DE2500317A1 - Photochromic tellurite glass having controllable half-life - contg. oxides of tellurium erbium, lead or tungsten and pref. ytterbium - Google Patents

Photochromic tellurite glass having controllable half-life - contg. oxides of tellurium erbium, lead or tungsten and pref. ytterbium

Info

Publication number
DE2500317A1
DE2500317A1 DE19752500317 DE2500317A DE2500317A1 DE 2500317 A1 DE2500317 A1 DE 2500317A1 DE 19752500317 DE19752500317 DE 19752500317 DE 2500317 A DE2500317 A DE 2500317A DE 2500317 A1 DE2500317 A1 DE 2500317A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
oxide
photochromic
glass
weight
erbium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19752500317
Other languages
German (de)
Inventor
Renier Oelof Heckroodt
Johannes Gerhardus Koen
Miloslav Antonin Res
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South African Inventions Development Corp
Original Assignee
South African Inventions Development Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South African Inventions Development Corp filed Critical South African Inventions Development Corp
Publication of DE2500317A1 publication Critical patent/DE2500317A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00Compositions for glass with special properties
    • C03C4/04Compositions for glass with special properties for photosensitive glass
    • C03C4/06Compositions for glass with special properties for photosensitive glass for phototropic or photochromic glass
    • C03C4/065Compositions for glass with special properties for photosensitive glass for phototropic or photochromic glass for silver-halide free photochromic glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/122Silica-free oxide glass compositions containing oxides of As, Sb, Bi, Mo, W, V, Te as glass formers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

Photochromic glass contains, by wt., 35-85 % TeO2, 0.5-10 % Er2O3, 0-30 (7-30) % PbO and/or 0-45 (15-40)% WO3, provided that PbO and WO3 contents are not both 0%. Used for modulation of radiation of wave-length near 479 nm, e.g. lasers; laser material carriers; optical data processing for electronic computers; flash light protection. Photochromic effect of desired magnitude and half-life time can be achieved by adjusting Er2O3 concn. In addn. to Er2O3, photochromic glass may contain a further suitable oxide of lanthanide series to modify photochromic effect, pref. 0.5-10 % Yb2O3 which acts as activator for Er2O3.

Description

Photochromes Glas Die Erfindung betrifft photochromes Glas, die Herstellung von photochromem Glas und die Verwendung von solchem Glas. Photochromic Glass The invention relates to photochromic glass, the manufacture of photochromic glass and the use of such glass.

Ein photochromes Glas genuß der vorliegenden Erfindung weist Telluroxid, Erbiumoxid und mindestens ein aus der aus Bleioxid und Wolframoxid bestehenden Gruppe ausgewähltes Oxid auf.A photochromic glass enjoyment of the present invention has tellurium oxide, Erbium oxide and at least one of the group consisting of lead oxide and tungsten oxide selected oxide.

Das Glas kann auch Bleioxid und'Wolframoxid gemeinsam enthalten.The glass can also contain lead oxide and tungsten oxide together.

Der Anteil an Erbiumoxid (Er203) kann zweckmäßigerweise zwischen ungefähr 1/2 Gew.% und ungefähr lo Gew. % liegen.The proportion of erbium oxide (Er203) can expediently between approximately 1/2 wt.% And about 10 wt.% Lie.

Der Anteil an Telluroxid (TeO2) kann zweckmäßigerweise zwischen ungefähr 35 Gew. % und ungefähr 85 Gew. % liegen.The proportion of tellurium oxide (TeO2) can expediently between approximately 35 wt% and about 85 wt% are.

Der Gewichtsanteil an Bleioxid (PbO) kann zwischen ungefähr 0% und ungefähr 30% und der Gewichtsanteil an Wolframoxid (W03) kann zwischen ungefähr 0% und ungefähr 45% liegen, unter der Bedingung, daß diese Anteile nicht gleichzeitig Null sein können, Der Gewichtsanteil an PbO kann zweckmäßigerweise zwischen ungefähr 7% und ungefähr 30% und der Gewichtsanteil an WO3 zwischen ungefähr 15% und ungefähr 40% liegen.The weight fraction of lead oxide (PbO) can be between approximately 0% and approximately 30% and the proportion by weight of tungsten oxide (W03) can be between approximately 0% and approximately 45%, provided that these proportions are not simultaneous Can be zero, the proportion by weight of PbO can expediently between approximately 7% and about 30% and the weight fraction of WO3 between about 15% and about 40% lie.

Das photochrome Glas kann darüber hinaus neben Er203 ein weiteres geeignetes Oxid der seltenen Erdmetalle der Lanthanidenreihe enthalten, um den photochromen Effekt des Glases zu modifizieren.In addition to Er203, the photochromic glass can be another suitable oxide of the rare earth metals of the lanthanide series contain to the photochromic Modify the effect of the glass.

Einige Oxide der seltenen Erdmetalle unterdrücken, wie später im einzelnen ausgeführt, den photochromen Effekt des erfindungsgemäßen Glases vollständig. Diese Oxide stellen daher keine geeigneten Oxide der seltenen Erdmetalle dar und sollten daher für erfindungsgemäßes Glas nicht verwendet werden.Some rare earth metal oxides suppress, as detailed later executed, the photochromic effect of the glass according to the invention completely. These Oxides are therefore not and should not be suitable oxides of the rare earth metals therefore cannot be used for glass according to the invention.

Das weitere geeignete Oxid der seltenen Erdmetalle kann z.B.The other suitable rare earth oxide can e.g.

Ytterbiumoxid sein. Der Gewichtsanteil an Ytterbiumoxid (Yb203> kann zweckmäßigerweise zwischen ungefähr 1/2% und ungefähr 10% liegen.Be ytterbium oxide. The weight fraction of ytterbium oxide (Yb203> can conveniently be between about 1/2% and about 10%.

Wenn das Glas ein oder mehrere solcher weiteren geeigneten Oxide der seltenen Erdmetalle enthält, sollte der Gewichtsanteil der Summe eines solchen weiteren Oxids oder solcher Oxide der seltenen Erdmetalle und Er203 zweckmäßigerweise geringer als ungefähr 15% sein.If the glass is one or more such other suitable oxides of the contains rare earth metals, the weight fraction of the sum of such should be further Oxide or such Oxides of the rare earth metals and Er203 expediently be less than about 15%.

Kleinere Anteile einiger Zusätze, die normalerweise bei der Glasherstellung verwendet werden, kannen, wenn gewünscht, bei dem erfindungsgemäßen photochromen Glas verwendet werden, um die Qualität des Glases zu verändern und/oder die Herstellung des Glases zu erleichtern.Smaller proportions of some additives that are normally used in glass production can be used, if desired, in the photochromic of the present invention Glass can be used to change the quality of the glass and / or the manufacture of the glass to facilitate.

Einige dieser Zusätze haben jedoch einen Einfluß auf den photochromen Effekt, welcher durch das erfindungsgemäße Glas geschaffen wird. Es sollte daher erhebliche Sorgfalt bei der Auswahl des Zusatzes und in Hinblick auf den Gewichtsanteil mindestens einiger Zusatze, die eingesetzt werden, gerbt werden.However, some of these additives have an influence on the photochromic Effect that is created by the glass according to the invention. It should therefore Considerable care in the selection of the additive and with regard to the weight percentage at least some additives that are used are tanned.

Beispiele für einige Zusätze, welche eingesetzt werden können, um die Qualität des Glases zu verbessern sind: CeO2, MoO3, Nb205, CdO, Ta205, ZnO, ThO2, ZnF2, BaO, GeO2, B203, MgO, ZrO2 und SiO2.Examples of some additives that can be used to make to improve the quality of the glass are: CeO2, MoO3, Nb205, CdO, Ta205, ZnO, ThO2, ZnF2, BaO, GeO2, B203, MgO, ZrO2 and SiO2.

Beispiele von weiteren Zusätzen, welche eingesetzt werden können, sind: V205' CuO, Mn203, P2O5, As203, U02, Li20, TiO2, SeO2 und Na2O.Examples of other additives that can be used are: V205 'CuO, Mn203, P2O5, As203, U02, Li20, TiO2, SeO2 and Na2O.

Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines photochronen Glases, bei welchem zunächst ein Gemenge aus Telluroxid, Erbiumoxid und mindestens einem aus der aus Bleioxid und Wolframoxid bestehenden Gruppe ausgewählten Oxid gebildet wird, wobei die Komponenten des Gemenges zueinander in einem solchen Verhältnis stehen, daß ihre Anteile innerhalb des glasbildenden Bereiches liegen, und bei welchem das Gemenge auf seine Schmelztemperatur erhitzt wird.In addition, the present invention relates to a method for Production of a photochronous glass, in which initially a mixture of tellurium oxide, Erbium oxide and at least one of lead oxide and tungsten oxide group selected oxide is formed, the components of the mixture in each other are in such a relationship that their proportions are within the glass-forming area lie, and at which the mixture is heated to its melting temperature.

Das Gemenge kann in jedem geeigneten Behälter erhitzt werden, welcher der Schmelztemperatur widersteht, ohne das Glas zu verunreinigen.The mixture can be heated in any suitable container, which withstands the melting temperature without contaminating the glass.

Das Gemenge kann in geeigneter Weise auf eine Temperatur von ungefähr 950 bis 10000C in Luft erhitzt werden.The mixture can suitably be brought to a temperature of about 950 to 10000C in air.

Die Schmelze kann vorzugsweise in eine geeignete vorgewärmte Form gegossen und in geeigneter Weise angelassen werden.The melt can preferably be in a suitable preheated form poured and tempered in a suitable manner.

Bei diesem Verfahren kann in das Gemenge wenigstens ein weiteres geeignetes Oxid der seltenen Erdmetalle der Lanthanidenreihe neben Er203 eingeführt werden.In this process, at least one other suitable one can be added to the mixture Oxide of the rare earth metals of the lanthanide series are introduced alongside Er203.

Wenn ein solch weiteres geeignetes Oxid oder solche weiteren geeigneten Oxide der seltenen Erdmetalle eingeführt werden, sollte diè Summe des Gewichtsanteils eines solchen weiteren Oxids oder solcher weiteren Oxide der seltenen Erdmetalle plus Er203 kleiner als 15% sein.If such a further suitable oxide or such further suitable Rare earth metal oxides should be the sum of the weight fraction of such a further oxide or such further oxides of the rare earth metals plus Er203 must be less than 15%.

Bei dem Verfahren kann ein kleinerer Anteil an mindestens einem geeigneten gebräuchlichen Zusatz, welcher gewöhnlicherweise bei der Glasherstellung verwendet wird, eingeführt werden, um die Qualität des Glases abzuändern und/oder die Herstellung des Glases zu vereinfachen.In the process, a smaller proportion of at least one suitable common additive commonly used in glass production will be introduced in order to modify the quality of the glass and / or the manufacture of the glass to simplify.

Die Erfindung erstreckt sich außerdem auf ein photochromes Glas, das durch dieses Verfahren hergestellt ist.The invention also extends to a photochromic Glass, produced by this process.

Ein phtochromes Glas ist ein Glas, das aktive Ionen enthält, welche zu einem höheren metastabilen Niveau angeregt werden können, von welchem weitere Absorptionsübergänge zu noch höheren Niveaus möglich sind.A phtochrome glass is a glass that contains active ions, which can be stimulated to a higher metastable level, from which further Absorption transitions to even higher levels are possible.

Verschiedene Glässysteme, die Er203 enthalten, absorbieren eine Strahlung von 479 nm, wenn sie optisch mit ausgewählten Wellenlängen im nahen Infraroten angeregt werden, wodurch ein photochromer Effekt entsteht.Various glass systems that contain Er203 absorb radiation of 479 nm when optically excited with selected wavelengths in the near infrared creating a photochromic effect.

Man ist der Auffassung, daß die Absorption von einem metastabilen Niveau des Er3+-Ion ausgeht. Der metastabile 4I13/2 Zustand, welcher ungefähr 6480 nm-1 über dem 4I15/2 Grundzustand liegt, wird indirekt durch eine Kombination von Absorptions- und nachfolgenden Kaskadenprozessen (Strahlungsprozesse und Stoßprozesse) von höher gelegenen Niveaus besetzt. Die zwei hierzu hauptsächlich beitragenden Prozesse sind die folgenden: 1. Durch Absorption einer Strahlung mit einer Wellenlänge von ungefähr 1500 nm wird der metastabile 4I13/2 Zustand direkt vom 4I15/2 Grundzustand besetzt.It is believed that the absorption of a metastable Level of the Er3 + ion. The metastable 4I13 / 2 state, which is approximately 6480 nm-1 is above the 4I15 / 2 ground state is indirectly through a combination of Absorption and subsequent cascade processes (radiation processes and collision processes) occupied by higher levels. The two main contributors to this Processes are as follows: 1. By absorbing radiation with a wavelength from about 1500 nm the metastable 4I13 / 2 state becomes directly from the 4I15 / 2 ground state occupied.

2. Durch Absorption einer Strahlung mit einer Wellenlänge von ungefähr 970 nm wird der 4I Zustand von dem von 4115/2 Grundzustand besetzt. Durch Strahlungsprozesse 4 und Stoßprozesse fällt der 4I11/2Zustand auf den metastabilen I13/2 Zustand ab und trägt zu dessen Besetzung bei.2. By absorbing radiation with a wavelength of approximately 970 nm the 4I state is occupied by the 4115/2 ground state. Through radiation processes 4 and collision processes, the 4I11 / 2 state drops to the metastable I13 / 2 state and contributes to its occupation.

Man nimmt an, daß das 479 nm Absorptionsmerkmal (welches als photochromer Effekt bezeichnet wird) einem Ubergang im dreiwertigen Erbiumion entspricht.The 479 nm absorption feature (which is referred to as the photochromic effect) is believed to be one Transition in the trivalent erbium ion.

Unter pulsierenden Anregungsbedingungen können die Relaxationseigenschaften des metastabilen Zustandes durch Prüfung der Absorptionsänderung « (t) bei der relevanten photochromen Wellenlänge (479 nm) vor und nach den Lichtblitzimpulsen bestimmt werden. Dies folgt aus dem exponentiellen Beer-Lambert' schen Absorptionsgesetz.Under pulsating excitation conditions, the relaxation properties of the metastable state by checking the change in absorption «(t) at the relevant one photochromic wavelength (479 nm) can be determined before and after the light flash pulses. This follows from Beer-Lambert's exponential absorption law.

Es gilt: wobei = Absorptionsänderung bei 479 nm zu einer Zeit t nach dem Anregungslichtblitz = Intensität des Ubertragenen Lichtes bei der photochromen Wellenlänge von 479 nm zu einer Zeit t nach dem Anregungslichtblitz = Intensität des übertragenen Lichtes bei der photochromen Wellenlänge von 479 nm ohne den Anregungslichtblitz d = Weglänge in der Probe.The following applies: whereby = Change in absorption at 479 nm at a time t after the excitation light flash = intensity of the transmitted light at the photochromic wavelength of 479 nm at a time t after the excitation light flash = intensity of the transmitted light at the photochromic wavelength of 479 nm without the excitation light flash d = path length in the sample.

In der folgenden Beschreibung wird der Ausdurck [# α (@)]# dazu verwendet, um den Höchstwert des photochromen Effektes bei der Wellenlänge i nach einem Lichtblitz zu kennzeichnen.In the following description, the expression [# α (@)] # will be used used to maximize the photochromic effect at the wavelength Identify i after a flash of light.

Eine Xenon-Blitzlichtröhre kann in vorteilhafter Weise als Anregungs- oder Pumpquelle verwendet werden, da sie ein breites Spektrum hat. Es wird jedoch angemerkt, daß jede andere geeignete Pumpquelle verwendet werden kann, die eine Strahlung mit einer Wellenlänge von 1500 nm (Bandbreite ungefähr 60 nm) und/oder 970 nm (Bandbreite ungefähr 60 nm) aufweist, wie z.B.A xenon flash tube can advantageously be used as an excitation or pump source can be used as it has a wide range. It will, however noted that any other suitable pump source can be used, the one Radiation with a wavelength of 1500 nm (bandwidth approximately 60 nm) and / or 970 nm (bandwidth approximately 60 nm), e.g.

ein Laser, der eine dieser Wellenlängen ausstrahlt.a laser that emits one of these wavelengths.

Die photochromen Gläser der vorliegenden Erfindung werden nun beispielsweise unter Bezugnahme auf verschiedene Experimente, welche durchgeführt worden sind, dargestellt.The photochromic glasses of the present invention are now exemplified with reference to various experiments which have been carried out, shown.

Die US-PS 3 664 725 offenbart den photochromen Effekt in Silikat-, Borat-, Phosphat- und Germanat-Glassystemen, die mit Er203 dotiert sind.The US-PS 3,664,725 discloses the photochromic effect in silicate, Borate, phosphate and germanate glass systems doped with Er203.

Als Ergebnis der Experimente, welche mit den Glassystemen dieser US-PS durchgeführt worden sind, hat man gefunden, daß der photochrome Effekt der Silikat-Glassysteme sehr viel ausgeprägter als derjenige der Borat-, Phosphat- und Germanat-Glassysteme, die mit Er203 dotiert sind, ist. Bei den'Borat-, Phosohat- und GermanFoGlassystemen war der photochrome Effekt zwar nachweisbar, jedoch nahezu vernachlässigbar.As a result of the experiments carried out with the glass systems of this US Pat have been carried out, it has been found that the photochromic effect of the silicate glass systems much more pronounced than that of the borate, phosphate and germanate glass systems, endowed with Er203 is. With the Borat, Phosohat and GermanFoGlass systems the photochromic effect was detectable, but almost negligible.

Um den ausgeprägteren photochromen Effekt und den reduzierten Halbwertzeiteffekt darzustellen, welche mit den photochromen Gläsern der vorliegenden Erfindung im Verhältnis zu den Glassystemen, welche in der oben angeführten US-PS offenbart sind, erzielt werden können, wurden auch Experimente mit Erbium dotierten Silikatgläsern aus den im vorhergehenden Paragraphen angeführten Gründen durchgeführt. Die Ergebnisse wurden mit den Ergebnissen verglichen, welche mit den photochromen Gläsern der vorliegenden Erfindung erzielt worden sind.About the more pronounced photochromic effect and the reduced half-life effect to illustrate which with the photochromic glasses of the present invention in Relation to the glass systems disclosed in the above-referenced U.S. Patent can be achieved, experiments with erbium-doped silicate glasses have also been carried out from the previous Reasons stated in paragraphs. The results were compared with the results obtained with the photochromic Glasses of the present invention have been achieved.

Für diese Experimente wurden Proben durch Einführung von 3+ Er Ionen als Er203 in Tellurit-GrundglAser, die dem glasbildenden Bereich angehören, mit Konzentrationen von 0,5 bis 15 Gew. % Er203 hergestellt.For these experiments, samples were made by introducing 3+ Er ions as Er203 in tellurite basic glasses, which belong to the glass-forming area Concentrations of 0.5 to 15 wt.% Er203 produced.

Die Proben wurden durch Schmelzen von Chargen von 25 oder 100 g in Hartfeuerporzellantiegeln bei Temperaturen zwischen 950 und 10000C in Luft hergestellt. Die Chargen wurden während des Schmelzvorganges mit Silikastäben umgerührt.The samples were made by melting batches of 25 or 100 g in Hard-fire porcelain crucibles made in air at temperatures between 950 and 10000C. The batches were stirred with silica rods during the melting process.

Es wurde festgestellt, daß der Schmelzvorgang sehr schnell und normalerweise in weniger als 10 Minuten vollendet war.It has been found that the melting process is very rapid and normal was completed in less than 10 minutes.

Es war möglich, Klargläser mit 15 Gew. % Er203 herzustellen.It was possible to produce clear glasses with 15% by weight Er203.

In diesem Fall war der Schmelzvorgang jedoch erheblich langsamer als für Schmelzen mit 10 Gew. % Er203.In this case, however, the melting process was considerably slower than for melts with 10 wt.% Er203.

Die Vergleichsproben wurden durch Einführung von Er3+-Ionen als Er203 in ein Silikat-Grundglas mit Konzentrationen von 1 bis 16 Gew. % Er203 hergestellt. Die Silikat-Matrix bestand aus dem Netzwerk-Bildner SiO2 und Modifiziermitteln Nu20, LiO2 und K20. Vier zusätzliche Verbindungen (BaO, ZnO, Sb203 und Al203) wurden hinzugefügt, um die Qualität des Glases zu verbessern.The comparison samples were made by introducing Er3 + ions as Er203 in a silicate base glass with concentrations of 1 to 16 wt.% Er203. The silicate matrix consisted of the network former SiO2 and modifier Nu20, LiO2 and K20. Four additional compounds (BaO, ZnO, Sb203 and Al203) were added, to improve the quality of the glass.

Es wurde festgestellt, daß es unmöglich ist, mehr als 16 Gew.% Er203 in das besondere Glas einzuführen.It has been found that it is impossible to use more than 16 wt% Er203 to introduce into the special glass.

Die Silikatproben wurden in reinen Aluminiumtiegeln bei einer Temperatur im Bereich von 1520 bis 15800C geschmolzen und umgerührt.The silicate samples were placed in pure aluminum pans at a temperature melted and stirred in the range from 1520 to 15800C.

Nach Ausbildung einer jeden Probe wurde diese zum Schluß auf eine Größe von 40 mm auf 35 mm auf 7 mit geschnitten und poliert.After each sample was formed, it was finally reduced to one Size from 40mm to 35mm to 7 with cut and polished.

Die Zusammensetzungen von typischen Proben, die für die Experimente hergestellt wurden, sind in Tabelle 1 angeführt. Tabelle 1 Gew.% Er2O3 0,5 1,2 2 3 4 6 10 15 1 2 4 6 8 10 14 16 TeO2 49,7 49,2 49,0 48,4 48,0 47,0 45,0 42,5 PbO 19,9 19,8 19,6 19,4 19,0 18,8 18,0 17,0 WO3 29,9 29,8 29,4 29,2 28,8 28,2 27,0 25,5 SiO2 62,5 62,5 62,5 62,5 62,5 62,5 62,5 62,5 Na2O 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 LiO2 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 K2O 9,6 9,6 9,6 9,6 9,6 9,6 9,6 9,6 BaO 7,25 7,25 7,25 7,25 6,0 4,0 1,5 -ZnO 2,25 2,25 2,25 2,25 1,5 1,5 - -Sb2O3 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,4 Al2O3 5,0 4,0 2,0 - - - - -Probe TW TW TW TW TW TW 430 431 Nr. 19 S 22 S 3 S 5 S 17 S 18 S A4 A1 A2 A3 A5 A6 A33 A34 Die Experimente wurden dann mit den Proben durch optisches Pumpen der Proben mit einer linearen Xenon-Blitzlampe, die in einer zylindrischen Ausnehmung parallel zur Längsachse der Probe montiert war, durchgeführt. Zwischen die Blitzlampe und die Probe war eine Schutzglasplatte von 1 mm Dicke angeordnet. Die Blitzlichtenergie wurde konstant bei 450 Joule gehalten mit einer Blitzlichtdauer von 2 Millisekunden. Die Absorption der Proben bei der Wellenlänge von 479 nm wurde durch Verwendung einer Xenon-Lichtbogenlampe, einer geeigneten Monochromatoranordnung und eines Speicheroszillographen geprüft. Der Prüfstahl mit einer Breite von 0,5 mm und einer Höhe von 2 mit wurde durch das Zentrum und entlang der L§ngsachse der Probe gesandt.The compositions of typical samples used for the experiments are listed in Table 1. Table 1% by weight Er2O3 0.5 1.2 2 3 4 6 10 15 1 2 4 6 8 10 14 16 TeO2 49.7 49.2 49.0 48.4 48.0 47.0 45.0 42.5 PbO 19.9 19.8 19.6 19.4 19.0 18.8 18.0 17.0 WO3 29.9 29.8 29.4 29.2 28.8 28.2 27.0 25.5 SiO2 62.5 62.5 62.5 62.5 62.5 62.5 62.5 62.5 Na2O 10.6 10.6 10.6 10.6 10.6 10.6 10.6 10.6 LiO2 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 K2O 9.6 9.6 9.6 9.6 9.6 9.6 9.6 9.6 BaO 7.25 7.25 7.25 7.25 6.0 4.0 1.5 -ZnO 2.25 2.25 2.25 2.25 1, 5 1.5 - -Sb2O3 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.4 Al2O3 5.0 4.0 2.0 - - - - -Probe TW TW TW TW TW TW 430 431 No. 19 S 22 S 3 S 5 S 17 S 18 S A4 A1 A2 A3 A5 A6 A33 A34 the Experiments were then carried out on the samples by optically pumping the samples with a linear xenon flash lamp in a cylindrical recess parallel to the longitudinal axis the sample was mounted. Between the flash lamp and the sample was a protective glass plate of 1 mm thickness is arranged. The flash light energy became constant held at 450 joules with a flash duration of 2 milliseconds. The absorption of the samples at the wavelength of 479 nm was obtained by using a xenon arc lamp, a suitable monochromator arrangement and a storage oscilloscope. The test steel with a width of 0.5 mm and a height of 2 with was passed through the Center and sent along the longitudinal axis of the sample.

