DE1954802B1

DE1954802B1 - Optisches Streulichtfilter und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1954802B1
Application number: DE19691954802D
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl-Phys Dr Neuroth
Original assignee: Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1969-10-31
Filing date: 1969-10-31
Publication date: 1971-03-04
Also published as: FR2065622A1; NL7015848A; FR2065622B1; GB1320357A; JPS5010742B1; NL144063B

Description

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Die Erfindung betrifft ein optisches Streulichtfilter, 500° C gepreßt, z. B. nach dem Verfahren der deutbestehend aus einer strahlungsdurchlässigen Ein- sehen Offenlegungsschrift 1 571568. Der Preßling bettungsmasse und einem darin dispergierten Pulver, wird poliert. In Fig. 1, Kurve α ist die Lichtdurchdessen Brechzahl sich mit der Wellenlänge stärker lässigkeit ■& der so hergestellten Platte in Abhängigändert als die der Einbettungsmasse, wobei in einem 5 keit von der Wellenlänge λ wiedergegeben (Probenbestimmten Wellenlängenbereich die Brechzahlen dicke 3 mm). Die Probe ist undurchlässig bis auf den von Einbettungsmasse und Pulver gleich sind. Spektralbereich von etwa 5,5 bis 7,1 μΐη. Das Maxi-

Es sind optische Filter bekannt, die aus einer ein mum der Durchlässigkeit liegt bei 6,5 μπι. feinkörniges, dispergiertes Pulver enthaltenden Flüs- . .

sigkeit bestehen, in denen das Pulver im kurzwelligen io Beispiel 2

Spektralbereich eine höhere Brechzahl hat als die 95 Teile KBr-Pulver werden mit 5 Teilen BN-

Hüssigkeit, dessen Brechzahl jedoch mit größer wer- Pulver, vermischt und gepreßt. Der Preßling wird dender Wellenlänge stärker abnimmt als die der poliert. In Fig. 1, Kurveb ist die Lichtdurchlässig-Flüssigkeit, so daß es einen Bereich gibt, in dem keit angegeben (Probendicke 1 mm). Die Probe ist Flüssigkeit und Pulver die gleiche Brechzahl haben. 15 undurchlässig bis auf den Spektralbereich von etwa Dort ist die Mischung als optisch einheitlich zu be- 4,7 bis 5,6 μπι. Das Maximum der Durchlässigkeit trachten, d. h., in diesem Spektralbereich ist die. liegt bei etwa 5,15 μπι. Substanz lichtdurchlässig, während Licht mit kleinerer und mit größerer Wellenlänge gestreut wird. Beispiel 3 Ein solches Streulichtfilter wurde zum ersten Mal 20 98 Teile LiF-Pulver und 2 Teile NaHCO₃-Pulver von Christiansen beschrieben (Ann. Phys. 23, werden vermischt und bei 500° C gepreßt. Der Preß-1884, S. 298; 24, 1885, S. 439). ling wird poliert. In Fig. 1, Kurve c ist die Licht-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, der- durchlässigkeit einer .3 mm dicken Probe angegeben, artige Filter weitgehend temperaturunabhängig zu Die Probe ist undurchlässig bis auf den Bereich 4,5 machen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß da- 25 bis 6,0 μπι. Das Maximum der Durchlässigkeit liegt durch gelöst, daß die Einbettungsmasse ein bei der bei 5,4 μΐη. Anwendungstemperatur des Filters festes Material *BeisDiel 4

ist. Dies bringt zwei wesentliche technische Vorteile: P

Man hat ein kompaktes Material statt einer Flüssig- 97 Teile LiF-Pulver und 3 Teile aus einem Boro-

keitsküvette, außerdem ist bei dem erfindungs- 30 silikatglas mit BaO und La₂O₃-Gehalt werden vergemäßen Filter die Lichtdurchlässigkeit von der Tem- mischt und bei 500** C gepreßt.-Der Preßling wird peratur praktisch unabhängig, während sie bei dem poliert. In Fig. 1, Kurvet, ist die Lichtdurchlässig-Flüssigkeits-Pulver-Filter sehr stark von der Tempe- keit einer 1 mm dicken Probe angegeben. Die Probe ratur abhängig ist. Als dritter Vorteil ist zu erwäh- ist undurchlässig bis -auf den Bereich von etwa 5,4 nen, daß die Streulichtfilter gemäß der Erfindung 35 bis 6,6 μπι. Das Maximum der Durchlässigkeit ist Temperaturen bis 400 bzw. 600° C je nach Ein- bei 6,25 μπι. bettungsmaterial aushalten. Beisoiel 5

Substanzen, die als Einbettungsmatrix verwendet P

werden, müssen folgende Bedingungen erfüllen: 98 Teile CaF₂-Pulver und 2 Teile aus einem Boro-

a) sie müssen sich zu einem optisch homogenen 40 silikatglas mit BaO und La₂O₃'Gehalt werden verMaterial verpressen oder vergießen lassen, mischt und bei 700° C gepreßt. Die Probe wird eventuell unter Anwendung höherer Tempe- poliert. In Fig. 2, Kurve e ist die Lichtdurchlässigraturen, keit einer 3 mm dicken Probe wiedergegeben. Die

b) die Brechzahl muß in einem kurzwelligen Spek- Probe ist im Bereich von etwa 3,3 bis 6,4 μπι durchtralbereich kleiner sein als die des einzulagern- 45 lässig. Das Maximum der Durchlässigkeit liegt bei den Pulvers, und die Veränderung der Brechzahl 5,8 μπι.

