DE2321355C3 - Optisches Telluritglas mit hohen Brechzahlen, extremen Dispersionen und hoher IR-Durchlässigkeit - Google Patents
Optisches Telluritglas mit hohen Brechzahlen, extremen Dispersionen und hoher IR-DurchlässigkeitInfo
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- DE2321355C3 DE2321355C3 DE19732321355 DE2321355A DE2321355C3 DE 2321355 C3 DE2321355 C3 DE 2321355C3 DE 19732321355 DE19732321355 DE 19732321355 DE 2321355 A DE2321355 A DE 2321355A DE 2321355 C3 DE2321355 C3 DE 2321355C3
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Description
40
3. Optisches Telluritglas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Halogenide
und/oder Sulfate in Form anderer stabiler Metallverbindungen der 1. bis 5. Hauptgruppe
und/oder der Nebengruppen im Gemenge enthalten sind.
Die Erfindung betrifft neue Telluritgläser mit hohen
Brechzahlen und über weite Bereiche gut variierbaren Teildispersionen, die außerdem hohe IR-Durchlässigkeit
bis etwa 7 μηι haben.
Es ist bekannt, daß Schmelzkombinationen von Tellurdioxid mit verschiedenen anderen Oxiden zu
stabilen Gläsern führen, die sich besonders durch hohe Brechzahlen und eine IR-Durchlässigkeit bis etwa
μηι auszeichnen. Nach DT-PS 9 42 945 und GB-PS
22 578 sind in Telluritgläser auch Fluorverbindungen eingeführt worden, wie das zu Eigenschaftsvariationen optischer Gläser ganz allgemein seit langem
bekannt und gebräuchlich ist. Es handelt sich hierbei jedoch um rein oxidische Glassysteme, die
lediglich Fluoride ι 's zusätzliche Komponente enthalten.
Alle bisher bekanntgewordenen optischen Telluritgläser
erweitern den /!,/-!',/-Bereich im Sinne einer Verlängerung
der sogenannten »Eisernen Geraden« zu höheren Brechzahlen bis etwa 2,20.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Herstellung neuer Tellurilgläser zu ermöglichen, deren
optische Eigenschaften durch den Einbau größerer Gehalte an Halogeniden und Sulfaten ganz beträchtlich
stärker variiert werden können und hinsichtlich ihrer Lage im //,/-!'..(-Diagramm außerhalb des bisher
bekannten Bereiches liegen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung das Grundglas Halogenide und/oder Sulfate
bis zu folgenden Höchst mengen enthält:
F bis zu 30 Mol-%
Cl bis zu 35 Mol-%
Br bis zu 34 MoI-",',
SO1 bis zu 28 Mol-%,
daß es aus folgendem Gemenge erschmolzen ist:
daß es aus folgendem Gemenge erschmolzen ist:
48 bis 99 Mol-% TeO2
sowie mindestens eine der Komponenten enthält:
sowie mindestens eine der Komponenten enthält:
1 bis 38 Mol-% BiOCl
1 bis 40 Mol-% BiOBr
Ibis 52 Mol-% PbBr2
1 bis 51 Mol-% PbCl2
1 bis 29 Mol-% PbF,
bis 34,5 Mol-% PbSO1
und daß das Glas hohe Brechzahlen na bis zu 2,30 extreme
Dispersionen n? — nc von 0,05 bis 0,11 und eine
nohe IR-Durchlässigkeit im Bereich von 0,4 — 7 μηι
aufweist.
Während die bekannte Möglichkeit des Einbaues von Fluoriden in sauerstoffhaltige Gläser darauf beruht,
daß Fluorionen die Funktionen der Sauerstoffionen übernehmen, waren bisher ein Einbau größerer
Gehalte an Chloriden, Bromiden und Sulfaten unbekannt, weil damit generell eine starke Verminderung
der Glasbildungstendenz zu beobachten war. Telluritgläser besitzen eine außerordentlich sperrige Struktur,
se daß sich unter Beibehaltung oder sogar unter Erweiterung der Glasbildungsbereiche relativ große
Mengen an Halogeniden und Sulfaten in die Hohlräume des Netzwerkes einlagern lassen. Damit wird
aber unter Beibehaltung von Brechzahlen um 2,0—2,30 eine große Variierbarkeit der mittleren Dispersionen
bzw. der Abbe'schen Zahlen möglich. Gleichzeitig wird eine beträchtliche Steigerung der IR-Durchlässigkeit
erreicht, da durch Reaktion der Halogenide mit Wasser letzteres total aus der Schmelze entfernt
wird. Es ist somit erstmalig möglich, Telluritgläser zu erhalten, die von etwa 0,4 bis maximal 7,0 μιτι eine
gleichmäßig hohe Lichtdurchlässigkeit besitzen.
Mit Gläsern gemäß der Erfindung sind bedeutende Fortschritte im wissenschaftlichen Gerätebau bei der
Entwicklung spezieller Fotooptiken, bei Korrektur von optischen Systemen und im Refraktometerbau
möglich. Da die neuen optischen Gläser gleichzeitig im Bereich von 0,4 — 7,0 μΐη eine gleichmäßige hohe
Lichtdurchlässigkeit ohne durch Wasser bedingte Absorptionsbanden besitzen, ist somit grundsätzlich
auch die Konstruktion einer Optik möglich, die im gesamten sichtbaren Bereich des Spektrums bis zu 6,0
oder sogar 7,0 μιτι arbeitet. Alle bisher bekanntgewordenen
IR-durchlässigen Telluritgläser besitzen entweder starke Absorptionen bei 2,8 — 5,0 μπί oder
sie sind stark gefärbt und somit im sichtbaren Bereich des Spektrums z. T. undurchlässig.
Während der Schmelze entweichen zwar gewisse Anteile an Halogeniden und Sulfate,!, bei konstanten
Schmelzbedingungen sind jedoch voll reproduzierbare Verhältnisse einstellbar.
Zur lligensclial'tsvariation können dem Grundglas
mindestens eine der folgenden Komponenten bis zu den angegebenen Höchstgrenzen zusätzlich zugesetzt
werden:
30 Mol-",; Alkalioxide
(Li2O, Na2O, K2O, Rh-O)
23 Mol-",', Erdalkalioxide
(BeO, MgO, CaO, SrO, BaCj 26 Mol-%, Β.,Ο.,
19Mo]-";', Al2O-,
33 Mol-% Tl2O 30 MoI-X WÖ;)
21 Mol-% Nb-O5 15MoI-",;, Ta2O5
9 Mol-",', La2O3 18 Mol-% TiO2
22 Mol-",, PbO
Ui Mo)-",, Bi2O1,
Ui Mo)-",, Bi2O1,
Darühei hinaus können zusätzlich Halogenide und/
oder Sulfate in Ι·Όπη anderer stabiler Metallverbindungen
der I. bis 5. I lauptgmppc und/oder der Nebengruppen im Ciemenge enthalten sein.
Für die Durchführung der Schmelze eignen sich bei halogenid- und sulfathahigen Schinelzsätzen Plalintiegcl.
Verwendbar sind auch Goldticgel, Quar/tiegel
und Korundtiegel.
Die Schmelztemperatur liegt je nach eingesetzten Metalloxiden, -halogeniden und -Sulfaten im Bereich
zwischen 800 und 1200"C. Das Gießen der Schmelzen erfolgt nach Abkühlen auf 400 bis 700 C in vorgewärmte
Kohleformen. Auch vorgewärmte Mctallformen können verwendet werden.
Der besondere Einfluß verschiedener Halogenide und von Sulfat gleicher Konzentration auf die optischen
Eigenschaften eines Telluritglases wird durch die Tabelle 1 gezeigt.
Nr. | TeO2 PbF2 | PbCI2 | PbUr, |
(Molprozcnt) | |||
1 | 78,2 21,8 | _ | |
2 | 77,9 — | — | |
3 | 76,4 | 23,6 | |
4 | 78,2 | — | |
5 | 77,5 — | — | 22,5 |
22,1 21,8
2,13382 | 18,0 | 0,0632 |
2,13384 | 17,9 | 0,0633 |
2.L7565 | 16,0 | 0,0733 |
2,20563 | 16,4 | 0,0735 |
2,22L81 | 14,9 | 0,0815 |
(Konzentrationsangaben in Mol-%)
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
TeO2
62 74 48,4 70,5 69,5 70,1 60,3 50,6 51,4
50,8 51,6 60,4 67,2 52,5 61,2 70,3 67,3 62,8 49,6 63,7 70,3 61,0
65,5 72,6 74,6 7:5,7 76,8 54,0 63,7 65,5 72,2 77,6
BiOCI
38
21,5 14,2 21,5 14,8 23,3 19,7 27,3 39,5 33,3
14,3
22,5
8,6
4,6
4,8
4,7
BiOBr
PbO
PbF.
PbUr,
— 26 —
— — 51,6
8.3 — —
8.4 - -
PbSO1 WO:,
8,0 8,0
24,9 26,1 26,6 21,9 8,9
Nh-O,
2,3
21,1 — —
11,7
24,1 -
50,4 —
1,1
3,7 8,0 7,6
9,8
- 9,9
— 10,1 16,2 —
14,7 14,6 10,4 —
3,1 4,8 5,2 5,0
6,1
8,2
8,3
8,2
8,3
3,6
7,5 3,8
— — 15,8
8,6 — —
34,5
7,8 —
Tabelle 2 (Fortsetzung)
(Konzentrationsangaben in Mol-%)
(Konzentrationsangaben in Mol-%)
BaO
Al2O3 TI2O TlCl Na2O B2O3 Th(SO1);,
Halogcngehalt
Sulfatgehalt
1 | — | — | — |
2 | — | — | — |
3 | — | — | — |
4 | — | — | — |
5 | — | — | —· |
6 | — | — | _ |
7 | — | ||
8 | — | ||
9 | — | ||
10 | — | — | |
11 | — | — | |
12 | 6,3 | — | —. |
13 | — | — | |
14 | 9,1 | — | |
15 | — | — | |
16 | — | 21,1 | |
17 | — | 28,1 | |
18 | — | 32,4 | |
19 | — | — | |
20 | — | 28,5 | |
21 | — | 21,2 | |
22 | — | 25,8 | |
23 | — | 21,9 | |
24 | — | 2,3 | |
25 | — | — | |
26 | — | — | 2,4 |
27 | — | — | 4,8 |
28 | 14,9 | 3,2 | — |
29 | 10,0 | 5,0 | — |
30 | — | — | — |
31 | — | — | — |
32 | „ |
16,3 —
11,7 -
— 5,5 —
- 4,5
12,7 | — | 2,24314 | 14,9 | 0,0836 |
17,3 | —. | 2,11903 | 18,0 | 0,0622 |
34.3 | —. | 2,16174 | 15,9 | 0,0732 |
7,2 | — | 2,22545 | 15,6 | 0,0784 |
4,7 | —. | 2,21919 | 15,8 | 0,0774 |
7,2 | —. | 2,21152 | 15,7 | 0,0772 |
4,9 | — | 2,22261 | 15,7 | 0,0787 |
7,8 | — | 2,24197 | 15,2 | 0,0813 |
6,6 | — | 2,23152 | 15,7 | 0,0785 |
9,1 | — | 2,24141 | 14,5 | 0,8560 |
13,2 | — | 2,22971 | 15,3 | 0,0806 |
11,1 | —. | 2,18544 | 15,4 | 0,0771 |
14,8 | — | 2,24530 | 13,9 | 0,0096 |
4,8 | — | 2,09889 | 18,2 | 0,0601 |
15,7 | —. | 2,19804 | 15,7 | 0,0763 |
2,9 | — | 2,21777 | 14,4 | 0,0847 |
1,5 | — | 2,23073 | 13,1 | 0,0939 |
1,6 | — | 2,24886 | 12,3 | 0,1016 |
33,6 | — | 2,29531 | 12,0 | 0,1080 |
1,6 | — | 2,22882 | 13,1 | 0,0940 |
1,2 | — | 2,20849 | 14,2 | 0,0858 |
2,7 | — | 2,23074 | 13,3 | 0,1060 |
2,5 | — | 2,22919 | 13,4 | 0,0867 |
10,6 | — | 2,18827 | 15,7 | 0,0758 |
8,7 | — | 2,21774 | 15,7 | 0,0775 |
8,8 | — | 2,22173 | 14,5 | 0,0840 |
8,9 | — | 2,21682 | 15,8 | 0,0770 |
5,4 | — | 2,00413 | 19,9 | 0,0504 |
10,5 | — | 2,00714 | 19,3 | 0,0521 |
— | 28,8 | 2,11664 | 18,0 | 0,0619 |
4,9 | 4,1 | 2,21919 | 17,6 | 0,0649 |
8,5 | — | 2,21344 | 15,3 | 0,0794 |
Ein Einbau von Chlor- und Bromionen in Telluritgläscr
beeinflußt nicht nur Brechwert und Dispersion, sondern in besonderem Maße auch die Glasbildung.
So ergibt z. B. eine Schmelze von TeO2 und CaO
oder Bi2O3 kein Glas. Wird jedoch TcO2 "mit CaCl2,
CaBr2, BiOCl oder BiOBr kombiniert, so wird in weiten Bereichen Glasbildung erreicht.
Die Tabelle 2 enthält eine Auswahl von Beispielen für gemäß der Erfindung erschmolzene Gläser mit
ihren Brcchwcrtcigcnschaftcn.
Bei der Herstellung hoch halogenidhaltiger Telluritgläscr
ist zu beuchten, daß die Einführung stark oxidierender
Komponenten, wie Nitrate u. a. möglichst vermieden wird, da sonst ein zu großer Halogcnidantcil
oxidiert würde.
Tabelle 3 und die Figuren geben zwei Musterbeispiele halogenidhaltiger Telluritgläser wieder, die
gegenüber dem bisher bekannten Stand der Technik
erhöhte IR-Durchlässigkcit im gesamten Spektral·
bereich von etwa 0,4 — 6 oder 7,0 μπι besitzen.
Tabelle 3 (Konzentrationsangaben in Mol-%)
Nr. ToO.,
PbCI3
PbO
Al1O1
BaO
55 2
62,7 79,4
28,3
5,6
3,4
20,6
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Optisches Telluritglas, dadurch gekennzeichnet, daß es Halogenide und/oder Sulfate bis zu
folgenden Höchi>tmengen enthält:
F bis zu 3OMoI-",,
Cl bis zu 35 Mol-%
Br bis zu 34 Mol-",,
SO1 bis zu 28 Mol-1;,,,
daß es aus folgendem Gemenge erschmolzen ist: lu
48 bis 99 Mol-% TeO2
sowie mindestens eine der Komponenten:
sowie mindestens eine der Komponenten:
I bis 38 Mol-1,1;, BiOCl
1 bis 40 Mol-% BiOBr
1 bis 52 Mol-% PbBrn
1 bis 51 Mol-% PbCU
1 bis 29 Mol-% PbF,
bis 34,5 Mol-% PbSO1
und daß das Glas hohe Brechzahlen na bis zu 2,30,
extreme Dispersionen ///.· — /i,r von 0,05 bis 0,11
und eine hohe IR-Durchlässigkeit im Bereich von 0,4 — 7 μιτι aufweist.
2. Optisches Telluritglas gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Eigenschaftsvariation
mindestens eine der folgenden Komponenten bis zu den angegebenen Höchstgrenzen zusätzlich
enthält:
30 Mol-% Alkalioxide
(Li.O, NaX), KX), RbX))
23 Mol-% Erd'alkalioxide
(BeO, MgO, CaO, SrO, BaO)
26 Mol-1;;, BX)3
19 Mol-% AUO3
33 Mol-% TLO
30 Mol-% WO3
26 Mol-1;;, BX)3
19 Mol-% AUO3
33 Mol-% TLO
30 Mol-% WO3
21 Mol-% Nb2O5
15 Mol-% Ta2O5
15 Mol-% Ta2O5
9 Mol-% La2O3
18 Mol-% TiO2
18 Mol-% TiO2
22 Mol-% PbO
18 Mol-% Bi2O3
18 Mol-% Bi2O3
35
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD16363372A DD97188A1 (de) | 1972-06-06 | 1972-06-06 | |
DD16363372 | 1972-06-06 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2321355A1 DE2321355A1 (de) | 1974-02-21 |
DE2321355B2 DE2321355B2 (de) | 1977-02-17 |
DE2321355C3 true DE2321355C3 (de) | 1977-10-06 |
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