Die relative Strahlintensität wurde von der Anzeige in Intervallen von 2 Millisekunden nach dem Blitz abgelesen.The relative beam intensity was displayed at intervals read 2 milliseconds after the flash.

Die Zeitabhängigkeit der Absorptionsänderung # α (t) bei der Wellenlänge von 479 nm wurde dann für die verschiedenen Proben berechnet. Graphische Darstellungen wurden vorgenommen und die Halbwertzeiten aus diesen Darstellungen abgelesen. Die Halbwertzeit des Effektes wurde als diejenige Zeit angenommen, welche zwischen dem von jeder besonderen Probe erzielten Höchstwert-und dem halben Höchstwert verstrich.The time dependence of the change in absorption # α (t) at the Wavelength of 479 nm was then calculated for the various samples. Graphic Representations were made and the half-lives from these representations read. The half-life of the effect was taken as the time which between the maximum value obtained by each particular sample and half the maximum value passed.

Die in diesen Experimenten erzielten Ergebnisse sind beispielsweise in den Fig.1 bis 5 dargestellt.The results obtained in these experiments are for example shown in FIGS.

Es zeigen: Fig. 1 und 2 typische graphische Darstellungen der Absorptionsänderung ß K(t) gegenüber der Zeit, welche nach dem Blitzlicht verstrichen ist, für die Probe TW 22 S der Tabelle 1 und die Probe A6 der Tabelle 1. Diese graphischen Darstellungen wurden als typisch für alle Proben gefunden und illustrieren die exponentielle Abfallform; Fig.3 eine graphische Darstellung, welche die Größe des photochromen Effektes bei der Wellenlänge von 479 nm, die durch den Höchstwert der Absorptionsänderung [# α (o)] 479 gegenüber Gew. % Er203 dargestellt ist, für die Tellurit- und Silikat-Glasproben der Tabelle 1 vergleicht; Fig.4 eine graphische Darstellung, welche den Abfall der Halbwertzeit der Absorptionsänderungda (t) bei einer Wellenlänge von 479 nm für die Tellurit- und Silikat-Glasproben der Tabelle 1 vergleicht, und Fig.5 eine graphische Darstellung des Einflusses von verschiedenen Er203-Konzentrationen in den Tellurit-und Silikat-Glasproben der Tabelle 1 auf den Logarithmus der Halbwertzeit des photochromen Effektes bei einer Wellenlänge von 479 nm.1 and 2 show typical graphical representations of the change in absorption ß K (t) compared to the time after the Flash passed for Sample TW 22 S of Table 1 and Sample A6 of Table 1. These graphs Representations were found to be typical of all samples and illustrate the exponential Waste form; Fig.3 is a graph showing the size of the photochromic Effect at the wavelength of 479 nm, which is caused by the maximum value of the change in absorption [# α (o)] 479 versus wt.% Er203 is shown for the tellurite and Compares silicate glass samples of Table 1; 4 shows a graphic representation, which is the decrease in the half-life of the change in absorption da (t) at a wavelength of 479 nm for the tellurite and silicate glass samples of Table 1, and 5 shows a graphic representation of the influence of different Er203 concentrations in the tellurite and silicate glass samples in Table 1 to the logarithm of the half-life the photochromic effect at a wavelength of 479 nm.

Hinsichtlich der Experimente, welche mit den in Tabelle 1 angeführten Proben durchgeführt worden sind, wie in den Fig.1 bis 5 dargestellt, wird angemerkt, daß der höchste Wert des photochromen EffektesL<0>J479 bei 2 Gew. % Er203 in dem Tellurit-Glas der vorliegenden Erfindung ein Maximum und bei 15 Gew. % Er203 ein Minimum erreicht. Der Höchstwert in den Silikat-Glasproben, die in der vorliegenden Erfindung zum Vergleich benutzt werden, wird bei 10 Gew.% Er203 erzielt und ist erheblich geringer als der Höchstwert in der Tellurit-Glasprobe mit 2 Gew. % Er203.With regard to the experiments which were carried out with those listed in Table 1 Samples have been carried out as shown in Figures 1 to 5, it is noted that the highest value of the photochromic effect L <0> J479 at 2 wt.% Er203 in the tellurite glass of the present invention a maximum and at 15 wt% Er203 reached a minimum. The maximum value in the silicate glass samples used in the present Invention used for comparison is achieved at 10 wt.% Er203 and is considerably lower than the maximum value in the tellurite glass sample with 2 wt.% Er203.

Es wird weiter angemerkt, daß der Höchstwert bei 2 Gew. % Er203 in dem Tellurit-Glas der vorliegenden Erfindung mehr als zweimal größer als in dem Silikat-Glas mit dem gleichen Gewichtsprozentsatz an Er203 ist.It is further noted that the maximum value at 2 wt.% Er203 in the tellurite glass of the present invention is more than twice larger than that of that Silicate glass with the same percentage by weight of Er203 is.

Aus den graphischen Darstellungen des Logarithmus der Halbwertzeit gegenüber den Gew. % än Er203 für das Tellurit- und Silikat-System (Fig.5) geht weiter hervor, daß sie linear sind und offensichtlich identische negative Steigungen aufweisen.From the graphs of the logarithm of the half-life compared to the wt.% än Er203 for the tellurite and silicate system (Fig.5) further shows that they are linear and have obviously identical negative slopes exhibit.

Die Kurve das Tellurit-System weist jedoch einen kleineren Ordinatenabschnitt als das Silikat-System auf.However, the curve of the tellurite system has a smaller ordinate section than the silicate system.

Aus den Ergebnissen können folgende angenäherte Beziehungen aufgestellt werden: ln T1 = -0,15 W + 1,26 für das Tellurit-System 2 und In T1 = -0,15 W + 2,72 für das Silikat-System, T1 wobei ß die Halbwertzeit des Effektes in Millisekunden und W der Gewichtsprozentsatz an Er203 in den Systemproben ist.The following approximate relationships can be established from the results become: In T1 = -0.15 W + 1.26 for the tellurite system 2 and In T1 = -0.15 W + 2.72 for the silicate system, T1 where ß is the half-life of the effect in milliseconds and W is the weight percentage of Er203 in the system samples.

Aus den durchgeführten Experimenten ergab sich, daß der photochrome Effekt in der Mehrzahl der Proben im glasbildenden Bereich des Tellurit-Systems vorhanden war. Mit steigender Konzentration an Er203 wuchs der photochrome Effekt zu einem Höchstwert an und fiel anschließend ab. Bei einer Er203-Konzentration von mehr als 10 Gew. % war der photochrome Effekt sehr klein, und in einigen Fällen nahezu ausgelöscht.From the experiments carried out, it was found that the photochromic Effect in the majority of samples in the glass-forming area of the tellurite system was present. The photochromic effect increased as the concentration of Er203 increased peaked and then fell. At an Er203 concentration of more than 10% by weight, the photochromic effect was very small, and in some cases nearly extinguished.

Bei allen Proben in dem glasbildenden Bereich des Tellurit-Systems, welche den photochromen Effekt zeigen, wurde festgestellt, daß die Halbwertzeit des Effektes angenähert exponentiell mit steigender Er203-Konzentration abfiel.For all samples in the glass-forming area of the tellurite system, which show the photochromic effect, it was found that the half-life the effect decreased exponentially with increasing Er203 concentration.

Es ist ein Vorteil der Ausführungsbeispiele der Erfindung, die in Tabelle 1 dargestellt sind, daß durch Einstellung der Er203-Konzentration innerhalb der aufgezeigten Grenzen ein photochromer Effekt von einer gewünschten Größe, ein photochromer Effekt von einer gewünschten Halbwertzeit oder von einem gewünschten Gleichgewicht zwischen diesen beiden für verschiedene Anwendungen der vorliegenden Erfindung erzielt werden kann.It is an advantage of the embodiments of the invention shown in FIG Table 1 shows that by adjusting the Er203 concentration within of the limits indicated, a photochromic effect of a desired size photochromic effect of a desired half-life or a desired one Balance between these two for various uses of the present Invention can be achieved.

Bei weiteren Experimenten, die mit den photochromen Gläsern der vorliegenden Erfindung durchgeführt worden sind, wurde der Höchstwert des photochromen Effektes gemessen, wobei weitere Oxide der seltenen Erdmetalle der Lanthanidenreihe, gleichzeitig jeweils nur eins, zu einem Tellurit-Glassystem mit 2 Gew. % Er203 und einem konstanten Gewichtsverhältnis von 50 TeO2 : 20 PbO : 30 W03 hinzugefügt wurden. Ob 203 war das einzige seltene Erdmetalloxid, welches den photochromen Effekt vergrößert. Alle anderen Oxide der seltenen Erdmetalle der Lanthanidenreihe dämpfen den photochromen Effekt bei einer Wellenlänge von 479 nm oder beeinflussen diesen in keiner Weise.In further experiments carried out with the photochromic glasses of the present Invention have been carried out, the maximum value of the photochromic effect became measured, with further oxides of the rare earth metals of the lanthanide series, at the same time only one at a time, to a tellurite glass system with 2 wt.% Er203 and a constant Weight ratio of 50 TeO2: 20 PbO: 30 W03 were added. Whether it was 203 the only rare earth metal oxide that increases the photochromic effect. All other oxides of the rare earth metals of the lanthanide series dampen the photochromic Effect at a wavelength of 479 nm or do not influence it in any way.

Ytterbiumoxid wirkt daher als ein Aktivator für Erbium, wodurch ein photochromer Effekt von gesteigerter Größe verursacht wird.Ytterbium oxide therefore acts as an activator for erbium, creating a photochromic effect of increased size is caused.

Um den photochromen Effekt in einem Tellurit-Glassystem mit 2 Gew. % Er203 und einem konstanten Gewichtsverhältnis von 50 TeO2 : 20 PbO : 30 W03 zu vergrößern, kann Vb203 hinzugefügt werden. Wie in Fig.6 dargestellt, konnte ein Hõchstwert des photochromen Effektes in den Gläsern der vorliegenden Erfindung mit einer Konzentration von 2 Gew. % Er203 und einer Konzentration von 2 Gew. % Yb203 erzielt werden. Der Grund für den erhöhten Effekt wird der Energieübertragung von dem ersten angeregten 2F5/12-Zustand des Yb3+-Ions zu dem zweiten angeregten 1112-Zustand des Er3+-Ions in dem Tellurit-Glas und der Besetzung des 4113/2 metastabilen Zustandes durch Strahlungsprozesse und Stoßprozesse von dem 4I11/2-Zustand zugeschrieben. Die Halbwertzeit des Effektes wird durch den Zusatz von Yb203 nicht beeinflußt und bleibt konstant bei dem Wert, welcher für eine Tellurit-Glasprobe mit 2 Gew. % Er203 und keinem weiteren Oxid der seltenen Erdmetalle erzielt worden ist.To achieve the photochromic effect in a tellurite glass system with 2 wt. % Er203 and a constant weight ratio of 50 TeO2: 20 To increase PbO: 30 W03, Vb203 can be added. As shown in Figure 6, was able to achieve a maximum value of the photochromic effect in the glasses of the present one Invention with a concentration of 2 wt.% Er203 and a concentration of 2% by weight of Yb203 can be achieved. The reason for the increased effect is energy transfer from the first 2F5 / 12 excited state of the Yb3 + ion to the second excited 1112 state of the Er3 + ion in the tellurite glass and the occupation of the 4113/2 metastable State due to radiation processes and collision processes from the 4I11 / 2 state. The half-life of the effect is not influenced by the addition of Yb203 and remains constant at the value which for a tellurite glass sample with 2 wt.% Er203 and no other rare earth oxide has been obtained.

Durch Einstellung der Konzentration an Er203 und der Konzentration an Yb203 kann die Größe des photochromen Effektes und die Halbwertzeit des Effektes innerhalb der angezeigten Grenzen in vorteilhafter Weise für besondere Anwendungen der vorliegenden Erfindung eingestellt werden.By adjusting the concentration of Er203 and the concentration at Yb203 the size of the photochromic effect and the half-life of the effect within the indicated limits in an advantageous manner for special applications of the present invention.

Um den Einfluß der Hinzufügung von weiteren Oxiden der seltenen Erdmetalle der Lanthanidenreihe zu dem Tellurit-Glas mit 2 Gew. % Er203 und 4 Gew. % Yb203 zu bestimmen, wurde der Höchstwert und die Halbwertzeit des photochromen Effektes bei einer Wellenlänge von 479 nm bei Proben, denen in jedem Falle 1 Gew. % seltenes Erdmetall hinzugefügt worden war, gemessen. Um ein konstantes Gewichtsverhältnis von 50 TeO2 20 PbO : 30 W03 zu gewährleisten, wurden die tatsächlichen Gewichtsprozentsätze mit 46,5 Gew. % TeO2, 18,6 Gew. % PbO und 28,2 Gew. % W03 konstant gehalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.To the influence of the addition of further oxides of the rare earth metals the lanthanide series to tellurite glass with 2% by weight Er203 and 4% by weight Yb203 to determine the maximum value and the half-life of the photochromic effect at a wavelength of 479 nm for samples, which in each case 1% by weight is rare Earth metal had been added, measured. To maintain a constant weight ratio From 50 TeO2 to 20 PbO: 30 W03, the actual weight percentages were used held constant with 46.5% by weight TeO2, 18.6% by weight PbO and 28.2% by weight WO3. the Results are summarized in Table 2.

Tabelle 2 Seltenes Erd- #α(o) bei 479 nm T metalloxid in mm-1 ½ (ms) La2O3 0,0603 4,0 Tb203 0,0507 4,0 Y203 0,0448 3,8 Gd2O3 0,0343 4,4 Lu203 0,0294 4,0 Eu203 0,0058 0,6 Ho203 0,0046 1,0 Nd203 0 Sm203 0 Tm203 0 Ce203 0 Dy203 0 In jedem Falle, in welchem 1 Gew. % Oxid eines seltenen Erdmetalles zu einem Glas des Tellurit-Systems der vorliegenden Erfindung mit 2 Gew. % Er203, 4 Gew. % Yb203 und TeO2, PbO und W03 in dem Verhältnis 50 : 20 : 30 hinzugefügt worden ist, ist der photochrome Effekt bei einer Wellenlänge von 479 nm abgeschwächt und in einigen Fällen unterdrückt worden. Die Halbwertzeit ist durch den Zusatz von Y203, Eu203 und Ho203 verringert und durch den Zusatz von Gd203 vergrößert worden. Table 2 Rare earth # α (o) at 479 nm T metal oxide in mm-1 ½ (ms) La2O3 0.0603 4.0 Tb203 0.0507 4.0 Y203 0.0448 3.8 Gd2O3 0.0343 4.4 Lu203 0.0294 4.0 Eu203 0.0058 0.6 Ho203 0.0046 1.0 Nd203 0 Sm203 0 Tm203 0 Ce203 0 Dy203 0 In each case in which 1% by weight of oxide of a rare earth metal is added to a glass of the tellurite system of the present invention with 2% by weight Er203, 4% by weight Yb203 and TeO2, PbO and W03 has been added in the ratio of 50:20:30 the photochromic effect at a wavelength of 479 nm and weakened in some Cases have been suppressed. The half-life is by the addition of Y203, Eu203 and Ho203 and increased by the addition of Gd203.

In den Fällen, in welchen der Effekt durch den Zusatz von 1 Gew. % eines seltenen Erdmetalles, nämlich Nd203, Sm203, Tm203, Ce203 und Dy203, unterdrückt worden war, wurde das Experiment mit Proben mit einem verringerten Betrag an Oxid des seltenen Erdmetalles wiederholt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefaßt.In those cases in which the effect is achieved by adding 1% by weight of a rare earth metal, namely Nd203, Sm203, Tm203, Ce203 and Dy203, suppressed the experiment was with samples with a reduced amount of oxide of the rare earth metal repeated. The results are summarized in Table 3.

Tabelle 3 Seltenes Erd- Gew.-% PD((O) bei 479 nm 1 (ms) metalloxid in Nd2O3 0,1 0,0403 2,0 Tm203 0,5 0,0028 2,0 Sm203 0,5 0 Ce203 0,5 0 Dy203 0,5 0 Es konnte daher festgestellt werden, daß der Zusatz von kleinen Mengen von Nd203 und Tm203 ebenfalls die Halbwertzeit des photochromen Effektes bei der Wellenlänge von 479 nm verringert. Table 3 Rare Earth wt% PD ((O) at 479 nm 1 (ms) metal oxide in Nd2O3 0.1 0.0403 2.0 Tm203 0.5 0.0028 2.0 Sm203 0.5 0 Ce203 0.5 0 Dy203 0.5 0 It was therefore found that the addition of small amounts of Nd203 and Tm203 also the half-life of the photochromic effect at the wavelength decreased from 479 nm.

In der Probe mit 2 Gew. % Er203, 4 Gew. % Yb203 und 0,1 Gew.% Nd203 ist der Effekt kleiner als in einer Probe mit keinem Nd203. Dies ist ein überraschender Effekt, da es im Falle eines ähnlich dotierten Silikat-Glases bekannt ist, daß der Effekt durch den Zusatz von Nd203 erhöht wird. Der Mechanismus des Energietransportes von Nd203 zur Yb203 und von hier zu Er203, welcher in dem Silikat-Glas vorhanden ist, fehlt im Tellurit-Glas der vorliegenden Erfindung.In the sample with 2% by weight Er203, 4% by weight Yb203 and 0.1% by weight Nd203 the effect is smaller than in a sample with no Nd203. This is a surprising one Effect, since it is known in the case of a similarly doped silicate glass that the Effect is increased by adding Nd203. The mechanism of energy transport from Nd203 to Yb203 and from here to Er203, which is present in the silicate glass is absent in the tellurite glass of the present invention.

Aus den Tabellen 2 und 3 geht deutlich hervor, daß einige Oxide der seltenen Erdmetalle der Lanthanidenreihe für die photochromen Gläser der vorliegenden Erfindung nicht geeignnet sind und daß einige Oxide der seltenen Erdmetalle nur in sehr kleinen Anteilen hinzugefügt werden können.From Tables 2 and 3 it is clear that some oxides of the rare earth metals of the lanthanide series for the photochromic glasses of the present Invention are not suitable and that some oxides of the rare earth metals only can be added in very small proportions.

Mit den photochromen Gläsern der vorliegenden Erfindung mit besonderen Anteilen von Te02, W03, PbO und einem konstanten Gewichtsprozentsatz an Er 203 wurden weitere Experimente durchgeführt, um den Einfluß des Grundglases auf den photochromen Effekt zu untersuchen. Repräsentative Proben wurden aus dem glasbildenden Bereich des ternären Systems TeO2-PbO-W03 ausgewählt und als Grundgläser für die Dotierung mit Er203 benutzt. Die Größe und Halbwertzeit des photochromen Effektes bei der Wellenlänge von 479 nm wurde für jede Probe festgestellt. Der Einfluß des Grundglases auf den photochromen Effekt konnte hierdurch ermittelt werden. Der glasbildende Bereich in dem ternären System Te02-Pb0-W03, aus welchem die repräsentativen Proben ausgewählt worden waren, ist in Fig.7 gezeigt. In diesem Diagramm stellen A bis I die Punkte mit den ausgewählten Matrix-Zusammensetzungen dar. Die Gewichtsverhältnisse von TeO2, PbO und WO3 für diese Matrizen sind in Tabelle 4 zusammengefaßt.With the photochromic glasses of the present invention with special Proportions of Te02, W03, PbO and a constant weight percentage of Er 203 were Further experiments were carried out to investigate the influence of the base glass on the photochromic Investigate effect. Representative samples were taken from the glass-forming area of the ternary system TeO2-PbO-W03 and selected as base glasses for doping used with Er203. The size and half-life of the photochromic effect in the Wavelength of 479 nm was found for each sample. The influence of the base glass This made it possible to determine the photochromic effect. The glass-making one Area in the ternary system Te02-Pb0-W03 from which the representative samples were selected is shown in Fig.7. In this diagram, A represent I represent the points with the selected matrix compositions. The weight ratios of TeO2, PbO and WO3 for these matrices are summarized in Table 4.

Tabelle 4 Gewichtsverhältnis von TeO2-PbO-WO3 Probenpunkt TeO2 PbO WO3 A 80 0 20 B 70 10 20 C 60 20 20 D 70 0 30 E 60 10 30 F 50 20 30 G 60 0 40 H 50 10 40 I 40 20 40 Proben mit unterschiedlichen Mengen an Er203 (z.B. 0,5 Gew.%, 2 Gew. %, 4 Gew. % und 10 gew. %) wurden mit Grundglaszusammensetzungen A bis I hergestellt. Die Abhängigkeit der Größe und der Halbwertzeit des Effektes von der Grundglaszusammensetzung ist in Histogrammform in den Fig. 8 und 9 dargestellt. Table 4 Weight ratio of TeO2-PbO-WO3 sample point TeO2 PbO WO3 A 80 0 20 B 70 10 20 C 60 20 20 D 70 0 30 E 60 10 30 F 50 20 30 G 60 0 40 H 50 10 40 I 40 20 40 samples with different amounts of Er203 (e.g. 0.5 wt.%, 2% by weight, 4% by weight and 10% by weight %) were with base glass compositions A to I manufactured. The dependence of the size and the half-life of the effect on the Base lens composition is shown in histogram form in FIGS. 8 and 9.

In den Grundglaszusammensetzungen B, C, E, F und H erreicht der photochrome Effekt bei der Wellenlänge von 479 nm relativ hohe Werte für gegebene Er203 Konzentrationen. Der Effekt ist gering bei den Glaszusammensetzungen D und G.In the base glass compositions B, C, E, F and H the photochromic reaches Effect at the wavelength of 479 nm relatively high values for given Er203 concentrations. The effect is low for glass compositions D and G.

Bei den Grundgläsern A bis I wird bei der Glasart D für die Halbwertzeit des Effektes ein Minimum erreicht. Bei den Arten A und G ist der Effekt zu schwach, um eine Halbwertzeitbestimitung zu ermöglichen.In the case of basic glasses A to I, type D is used for the half-life the effect reaches a minimum. With species A and G the effect is too weak to enable a half-life determination.

Die obigen Ergebnisse können zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Tellurit-Glases, das den photochromen Effekt bei der Wellenlänge von 479 nm mit einer gegebenen Größe und Halbwertzeit zeigt, verwendet werden.The above results can be used to determine the composition of a Tellurite glass, which has the photochromic effect at the wavelength of 479 nm of a given size and half-life.

Beispiel: Um ein photochromes Glas zu erhalten, welches einen relativ starken photochromen Effekt und eine kurze Halbwertzeit bei der Wellenlänge von 479 nm zeigt, erreicht eine Glasprobe mit 2 Gew. % Er203 und TeO2, PbO und W03 im Gewichtsverhältnis von 60 : 10 : 30 eine Größe ( t(0) bei der Wellenlänge von 479 nm) von 0,045 mm 1 mit einer Halbwertzeit von 3 Millisekunden. Der Zusatz von 4 Gew. % Yb203 erhöht die Größe auf ungefährt 0,07 mm1, ohne die Halbwertzeit zu beeinflussen. Der Zusatz von kleinen Mengen an Eu203, Nd2O3, Ho203, Y203, Tm203 (weniger als 0,1 Gew. %> würde die Geschwindigkeit des Effektes erhöhen, ohne die Größe erheblich zu beeinflussen.Example: To get a photochromic glass that has a relative strong photochromic effect and a short half-life at the wavelength of 479 nm, a glass sample with 2 wt.% Er203 and TeO2, PbO and W03 im achieved Weight ratio of 60: 10: 30 a size (t (0) at the wavelength of 479 nm) of 0.045 mm 1 with a half-life of 3 milliseconds. The addition of 4 Weight% Yb203 increases the size to approximately 0.07 mm-1 without affecting the half-life. The addition of small amounts of Eu203, Nd2O3, Ho203, Y203, Tm203 (less than 0.1 Weight%> would increase the speed of the effect without increasing the size significantly to influence.

Bei der Herstellung des photochromen Glases der vorliegenden Erfindung wird angenommen, daß die Form des Tiegels, in welchem das Glas gebildet wird, einigen Einfluß auf die Qualität des Glases haben kann. Es wird weiter angenommen, daß Tonerde eine nachteilige Wirkung auf das photochrome Glas der vorliegenden Erfindung haben kann. Bei der Herstellung des photochromen Glases gemäß der Erfindung sollten daher keine Tonerdetiegel verwendet werden.In making the photochromic glass of the present invention It is believed that the shape of the crucible in which the glass is formed will be determined Can affect the quality of the glass. It is further believed that alumina have an adverse effect on the photochromic glass of the present invention can. In the manufacture of the photochromic glass according to the invention should therefore no alumina pans are used.

während die schmelztemperatur des photochromen Glases der vor liegenden Erfindung erheblich unterhalb der Schrelztemperatur von Kieselerde liegt, wird angenounen, daß die Herstellung von photochrome Glas gesäß der vorliegenden Erfindung in Silikat-Tiegeln und die Verwendung von Silikastäben zu Rührzwecken zu Silikaspuren ii photochromen Glas der vorliegenden Erfindung führen kann. Diese Silikaspuren sind hierbei offensichtlich vorteilhaft, da die Herstellung des photochromen Glases der vorliegenden Erfindung in Silikatiegeln mit Silikastäben die Otialität des Glases offensichtlich verbessert.while the melting temperature of the photochromic glass is present Invention is significantly below the melting temperature of silica, it is assumed that the production of photochromic glass according to the present invention in silicate crucibles and the use of silica rods for stirring purposes to photochromic silica traces ii Glass of the present invention can lead. These traces of silica are evident here advantageous in making the photochromic glass of the present invention In silica crucibles with silica rods, the otiality of the glass is obviously improved.

Die photochromen Gläser der vorliegenden Erfindung können verschiedene Anwendungen haben.The photochromic glasses of the present invention can be various Have applications.

Das photochrome Glas der vorliegenden Erfindung kann bei der Modulation von Strahlung einer Wellenlänge in der Nähe von 479 n1 verwendet werden. Binige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, insbesondere solche, welche einen großen photochromen Effekt und eine kurze Halbwertzeit aufweisen, können für die schnelle Modulation von Strahlung verwendet werden, z.B. abgestimmter Farbstoff-Laser oder ein anderer Lasertyp, der gepulste oder kontinuierliche Strahlung hoher Intensität mit einer Wellenlänge von ungefähr 1500 na oder 970 nm ausstrahlt, kann zur "Verdunkelung" der photochromen Glasprobe bei der Wellenlänge von 479 na benutzt werden, fUr eine Zeitperiode mit einer Halbwertzeit gleich derjenigen des Effektes in der besonderen Probe. Die 479 nm Strahlung einer kontinuierlichen oder gepulsten Lichtquelle (z.B. die 479 nm Argon-Laser-StrShl-o peeente) kann moduliert werden. Zusätzlich können einige Ausführungsbeispiele Anwendung als Laser-Materialträger haben und auch in Bezug auf Q-Schaltung und möglicherweise für Selbst-Q-Schaltung für Laserstrahlen. Optische Dateneinlesesysteme für elektronische Computer, welche die Speicherung und Auslesung von Daten in einem Volumen des photochromen Materials benutzen, können möglicherweise ein weiteres Anwendungsgebiet darstellen. Bei einigen Ausführungsbeispielen dieser Materialien können zweidimensionale Hologramme gespeichert und anschließend ausgelesen werden. Blitzlichtschutz für hoch intensives Licht kann durch eine Brillenanordnung mit dem photochromen Material und einem Filter, das die 479 nm Strahlung mit einer Brandbreite von ungefähr 5 nm überträgt, geschaffen werden, vorausgesetzt, daß der Lichtblitz die Pumuwellenlängen enthält. Nach Empfang des Blitzlichtes wird sich das photochrome Material verdunkeln. Das zwischen dem Auge (oder einen anderen Detektor) und dem photochromen Material angeordnete Pilter wird nur die reduzierte Strahlungsintensität der Wellenlänge 479 + 5 nm übertragen, wodurch das Augenlicht vor Strahlungsschäden oder der Detektor vor Überbelichtung geschlitzt wird.The photochromic glass of the present invention is capable of modulation radiation of a wavelength close to 479 n1 can be used. Binige Embodiments of the present invention, in particular those which have a can have great photochromic effect and a short half-life for the rapid modulation of radiation can be used, e.g., tuned dye lasers or another type of laser, pulsed or continuous high-intensity radiation emits with a wavelength of about 1500 na or 970 nm, can be used to "darken" of the photochromic glass sample at the wavelength of 479 na can be used for one Period of time with a half-life equal to that of the effect in the particular Sample. The 479 nm radiation from a continuous or pulsed light source (e.g. the 479 nm argon laser beam o peeente) can be modulated. In addition, you can some embodiments have application as laser material carriers and also in in reference to Q-shift and possibly for self-Q-shift for laser beams. Optical data reading systems for electronic computers, which the storage and readout of data in a volume of the photochromic material can possibly represent a further area of application. With some Embodiments of these materials can store two-dimensional holograms and then read out. Flash protection for high intensity light can through a glasses assembly with the photochromic material and a filter that which transmits 479 nm radiation with a bandwidth of approximately 5 nm provided that the flash of light contains the pump wavelengths. Upon receipt The photochromic material will darken after the flash. That between the Eye (or other detector) and the photochromic material arranged pilter only the reduced radiation intensity of the wavelength 479 + 5 nm is transmitted, thereby protecting the eyesight from radiation damage or the detector from overexposure is slotted.

Claims (17)

PatentansprUcheClaims 1. Photochromes Glas, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß es Telluroxid, Erbiumoxid und mindestens ein aus der aus Bleioxid und Wolframoxid bestehenden Gruppe ausgewähltes Oxid aufweist.1. Photochromic glass, thereby g e k e n n n z e i c h -n e t that it Tellurium oxide, erbium oxide, and at least one of lead oxide and tungsten oxide Has group selected oxide. 2. Photochromes Glas nach AnspruchX1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der- Gewichtsanteil an Erbiumoxid zwischen ungefähr 1/2% und ungefähr 10% liegt.2. Photochromic glass according to ClaimX1, characterized in that it is -k e n n z e i c Note that the weight fraction of erbium oxide is between about 1/2% and about 10%. 3. Photochromes Glas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Gewichtsanteil an Telluroxid zwischen ungefähr 35% und ungefähr 85% liegt.3. Photochromic glass according to claim 1 or 2, characterized in that g e -k e n n it is noted that the proportion by weight of tellurium oxide is between approximately 35% and is about 85%. 4. Photochromes Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Gewichtsanteil an Bleioxid zwischen ungefähr 0% und ungefahr 30% und der Gewichtsanteil an Wolframoxid zwischen ungefähr 0% und ungefähr 45% liegt, unter der Bedingung, daß sie nicht gleichzeitig 0% betragen.4. Photochromic glass according to one of claims 1 to 3, characterized g e it is not stated that the weight fraction of lead oxide is between approximately 0% and about 30% and the weight fraction of tungsten oxide between about 0% and is about 45% on condition that they are not 0% at the same time. 5. Photochromes Glas nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Gewichtsanteil an flleioxid zwischen ungefähr 7% und ungefähr 308 liegt und daß der Gewichtsanteil an Wolframoxid zwischen ungefähr 15% und ungefähr 40% liegt.5. Photochromic glass according to claim 4, characterized in that g e k e n n -z e i c It should be noted that the proportion by weight of lead oxide is between approximately 7% and approximately 308 and that the proportion by weight of tungsten oxide is between about 15% and about 40%. 6. Photochromes Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß es mindestens ein weiteres geeignetes Oxid der seltenen Erdmetalle der Lanthanidenreihe neben dem Erbiumoxid aufweist, um den photochromen Effekt des photochromen Glases zu modifizieren.6. Photochromic glass according to one of claims 1 to 5, characterized g e no indication that there is at least one other suitable oxide of the rare Earth metals of Has lanthanides next to erbium oxide, to modify the photochromic effect of the photochromic glass. 7. Photochromes Glas nach Anspruch 6, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Gewichtsanteil der Summe an Erbiumoxid und jedem weiteren geeigneten Oxid der seltenen Erdmetalle der Lanthanidenreihe geringer als ungefähr 15% ist.7. Photochromic glass according to claim 6, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the weight fraction of the sum of erbium oxide and any other suitable Lanthanide series rare earth oxide is less than about 15%. 8. Photochromes Glas nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das weitere geeignete Oxid der seltenen Erdmetalle der Lanthanidenreihe Ytterbiumoxid ist.8. Photochromic glass according to claim 6 or 7, characterized in that g e -k e n n notices that the other suitable oxide of the rare earth metals of the lanthanide series Is ytterbium oxide. 9. Photochromes Glas nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Gewichtsanteil an Ytterbiumoxid zwischen ungefähr 1/2% und ungefähr 10% liegt.9. Photochromic glass according to claim 8, characterized in that g e k e n n -z e i c Note that the weight fraction of ytterbium oxide is between about 1/2% and about 10%. 10. Photochromes Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß es einen geringen Anteil an mindestens einem geeigneten herkömmlichen Zusatz, der bei der Glasherstellung verwendet wird, enthält, um die Qualität des Glases zu verändern.10. Photochromic glass according to one of claims 1 to 9, characterized in that g It is not noted that there is a small proportion of at least one suitable conventional additive that is used in glass production, contains to the Change the quality of the glass. 11. Verfahren zur Herstellung eines photochromen Glases, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zunächst ein Gemenge aus Telluroxid, Erbiumoxid und mindestens einem aus der aus Bleioxid und Wolframoxid bestehenden Gruppe ausgewählten Oxid gebildet wird, wobei die Komponenten des Gemenges innerhalb eines glasbildenden Bereiches liegen, und daß das Gemenge auf seine Schmelztemperatur erhitzt wird.11. A method for producing a photochromic glass, thereby g I do not know that initially a mixture of tellurium oxide, erbium oxide and at least one selected from the group consisting of lead oxide and tungsten oxide Oxide is formed, with the components of the mixture within a glass-forming Area lie, and that the mixture is heated to its melting temperature. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Gemenge auf eine Temperatur von zwischen ungefähr 9500 und ungefähr 10000C in Luft erhitzt wird.12. The method according to claim 11, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the mixture is at a temperature of between about 9500 and about 10000C in air. 13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Gewichtsanteil an Erbiumoxid zwischen ungefähr 1/2% und ungefähr 10%, der Gewichtsanteil an Telluroxid zwischen ungefähr 35% und ungefähr 85%, der Gewichtsanteil an Bleioxid zwischen ungefähr 7% und ungefähr 30% und der Gewichtaanteil an Wolframoxid zwischen ungefähr 15% und ungefähr 40% liegt.13. The method according to claim 11 or 12, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the proportion by weight of erbium oxide between about 1/2% and about 10%, the weight fraction of tellurium oxide between about 35% and about 85%, the Weight fraction of lead oxide between approximately 7% and approximately 30% and the weight fraction of tungsten oxide is between about 15% and about 40%. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in das Gemenge mindestens ein weiteres geeignetes Oxid der seltenen Erdmetalle der Lanthanidenreihe neben dem Erbiumoxid eingeführt wird, um den photochromen Effekt des Glases zu modifizieren.14. The method according to any one of claims 11 to 13, characterized g e k e It is not indicated that there is at least one further suitable oxide in the mixture of the rare earth metals of the lanthanide series is introduced alongside erbium oxide, to modify the photochromic effect of the glass. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das weitere geeignete Oxid der seltenen Erdmetalle der Lanthanidenreihe Ttterbiuaoxid ist.15. The method according to claim 14, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the other suitable oxide of the rare earth metals of the lanthanide series Ttterbiuaoxid is. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die relativen Anteile an Erbium, oxid und Ytterblumoxld zur Schaffung eines photochromen Glases, das innerhalb der gegebenen Grenzen einen photochromen Effekt mit einer gewünschten Größe und Halbwertzeit aufweist, ausgewählt werden.16. The method according to claim 15, characterized in that it is e k e n n -z e i c h n e t that the relative proportions of erbium, oxide and ytterblumoxld create a photochromic glass that has a photochromic effect within the given limits having a desired size and half-life. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in das Gemenge ein geringer Anteil von mindestens einem geeigneten konventionellen Zusatz, der bei der Glasherstellung verwendet wird, eingeführt wird, um die Bildung des Glases zu vereinfachen oder die Qualität des Glases zu verändern.17. The method according to any one of claims 11 to 16, characterized g e k e n n n z e i n e t that in the mixture a small proportion of at least one appropriate conventional additive used in glass manufacture is used to simplify the formation of the glass or to increase the quality of the glass change.
DE19752500317 1974-01-17 1975-01-07 Photochromic tellurite glass having controllable half-life - contg. oxides of tellurium erbium, lead or tungsten and pref. ytterbium Pending DE2500317A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ZA74373 1974-01-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2500317A1 true DE2500317A1 (en) 1975-07-24

Family

ID=25567279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752500317 Pending DE2500317A1 (en) 1974-01-17 1975-01-07 Photochromic tellurite glass having controllable half-life - contg. oxides of tellurium erbium, lead or tungsten and pref. ytterbium

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2500317A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2527586A1 (en) * 1982-05-29 1983-12-02 Schott Glaswerke PHOTOCHROME GLASS TAKING A BROWN COLORATION UNDER THE ACTION OF LIGHT
WO1999047464A2 (en) * 1998-03-19 1999-09-23 The University Of Leeds Erbium doped optical glass
WO2002053507A1 (en) * 2000-12-28 2002-07-11 Bo Peng Glass for optical fibers or waveguides, the optical fibers or waveguides made therefrom and the optical amplifier utilizing these elements

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2527586A1 (en) * 1982-05-29 1983-12-02 Schott Glaswerke PHOTOCHROME GLASS TAKING A BROWN COLORATION UNDER THE ACTION OF LIGHT
WO1999047464A2 (en) * 1998-03-19 1999-09-23 The University Of Leeds Erbium doped optical glass
WO1999047464A3 (en) * 1998-03-19 1999-11-04 Univ Leeds Erbium doped optical glass
WO2002053507A1 (en) * 2000-12-28 2002-07-11 Bo Peng Glass for optical fibers or waveguides, the optical fibers or waveguides made therefrom and the optical amplifier utilizing these elements

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60105978T2 (en) LIGHT REINFORCED GLASS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
DE691356C (en) Process for the production of optical glasses with high refractive indices and low scattering
DE60106827T2 (en) Light amplifying glass
US5537505A (en) Transparent glass-ceramics
DE2717916C3 (en) Glasses with a small non-linear refractive index, especially for laser technology
DE4444844C2 (en) Glass ceramic materials, in particular for lasers and optical amplifiers, which are doped with rare earth elements, and process for their production
DE2719250C3 (en) Optical glass with a refractive index from 1 ^ 7 to 1.98 and an Abbe number from 18 to 46
US5483628A (en) Transparent glass-ceramics
DE3117000C2 (en) Phototropic glass with a refractive index? 1.59, an Abbe number? 40 and a density &amp;lE; 3.2 g / cm? 3?
DE10139904A1 (en) Optical tellurite glasses for fiber optic amplifiers and oscillators and processes for their manufacture
DE102008007871B4 (en) Photopatternable glass for optical devices, photostructured glass element made therefrom, and uses and methods of making the glass and glass element
DE112006000454T5 (en) A bismuth-containing glass composition and method for enhancing a signal light
DE2033137A1 (en) Glass laser materials. Anrrr Asahi Glass Co. Ltd., Tokyo
EP1696224B1 (en) The use of a material as a standard for referencing luminescence signals
DE60300906T2 (en) Optical glass with anomalous dispersion
DE3644901C2 (en)
DE2500317A1 (en) Photochromic tellurite glass having controllable half-life - contg. oxides of tellurium erbium, lead or tungsten and pref. ytterbium
DE1496082A1 (en) Phototropic silicate glass body
DE1596917C3 (en) Fast-changing phototropic glass based on an alumina-borate glass with additions of silver halides and copper oxide and process for its production
DE1924493B2 (en) Rapidly reacting, highly stable, phototropic glass based on borate or borate, as well as a process for its manufacture
DE1496056A1 (en) Laser material consisting of silicate glass
DE4007495C2 (en) Laser active coding for glass
DE10163553B4 (en) Phase-separated glasses and their use
EP0914300A2 (en) Low-energy phonon spectrum glass composition, method for the production and use thereof
DE2308155C3 (en) Phosphate laser glass with the greatest possible devitrification resistance and high chemical resistance