mit der Wellenlänge muß geringer sein als die B ei spiel 6

Veränderung der Brechzahl des einzulagernden ^p

Pulvers, so daß die Dispersionskurven von Ein- 97 Teile BaF₂-Pulver und 3 Teile Quarzkristall-

bettungsmaterial und eingelagertem Pulver sich 50 Pulver werden vermischt und bei etwa 700° C ge-

bei einer bestimmten Wellenlänge schneiden, preßt. Die Probe wird poliert. In F i g. 2, Kurve / ist

bei der das Filter durchlässig ist. die Lichtdurchlässigkeit einer 1,5 mm dicken Probe

Als Einbettungsmaterial haben sich z. B. die Al- angegeben. Die Probe ist von etwa 3,2 bis 4,9 μπι

kali- bzw. Erdalkalihalogenide, insbesondere Fluo- durchlässig. Das Maximum der Durchlässigkeit liegt

ride, bewährt, die man relativ gut verpressen kann. 55 bei 4;ΐ-"μία. ■--■■:. - ----- '-■■-'- -

Sie sind beständig an der Atmosphäre bzw. können B eis Diel 7

durch einen Überzug beständig gemacht werden. Sie ™

haben hohe Festigkeit und können leicht optisch be- 97 Teile BaF₂-Pulver werden mit 3 Teilen eines arbeitet werden. Fluorphosphatglases gemischt und bei etwa 700° C Das einzubettende Pulver ist vorzugsweise aus 60 erhitzt. Die Probe wird poliert. In Fig. 2, Kurve g Oxydgläsern, Oxyden oder Salzen von anorganischen ist die Lichtdurchlässigkeit einer 1 mm dicken Probe sauerstoffhaltigen Säuren oder Mischungen derselben angegeben. Die Probe ist im Bereich von etwa 7,0 hergestellt. Folgende Beispiele erläutern die Her- bis 8,5 μπι durchlässig. Das Maximum der Durchstellungsmethode der Filter: ' lässigkeit ist bei 7,95 μπι.

Beispiel 1 ⁵ Beispiel 8

98 Teile LiF-Pulver werden mit 2 Teilen Kiesel- 97 Teile BaF₂-Pulver und 1 Teil GeO₂-Pulver wer-

glaspulver (Quarzglas) vermischt und bei etwa den vermischt und bei etwa 700° C gepreßt. Die

Probe wird poliert. Die Lichtdurchlässigkeit einer 1,5 mm dicken Probe ist in F i g. 2, Kurve h angegeben. Die Probe ist von etwa 9,8 bis 11,8 μπα durchlässig. Das Maximum der Durchlässigkeit ist bei 10,8 μπα.

Die Proben sind an der Atmosphäre beständig. Durch Variation der Dicke kann man die Durchlässigkeit in dem angegebenen Bereich variieren. Viele weitere Substanzen kommen für die Herstellung solcher Filter mit Durchlässigkeitsstellen in anderen Spektralbereichen in Frage. Die angegebenen Beispiele sind nur eine kleine Auswahl. Durch die Körnung des eingelagerten Pulvers kann der Verlauf der spektralen Durchlässigkeit beeinflußt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Optisches Streulichtfilter, bestehend aus einer strahlungsdurchlässigen Einbettungsmasse und einem darin dispergierten Pulver, dessen Brechzahl sich mit der Wellenlänge stärker ändert als die der Einbettungsmasse, wobei in einem bestimmten Wellenlängenbereich die Brechzahlen von Einbettungsmasse und Pulver gleich sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbettungsmasse ein bei der Anwendungstemperatur des Filters festes Material ist.

2. Optisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbettungsmasse aus einem oder mehreren Alkali- und/oder Erdalkali-Halogeniden besteht.

3. Optisches Filter nach den Ansprüchen 1

und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbettungsmasse aus LiF, MgF₂, CaF₂, SrF₂, CdF₂, PbF₂, LaF₃ oder BaF₂ oder Mischungen aus diesen Stoffen besteht.

4. Optisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbettungsmasse aus Al₂O₃ und/oder MgO besteht.

5. Optisches Filter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dispergierte Pulver aus einem Oxydglas, einem anorganischen Oxyd oder Salzen von sauerstoffhaltigen anorganischen Säuren oder Mischungen dieser Stoffe besteht.

6. Optisches Filter nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das dispergierte Pulver aus Silikat-, Borat-, Borosilikat-, Phosphat-, Fluorid-, Phosphatfluoridglas oder aus Mischungen dieser Substanzen besteht.

7. Optisches Filter nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das dispergierte Pulver eine Korngröße vorzugsweise kiemer als 60 Mikrometer hat.

8. Verfahren zum Herstellen eines optischen Filters gemäß den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbettungsmasse in Pulverform mit dem zu dispergierenden Pulver gemischt und anschließend das Gemisch durch Pressen zu einem festen Körper verdichtet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verpressen bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise bei Temperaturen oberhalb 300° C vorgenommen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen