DE1596948A1 - Optische Glaeser - Google Patents

Description

Belegexemplar

Patentanwälte | Darf nicht geändert werfen

dr. ing. H. NEGBNDANK · dipping.H. HAUCK · dipl-phys. W. SCHMITZ

HAMBTTHG-MÜNCHEN

HAMBURG 36 ■ NEUER WALL 41 IkUUfQ XS ρ XWC« tel. 36 7*38 und 3β4ΐιο

t OlliO (DfSA) TKLKG^NEGWmiIKIBiMBUiG

■' - ' ^Ul ■' ^ll" MÜNCHEN 15 · MOZARTSTR. 28

TBL. 0 38 05 8«

TEIIOB. IiKGEDAPATENT MÜNCHEN Hamburg, 4«a 8« April 1967 Die τorliegendβ Erfindung betrifft neue

inabeeondere Zueaauaeneetsuniea optieoher üUL—r, 41· im

Maße dl« hierf Ur gewUn«ohten Sigen*«k*-fte»

Optiache Gläeer finden »llgteein 1» d«r Indttetri· «MI für wiioneohmfUioh· Zwwk· Aawmiiiaf · 1« 4«l für wtloh· optiMta· fllanuiawuBMtimta r«rw«aA«t _t

gthören MoMik« for BildTeretllrlcerröMrie, 41· Htrst#tt«af ▼on ?· β tr optik·«, op-tieeht Computer, flexiel· faitr«pti»«k· Cyetoekop·, TordtrplatttB für 7«ra*«livildrOhr«B mi 4«rfl*ioh«i. Ajider· Slnaatsmok· ftlr optieeht aiiMV «IjU Ημ4·1«ιτο4«1γΙ·, wie Χ4α··Β» öerält für fmrMhng mi Ι«·οτ, Mitron«alMh· aa4 ««rcltlobeB· Di· für il· finwit— Svtek« τ·»- opiiMh« öläier Nlltn ««kr «taiil MIa₉ i« H.

t*mt tob i«r I«lg«M< ■« ·βΊιΙα«««ι *·1 4*r i tob fAttrop-tlMhoB 3jMUm9u₉ ii« Is i«r «rrl«a örupp· d«r XlB«ft«iiw«ok· «ufgeftlhrt «1β4> BOtwmilg» 4«· ορΊ1·θΒ· »Χ»· τ« f«rti«Bt«ll«tti 4·· wieder se erwttraen aa4 tun«fomea· B«i 4·τ Β«τ·Ί·11«»# iew Handeleprodukt·, 41e Ib 4er »«letet emmat«· or»pp« §xt$ßt\8mi

BAD ORIGINAL

A. Λ Λ Λ t Λ λ. λ m

•ladt wird da« optisch· CHa* selbst ofteals leichten thermischen Affekten ausgeeetst, die durch Schleifen, Kaoheohleifen, Polieren und lachpolieren herrorgsruie» werden, Bearbeitungen, dlt soy Irsielung des gewünschten jSndproduktes notwendig sind. Die optisches 01as*r, die für Al· eben genanatea Zwecke rerwendet werden» erfordern auch eine aiassssassMOMtsung alt guter !«BtaBdlgkeit ftf·» 3ä«re» ob* Alkali, si« eüssea auch physikalische und chemische Homogenität aufweisen and weitgehend **·! s«ltt Ton fehlem, wie Hillen, 3p*mnungen»

Blasen Ml dergleichen· SO.· optieohe Ülae«osaseien-

setsun« sollt· auch sinea guten Breuhuageindex »esitsea umd sur HsrstsllUAg der genannten üerttte für Wisssnsohmft und Industrie gute Bearbeitungseigenschaften aufweisen· Bei einigen wlsseasohaftliohen and wirtschaftlichen ^insatasweekea, wie s. B. s«l BildYsr stärker sy st e«en ist «la guter Brechungsindex •ehr wiehtig» dena je höher er ist, im so höher 1st der aiitefaktwr.

üa simd »erslts Tcrsaohe uaternosasn wordsn, optische MssjSMsiMtsttftgen alt den gewOnschten Xigenechaf tea hersast«llem_f «1« s« B. i» der y8A-Patesitansi«ldttag st· 2J175 «»* d«r UBA-*ats«tsohrift 2 206 061,offen»art. fiinige im

vi· i«r OTA-iatemtertrift 3 150 990 sn e«tMsjM« aleht sUUl» sei«·« leieht ·1μ· nlattf JmIm üahtstr^aag s mim» gels-sra«»· fears·· Bei sederesi s«ka«ntge-

TsrwMhsa mv X«rst«ll*ag vom optisehaa GIm ward· Mi Y«rweÄdet_f doeh ist morlsji radlo-aktlT, wsshals die

, dl· also·· llssjs»t esithaltem.

gesms4heitsg*fahT4«U irt. Bei sad

Gläsern su gelangen» wurden erheblich« Mengen Seltener Jftrden alt verwendet» doch neigten in dieser Weise hergestellte optische öltteer sar Xnstablllt&t» s. B. sun Entglasen»

Jeden iacheann wird es klar »ein, daß, wenn optische Älmesueanaensstsungen» die gegenüber Wledererhitsen tinforaen« wie es sei dear Herstellung tob faseroptischen Ojeten/der Fall 1st» sehr stabil sind, hergestellt würden» dies eins wesentliche Bereicherung der Seehnlk bedeuten würde· In gleicher Weise ergibt sieh tür den Yaohmaon, das» wenn optische Gläser hergestellt würden« die praktisch frei von radio-aktiven Substansen und weitgehend frei too fehlern wären und einen guten Brechungsindex besäßen» einen be· deutenden wirtsohaftliohen »ert besaBen und in Industrie und Wissenschaft eingesetzt worden·

Xn vielen der neuen optischen öllser dar vorliegenden Erfindung ist gefunden worden, daS optische (Hase? nit einen hohen Brechungsindex und optischer HoaogenltKt» die weitgehend fehlerfrei sind» hergestellt werde», können durch inniges Veraischen verschiedener Mengen Alkalien, Srdalkalien*. Seltener Erden und anderer Oxyde. J)Ie vorliegende Erfindung unfaBt optische OlAser, die enthaitent etwa $ bis etwa 15 G*w.-> SiO₂, etwa 7 bis etwa 15 Gew.-* B₂O₉₉ etwa 0 bis etwa 4 Oew.-* OaO, etwa 22 bis etwa 30 Uew.-* BaO, etwa 2 bis etwa 5 ecw«-£ Xs₂O₅₉ etwa 18 bis etwa 29 Gew.-* La₂O₅, etwa 8 bis etwa 14 0ow«-<£ TiO₂, etwa 2 bis etwa 9 Gew.-* SrO₂₉ etwa 0 bis etwa 4 iew.-?t I₂O₉ stwa 0 bis etwa 4 Oew.-* stwa 0 bis etwa 4 Gew·-* Al₂O₉ und etwa 0 bis 1»0 Oew.-jt

BAD ORJG^^AL 16/021S - 4 -

Di· Sriindttng uafaßt auch «in optirohee Glae» due enthältι etwa 5 Ua et«« η Gew.-£ SiO₂, etwa 7 Hl« «twa 15

^B2°5* **** ° ^bie ·*** * ⁶«w.-£ CaO, «twa 22 bis «twa 30

BaOf «twa 2 eia «twa 5 ö«w»<«f& Sa₂O-* «twa 18 bis etwa 29 0«**«"9έ Ia₂O₅, etwa 8 Idle «twa U Gew.-^ TiO₂* etwa 2 tie etwa 9 G«w*-$fc SrO₂* «twa O bie «twa 4 0«w*-^ K₂O, «twa O bis «twa ■4 QtV.-^ Ha₂Qt «twa O bie etwa 4 Ö«w_e-# M^Py etwa O feie •twa 1»0 Oew«*# XdL₂O* «twa 1 bis etwa 5 Gew.H ^2°5 ^und •twa 1 ble «twa 10 öew,-> WO.»

ferner tetfaflt dl« Torliegende Erfindung ein optischee Qla«, da» «nthälti etwa 5 «ie etwa 15 Gew.^ SiO₂* etwa 7 bi· etwa 15 GeW.-^ B₂0«* «twa 0 bia «twa 4 0«w·-^ CaO, etwa 22 öle etwa 90 (Hrw.-jf BaO, etwa 2 bie «twa S CHm.-^ Sa₂O.* etwa 18 bie etwa 29 0«w«H* Xo₂O** etwa 8 ble etwa 14 (Jew.-^ TiO₂* etwa 2 ble etwa 9 &ew.-^ Z*0₂* «twa 1 ble «twa 5 &«*·-$£ •twa O bi· etwa 10 öew·-^ WO₃ uad etwa O bia etwa 1

Beiepiele für dl« 2ueaeeene«t*oae«n der optischen öläeer gemäß der vorliegend·» Xrfiadeag elnd

eis optlaeaee Glae* das eioh susaaa«ns«tBt aus etwa 14 Oew»«^ SlO₂* etwa 11 &·*·-?& B₂O₇* etwa 2 Qew.-^έ CaO, etwa 29 G«w.-^ BaO₉ etwa 3 G«w«-£ Sa₂O₅* etwa 22 Oew»·^ LaO, etwa 9 ö«w·-* TiO₂, etwa 6 9«w.^ SrO₂* «twa 1 Gew,-?6 A1₂°3* *^Xwu °*² &**·*& H₂O and •twa 3

eis eptieohee 01a·, dae eioh sueawneneetst ane etwa 8 &ew«-jt SiO₂* etwa 11 dew·-^ B₂O.* etwa 2*00

1ÖSSU/Q216 ^BAD0R1Q1NAL

OaÖ_v etwa 29 Gew.-^ BaO₉ etwa 4 Gew. etwa 2? Gew.-^ IA₂O₃, ***» 12 Gew«-?6 etwa 5 Oew.-^ 2r0₂t »twa 3 Gew.-# etwa 3 aew.-£ WO»?

ein optisches Glas» das sioh suaaaeeneetat aus etwa 8 Gew·-^ SiO₂» »twa 1t Gew.-jj£ B₂O₃, etwa 29 Gew,-§* BaO₉ etwa 5 Gew.-# Ta₂Og₉ etwa 24 üew.-ji Lt₂O₅, etwa 12 Gew.--- TiO₂1 etwa 3 ßew.-# XrO₂* etwa 5 6ew«-^ WO, und etwa 3 &·*·-£ Hb₂O,j

ein optieehee Qlne, das aich eusamaenee-fcet aus etwa

8 Gew.-/j SiO₂» etwa 11 Gew.-# B₂O,, etwa 29

BaO, etwa 5 &ew·«^ Ta₂O₅, etwa 24

etwa 12 Gew.-^ TiO₂, etwa 3 Oew.-ίί XrO₂₉ «twa 3 t?ew·-^ Nb₂O₅ und etwa 5 Qew.-* T

Andere optiaohe aiaeausaaaeaeeteangen, die für dl· erfintlungegeaiiflen ölä»er beispielhaft lind, eind

ein optiaohia Glae, da« enthält etwa 8 <3ew»-9£ UiO₂, etwa 11 aew·«^ B₂O₅, etwa 1 0«w·-^ CaO, etwa 29 ffew·-^ BaO, etwa 4 öew.*?i ^Ί*2^ϋ** ·**^ a#w.-?: La₂O₅, etwa 12 aew.-^ TlO₂, etwa 5 SrO₂, etwa 3 0«w.-?i Nb₂O₅ und etwa 3

ein optieohββ aiae, das enthält etwa 8

SiO₂, etw* 11 Qew.-> Ba₂O₅, etwa 29 0e BaO₉ etwa 5 öew·-^ Ta₂O₅, etw» 24 0·«··^

etwa 12 Qew,-i< iiO_f, etwa β Oew.·^ XyO₂ al «tw«,

1ÖÖ016/0 516

•in optisch·» Glae, das enthält 8 Gew.-* SiO₂, etwa 11 G*w.-£ B₂O-, etwa 29 6ew·-^ BaO, etwa 5 G*w*-$ Sa₂Oe* 6t»ft 24 ö*w.-ii Ia₂O^, etwa 11 Oew.-^i TiO₂, etwa 8 Gen.-^ ZrO₂* etwa 1 &·*·-?£ Ll₂O und etwa 3 Gtw.-^ Nb₂O^; «la optisches Glas* das enthält 8 Gew. SlO₂1 etwa 11 Gew,-# B₂O** etwa 2 G CaO, etwa 29 3ew.-# BaO, etwa 3 Gew. etwa 24 Öew·-/* Ie₂O₅₉ etwa 12 <*·»·-# etwa 8 Gew.-τί ZrQ^ und etwa 3 Gew.-it

Bei der Herstellung dir oben angegebeneB Zaea«»eaeet*ttneea «erde« dl· Glaeeatebeetaadteile von Band oder in «ladt geeignete» «ieoher innig Miteinander Termieoht end auf Temperatur«* erhitat, so daS all« Substansen la flOeeige« Zttetaad Torliegen and daduroh dl· Bildung eines Gla··« alt eheaieeher and phyeikalieefter Ho*ogenit*t ane dar hoaogenen aateels« tot eieh fehes inaa» Ia allgemeinen haeea diese eo hergestellten dläeer thendeohe Auedehnmigalroefflalentea tob etwa 80 bis etwa 100 alt dea be*Mr*agte* Berelek voa etwa 90 ile etwa 95 x 10~⁷ (O bi· 429 ⁰O)₉ «ad eine« Bre«a*ag*ladex für «1· IMilni· tob etwa 1,77 bis etwa 1,9O₉ alt «em Wroraitgtaa BejreloA rxm etwa 1,77 bie 1,80 und etwa 1,85 ele 1,90.

Die OlaeeatxbeeteAdteile, «1· fttr dl· Y*rliegendeÄ Olaa-■aesaaeneettaagea werweadet werden, dad la allgeaelaea aOea«ter leiahelt« 81· wermea innig geaieoht und daaa la elaea aeaaelitlegel geeaaaolscji· Der hler yerweadete tief·! war an· natla« Die 8ehi*elateaperat«r fUr al· llegMdea Saeaaaeneetaongen liegen la allg^ae^ea,^ Bareiek

BAD ORIGINAL

yon etwa 1400 bis 1065 °0 ait dea nun allgemein angewandten Bereioii von etwa 1480 bis 1365 °0, XU· oChiaelEtiegel wurden in «ine« elektriaofaeu Ofen und in Luitataoaphäre ernltst* Me äürcnsofcnittliche dlassohiielsselt betrag etwa 4 toie 8 Standen, and die Glaeasueaejeoafttaungen wurden unter icon β tan te« Kühren

Andere öläaer wurden berge »teilt, wotoei der Glae-

aats über Haoht, d. h· etwa 20 Stunden, geecheolaea wurde. Die ie Handel erhältlioheä aiasaateaaterialieti» die für 41· Glöeer der vorliegendes Srfändtmg verwendet wurden, waren τβη h(5cheter Seinheit und i* allgwH«in«n Ausgewählt auet Aeeraileand, Borettoreanhydrid, Calci«»karbonat_f Barituüc«reon«t_f Tantaloxyfi, Lanthenoiyd, Titanoxyd, Zirkonoxyd, £alloalc«r»onat₉ LitMoatrarbonat» »ioljoxyd» WolfraMAar· oaad dergleiehea· 111· dies· Beeteadteile eiad «1« Beiepiele gezuomt« jedooh können andere funktionell gleichwertige Heageneien für tie

e¥enfalle genoanen «erden·

»or Heratelltm« der neuen» f Ur die vorliegende Erfindung typieohea Gläser, eind in der neeaffteltttnien Tabelle sueeanengeetelltt Jedoch stellen dleee Beiepiele keine Begreztiang der Sriinäung dar* da endere geeignete Satscestandteile ist Halmen der Brfindong verwendet werden können.

BAD OFUG>NAL - β -

gabeile Ι

	|il· (ff)	SueassxeneetBttng,	SiO2	5	OaO	theoretisch	13,53
ei ■«■n±«;beetandt<		iOew,«*)	IiO2	Al2O3		8,88
Beispiel 1	676,5	BeisDiel	ZrO	K2O	2	6,02
Aaersil Sand	444	BaO	IA9O		28,88
Titanoxyd	301	B2O3		11,06
Zirkonoxyd	1858	fa*0		3.27
Bariuaicarbonat	561,4		21,73
Boraäareanhydrid	165		2,14
fantaloxyd	1091		1,00
Lanthan d	191.1		3,30
Caloitaikarbonat	50,1		0,20
H.E. Aluade«	243,7
	24,7
Lithiuakarbonat

Di· Bestandteil· der obigen Beispiele wurden sorgfältig gegut «iteinander ia einea Platintiegel bei 1482 bis

1565 ⁹O in Lufta-^osphäre etwa 7 bis 8 !Standen Terschmoleen, Me theoretieohe Zusaaaensetsang des glasigen Glases, ausgedrückt ia Gew»«ft für ei« Bestandteile dee Beispieles 1 sind ia Beispiel 2 wiedergegeben.

Sie nachstehende Tabelle II bringt die GIa*satabestandteile, Beispiel 3, and die theoretische Zassjssensetsimg, Beispiel 4,

anderes
fUr ein/optisohes Glas, das geeäß der Erfindung hergestellt

worden ist«

BAD ORIGINAL

109816/021S

Gla3Sa1;abest^ndteile (a)	400	SlO2	(Gew.-*)	8,00
BaieD^.·! 3	150,2	Hb2O3	Balnlal 4	3,00
Aaerail Sand	600,4	TiO2	12,00
ColuBfciiuiaxyd	250,2	ZrO2	5,00
Titandioxyd	1885,1	BaO	29,00
Zirieonoxyd	548,2	B2O3	10,80
Barioaikarbonat	186,7	Tm2Q5	3,70
üoraäureanhydrid	1180,9	La2O3	23,50
Tantaloxyd	162,2	WO3	3,00
Lantnanoxyd	178,6	CaO	2,00
Wolframeäur·
Celoiumkarbonat

Ib den folgenden Tabellen XZI tmd If aind dia tluorrtiMh ZuBumcnamtutxngmA uad «i· ph/aikaUeoiiaa BlgmuMka a«tt«n optischen &ltta«v, 41· «Mift Aar Terli»iandan wurd««,

- 10 -

BAD ORIG'NAL

109816/0215

- to -

B₂O₅ OaO

B·iipitl

13,43	13,33	13,53	13,53
11,06	11,06	11,16	11,06
2,H	2,14	2,14	2,14
28,89	28,89	28,@8	28,88
3,27	3,27	3,27	3,27
21#72	21,73	21,73	21,73
8,87	8,87	8,87	8,87
6,02	6,02	6,02	6,02
3,30	3,00	3,30	3,30
0,30	0,50	0,10	0,20
1,00	1,00	1,00	1,00

(0 - 425 ⁰C)

⁰O

725	726	749	732
618	617	638	625
588	588	608	597

95,4 95,0 93,9 95,4

1,7720 1,7Τ79 1,7715 1,7718

SAD ORIGINAL

• 11 ·

100616/031!

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■■"f »"Ti B^ W γ*^ -ί™ί ί^

BAD ORIGINAL

Glaszueamaeneetiungea der vorliegenden Jtrf indung wurden ■u faseroptischen Kernstücken (filter optic core billete)

Terarbeitet,und einige dieser faserkernotticke worden an-

schließend ait eine« Material eines niedrigeren Brechung»- index, nänlich Boreilikatglae oder dergleichen oder ein anderes geeignetes Material, umhüllt. Das umhüllte Faeerkörnatuok «erde erhitet und eu kleinere« faeerdnrohaesser aueßesogeni das FaserlcemetUck war während und nach dieser Behandlang weitgehend frei von iäntglanung. Sann nurde das obige Produkt wiedererhitzt end Boohaals *u kleinere« - , DurcheesBer ausgesogen· Bas Erhitzen und Aassiehen kann bis sum gewUnsohten Durehmee«er der faseroptik wiederholt werden* Die chemischen und physikalischen Eigenschaften eines weitgehend glasigen faseroptischen Kernelaees» das erfindungeße- rnäH hergestellt wurde, bringt die nachstehende Tabelle V.

- 13 -

109816/021«

BAD ORIGINAL

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3109818/0211

BAD ORIGINAL

Pi· oben offenbarten ches&schen and physikalischen glgensahaften

»eigen, daß die vorliegenden öläeer allgemein weitgehend glasig sind» einen Fasererweichungepunkt ron etwa 680 IbIb 760 ⁰C* eine Aueglühteaperatur (annealing point) τοη etwa $00 bis etwa 670 ⁰O₉ einen Yerforruungepunlct von etwa 570 bis etwa 640 *C, einen thermischen Ausdehnungnkoeff latenten ran etwa 60 bie etwa 100 χ 10~⁷ (0 bis 425 ⁰C) und einen Brechungsindex (nd) τοη etwa 1*77 bis etwa 1,90 haben* durch diese Werte durften die unerwartete» Bigenschäften and Qualitäten der erf indengegeaäBen ölaser dargelegt sein*

neuen optischen dlassiisaMHHiseteungen werden» wenn sie su Utaben Terarbeltet werden, die mit einer Außenschicht eines anderen ölaaes, gewöhalich ein Borsilikatglas oder ein ähnliches Qlas eder ein anderes geeignetes Material» uehllllt werden» so Stäben alt eine« gegebea AKSendurehiieseer gegossen oder geformt. 3er Ianendurcheeeser der «skullenden Rohre alt dea darin angeordneten JaserkerastUck werden dann erhltst and etui gewUneehtem l*aseropti]BAitreisMisser gegossea. Mm ein get·· faeeroptieehes Syst·* «u bekoss«»» wird als umhüllendes dia· ein solches gea» das einen niedrigeren Brechungsindex hat als ti· eareaterliegenden öläeer.

BAD ORIGINAL

109816/0216

Claims (1)

1. Patentananrlloh·

   1, OptiBOhee ulas₉ dadurch gekennsaiaanet₉ dai ·β sieh sneasasnastst aas »tw* $ MLe stwei 15 ösw*-$t SlO₂₉ etwa 7 bis etwa 15 Os*.-* B₂O₅₉ «twa 0 bis atwa 4 CaO, «twa 22 Ua etwa 30 0«w·-* BmO₉ «twa 2 Us ttva 5 Gtw.-i* Ta₂O₅, etwa 16 bla ttwa 29 u«w««f> ^^f ·*** ⁸ bie etwa H Oew,-?i !FlO₂₉ etwa 2 »i· «tv« 9 &·*.-<* •twa 0 bis etwa 4 9«w·«^ K₂O, etwa 0 bi· atwa 4 Ma₂O₉ atwa 0 bla etwa 4 ütw.-ji Al₃O₅ aal atwa 0 bis etwa

   2« Optieohea Ula· naoh iaapraoh 1₉ da4<roh gakefuselohnet* äafl es etwa 1 bie 5 &ew.-> Hb₂O₅ «nd Ua M etwa 10 10. enthält.

   3· OptlMh·· aiae naoh Ansprach 1 vmä 2» dadaroh gsksamselolmet, dafl ss sieh «aea—eneetst au· etwa β 0ew.-5t SlO₂₉ etwa 11 Oew.-* B₂O₅₉ etwa 1 bis etwa 2 Gew.-* OaO₉ etwa 29 Cew.-«> BaO₉ etwa 3 bis etwa 5 tfaw.-jC Ta₂O₅₉ etwa 22 bis •twa 24 Gew.-# Ia₂O₃₉ etwa 9 bis etwa 12 Gew.-9b TIOj₉ etwa 3 bis etwa 8 0«w.-£ ZrO₂₉ etwa 3 0«w.-£ Mb₂O₅ end

   10981G/0215 bad original . ₂ .

   O fcie etwa S Gew.-^

   4« Optieoh·· Cfrlae nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet» daß due UiO₂ la einer Mtage von etwa H Gew.-W anwesend iet und das Glaa außerdem etwa 5 Crev/·-;^ K₂O, etwa 1

   Al₂O. und etwa 0,2 ü·*.-,. LiO₂ enthält·

   BAD ORIGINAL

   109816/0215