022]
US 5122484 [0022]
US 5256604 [0022]
US 3157521 [0027]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Gan Fuxi, Journal of Non-Crystalline Solids 123 (1990) 385 [0024]
Gan Fuxi, Journal of Non-Crystalline Solids 123 (1990) 385–399 [0024]
Gan Fuxi, Journal of Non-Crystalline Solids 140 (1992) 184–193 [0024]
Raouf A. H. El-Mallawany, Tellurite Glasses Handbook: Physical Properties and Data, Zweite Ausgabe, CRC Press, Boca Raton 2011 [0025]
Johnson et al., J. Phys.: Condens. Matter 15 755 [0025]
G. H. Frischat und C. T. Moynihan, Material Science Forum 67–68 (1991) 257–262 [0025]
Gan Fuxi, Journal of Non-Crystalline Solids 140 (1992) 184–193 [0025]
Samoilenko et al., Glass Physics and Chemistry 5 (2009) 656–660 [0025]
Samoilenko et al., Glass Physics and Chemistry 4, (2003) 373–374 [0025]
Gan Fuxi, Journal of Non-Crystalline Solids 140 (1992) 184–193 [0025]
Gan Fuxi, Journal of Non-Crystalline Solids 140 (1992) 184–193 [0025]
Xiang Shen, et al., Journal of Non-Crystalline Solids 357 (2011) 2316–2319 [0025]
Jing Ren, et al., JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 109, 033105 (2011) [0025]
Bormashenko, Development of the technology of contacting ZnSe infrared optical windows using polyethylene films, Opt. Eng. 40(9) 1754–1755 (2001) [0027]
V. Kokorina, Glasses for IR Optics, CRC Press, Boca Ratan, FL (1996) [0027]
Ye. I. Melnikova, V. V. Melnikov, L. V. Sergeev ”Thermoplastic Gluing Fusion TKS1, Transparent in IR-Spectrum Range” OMP 3, 68, 1973 [0027]
E. Bormashenko und R. Pogreb, Development of new nearinfrared filters based an the ”sandwich” polymer-chalcogenide glass-polymer composites, Opt. Eng. 40(5) 661–662 (Mai 2001) [0027]
S. R. Elliot, ”Chalcogenide gasses,” Kap. 7 in Materials Science and Technology, Glasses and Amorphous Materials, J. Zarzycki, Aut., S. 375–454, VCH, Weinheim ~1989 [0027]
V. Kokorina, Glasses for Infrared Optics, CRC Press 1996 [0027]
J. A. Savage, Infrared Optical Materials and Their Antireflecting Coatings, Adam Hilger, Bristol 1987 [0027]

Claims

Optische Infrarot-Kombination aus zwei optischen Elementen mit Infrarot-Transmission, aneinander gebunden durch ein bindendes Glas, das Infrarot-Transmission aufweist, mit der Maßgabe, dass Gläser, welche Selen und Schwefel, und gegebenenfalls Arsen, Bor, Phosphor oder Silicium enthalten, sowie halogenhaltige Chalkogenid-Gläser als das bindende Glas ausgeschlossen sind.
Optische Infrarot-Kombination aus zwei optischen Elementen gemäß Anspruch 1, wobei das bindende Glas ein Oxidglas, das eine T_g < 400°C und eine Ausdehnung von niedriger als 15 ppm/K aufweist, ein Chalkogenid-Glas, das eine T_g < 150°C und eine Ausdehnung von niedriger als 50 ppm/K aufweist, ein Halogenid-Glas, das eine T_g unter 100°C aufweist, oder ein Glasgemischsystem mit einer T_g von 50–250°C ist.
Optische Infrarot-Kombination aus zwei optischen Elementen gemäß Anspruch 1, wobei das bindende Glas ein Glas von einem der folgenden Glassysteme ist R₂O-MO-B₂O₃, wobei R = Li, Na, K, Rb und/oder Cs und M = Mg, Ca und/oder Ba gilt; R₂O-Al₂O₃-CuO₂-P₂O₅, wobei R = Li, Na, Rb oder Cs gilt; R₂O-Al₂O₃-XO-TO₃-P₂O₅, wobei X = Zn oder Sn, T = W oder Mo und R = Ag, Tl, Li, Na, Rb oder Cs gilt; R₂O-ZnO-TeO₂, wobei R = Li, Na, K, Rb oder Cs gilt; Ge-As-S-Se, wobei S + Se > 70%, As = 0–30 und Ge = 0–20% gilt; Te-As-Ge-Se, wobei Te = 30–80%, Te + Se > 70% und Ge + As = 10–30% gilt; RCl-AlCl₃-CdCl₂-ZnCl₂, wobei ZnCl₂ > 50% und R = Na, K, Rb oder Cs gilt; RX-PbX₂-AgX-Bi₂X₃, wobei X = Cl oder Br, Pb + Ag < 15%, Bi₂X₃ > 40% und R = K, Rb oder Cs gilt; CsX-PbX₂-AgX, wobei X = Br oder I, I > Br, PbX > 60% und CsX = 0–25% gilt; AgI-PbO, wobei PbO > 60% gilt; TeO₂-BaO-Na₂O-ZnX₂, wobei X = F oder Cl und TeO₂ > 60% gilt; Sb₂O₃-ZnCl₂, wobei ZnCl₂ < 60% gilt; Sb₂S₃-AgX-MX₂, wobei X Cl, Br oder I ist, M Pb, Cd oder Zn ist und MX₂ < 60% gilt; Sb₂Se₃- SbI₃-AgI₂, wobei AgI₂ > 50% gilt; As₂S₃-GeS₂-Bi₂S₃-BiCl₃-RCl, wobei R = Cs, K, Ag oder Tl, GeS₂ + As₂S₃ > 40%, BiCl₃ = 0–40% und RCl = 10–25% gilt; GeSe₂-Bi₂Se₃-BiCl₃-RCl, wobei R = Cs, K, Ag oder Tl; GeSe₂ > 40%, BiCl₃ = 0–40% und RCl = 10–25% gilt; RX-Ga₂S₃-GeS₂, wobei R = Cs, K, Ag oder Tl, X = Cl, Br oder I, RX = 10–50% und Ga₂S₃ = 10–50% gilt; oder RX-Ga₂Se₃-GeSe₂, wobei R = Cs, K, Ag oder Tl, X = Cl, Br oder I, RX = 10–50% und Ga₂Se₃ = 10–50% gilt.
Optische Infrarot-Kombination aus zwei optischen Elementen gemäß Anspruch 1, wobei das bindende Glas im Wesentlichen aus As, Ge, Ga und/oder Sb und S und/oder Se besteht.
Optische Infrarot-Kombination aus zwei optischen Elementen gemäß Anspruch 1, wobei das bindende Glas im Wesentlichen aus As und S besteht.
Optische Infrarot-Kombination aus zwei optischen Elementen gemäß Anspruch 1, wobei eines oder beide der zwei optischen Elemente darauf eine Haftungsbeschleunigerschicht auf einer Oberfläche, die durch das bindende Glas aneinander gebunden wird, enthält.
Verfahren zur Herstellung einer optischen Infrarot-Kombination aus zwei optischen Elementen gemäß Anspruch 1, umfassend Aufbringen des bindenden Glases auf eine Oberfläche von mindestens einem der zwei optischen Elemente, so miteinander Inkontaktbringen der zwei optischen Elemente, dass das bindende Glas zwischen den optischen Elementen vorhanden ist, und Erwärmen, um das bindende Glas zu schmelzen, wobei die optische Kombination gebildet wird.
Optische Vorrichtung oder optisches Instrument, umfassend eine optische Infrarot-Kombination gemäß Anspruch 1.
Verfahren zur Herstellung einer optischen Kombination aus zwei optischen Elementen, umfassend Aufbringen des bindenden Glases auf eine Oberfläche von mindestens einem der zwei optischen Elemente, so miteinander Inkontaktbringen der zwei optischen Elemente, dass das bindende Glas zwischen den optischen Elementen vorhanden ist, und Erwärmen, um das bindende Glas zu schmelzen, wobei die optische Kombination gebildet wird.