RO127642A2 - Procedeu pentru obţinerea de microelemente optice pentru infraroşu din sticlă calcogenică - Google Patents
Procedeu pentru obţinerea de microelemente optice pentru infraroşu din sticlă calcogenică Download PDFInfo
- Publication number
- RO127642A2 RO127642A2 ROA201001136A RO201001136A RO127642A2 RO 127642 A2 RO127642 A2 RO 127642A2 RO A201001136 A ROA201001136 A RO A201001136A RO 201001136 A RO201001136 A RO 201001136A RO 127642 A2 RO127642 A2 RO 127642A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- glass
- optical microelements
- molds
- calcogenic
- optical
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims description 24
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 239000005387 chalcogenide glass Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 206010057333 Micrographia Diseases 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la un procedeu pentru obţinerea unor elemente optice utilizate pentru domeniul infraroşu. Procedeul conform invenţiei constă din topirea bilelor din sticlă din AsS, în matriţe din aluminiu, prin tratament termic într-o incintă formată dintr-un tub transparent de cuarţ, vidat la 2x20torr şi încărcat cu argon la 1,1 at, într-o instalaţie de încălzire inductivă cu o putere maximă de 30 kW, într-un interval de frecvenţă de 50...300 kHz, la o temperatură de 360...491°C, după care matriţele din aluminiu sunt dizolvate într-o soluţie 12% de HCl, din care rezultă microelemente optice, care sunt spălate în apă distilată, sortate şi evaluate microscopic.
Description
Invenția se referă la un procedeu de obținere a microelementelor optice cu suprafețe sferice, asferice si de forma prismatica, pentru domeniul infraroșu al spectrului. Microelementele optice care se obțin prin procedeul descris in prezenta invenție sunt din sticla de As2S3, care au o transmisie in domeniul IR pana la 12 pm.
Microlentilele din sticla de As2S3 sunt utilizate in circuitele electronice in infraroșu, în domenii ca tehnologia informației, microimagistica si tomografiile medicale.
PREZENTAREA STADIULUI TEHNICII
Microlentile sunt, în general, lentile cu diametre mai mici de un milimetru. Dimensiunile mici ale lentilelor obliga la un design simplu, care poate da o bună calitate optică. O microlentila tipica poate fi un singur element cu suprafață plană și una de suprafață convexă sferică pentru a refracta lumina. Lentile mai sofisticate pot utiliza suprafețe asferice, iar altele pot folosi mai multe straturi de material optic pentru a atinge performanțele lor de proiectare [Hooke R, Preface to Micrographia. The Royal Society of London, 1665],
Un alt tip de microlentile are două suprafețe plan-paralele și acțiunea de focalizare este obținută printr-o variație a indicelui de refracție în lentilă. Acestea sunt cunoscute ca lentile gradient-index (GRIN). Unele microlentile îmbina cele doua efecte , variația indicelui de refracție și forma de suprafață.
O altă clasă de microlentile, cunoscuta sub numele de micro-lentiie Fresnel, concentrează lumina de refracție într-un set de suprafețe curbe concentrice. Aceste lentile se pot obține foarte subțiri și ușoare [Borrelli, N F. Microoptics technology: fabrication and applications of lens arrays and devices. Marcel Dekker, New York, 1999].
Microlentilele optice binare focalizează lumina prin difracție. Ele au caneluri cu margini in trepte sau multistrat. Au avantajul în fabricarea și replicarea lor, prin utilizarea proceselor standard din industria semiconductoare, cum ar fi foto litografia și RIE (reactive ion etching).
Topirea sub presiune a elementelor optice din sticla este o metoda cercetata îndeosebi pentru obținerea microlentilelor cu suprafețe asferice sau complexe. [U.S. Patent No. 4,929,265 (1990)].
^-2010-01136-1 9 -11- 2010
PREZENTAREA PROBLEMEI TEHNICE, PE CARE O REZOLVA INVENȚIA
Prin topirea sticlei din As2S3 in matrita metalica, aceasta sticla calcogenica adera ferm la matrita. Microlentilele nu pot fi scoase din matrita fara sa fie distruse. Prin procedeul descris in prezenta invenție microlentilele profilate in forme diferite sunt obținute intacte după profilarea lor prin încălzire in matrite metalice.
EXPUNEREA INVENȚIEI
Invenția se referă la un procedeu de obținere a elementelor optice de infrarosu, si anume, a microelementelor optice cu suprafețe sferice, asferice si de forma prismatica, din sticla de As2S3.
Au fost executate matrite din Al cu dimensiunile de 10*10*1,5 mm, in care au fost obținute prin identare alveole sferice cu diametrul intre 100-500 pm si prismatice, piramide cu baza patrata de 350*350 pm.
In alveolele practicate pe plăcile de Al au fost introduse microbile sferice cu diametrul adecvat.
Avand in vedere ca sticla de As2S3 are Tg = 192,2 °C si este considerata a fi adusa in stare lichida după 310°C, au fost încălzite matrițele încărcate cu microbile din As2S3, in atmosfera protectoare de argon, intr-o instalație de încălzire inductiva cu o putere maximă de 30 kW. Domeniul de frecvență este acordabil în funcție de conductivitatea susceptorului: 50-300 kHz.
Incinta instalației este formata dintr-un tub din cuarț transparent, cu diametrul 80 mm si lungimea de 500 mm, detașabilă prin acționare hidraulica manuala. Este dotată cu manometre pentru vid si presiune atmosferică și cu racorduri pentru introducerea de amestecuri de gaze și evacuare.
A fost executata o nacela din grafit, in care sunt introduse matrițele din aluminiu, încărcate cu microbile din sticla de As2S3. A fost etalonata temperatura obtinuta pe nacela, in funcție de puterea indusa.
Incinta se videaza la 2x10'5 torr. Se introduce in incinta Ar 99,999 % la 1,1 atm.
Se efectuează tratamentul termic in atmosfera protectoare de argon intre min. 360°C si max. 491°C, in funcție de forma suprafeței.
Sticla de As2S3 profilata adera ferm la matrita. Matrițele din Al sunt dizolvate in soluție de HCI 12 %, iar microelemente optice pentru infrarosu din sticla calcogenica obținute se spala in apa distilata, se sortateaza si se evalueaza.
U (χ-2 Ο 1 Ο - Ο 1 1 3 6 - 1 9 -11- 2010
INDICAREA MODULUI IN CARE INVENȚIA POATE FI EXPLOATATĂ INDUSTRIAL
Procedeul pentru obținerea de microelemente optice pentru infrarosu din sticla calcogenica descris de invenție este versatil, permițând obținerea mai multor tipodimensiuni de lentile si este productiv.
Faptul ca matrițele nu se pot refolosi este compensat prin procentul ridicat de scoatere a microlentilelor din matrite (aproape de 100%) si prin valoarea lor economica ridicata.
In funcție de aplicație, microelementele optice pentru infrarosu din sticla calcogenica obținute prin procedeul descris de invenție pot fi utilizate ca atare sau in funcție de cerințele beneficiarului pot urma un flux tehnologic de prelucrare optica.
PREZENTAREA AVANTAJELOR INVENȚIEI IN RAPORT CU STADIUL TEHNICII
Topirea sub presiune a elementelor optice din sticla necesita o ridicare a temperaturii puțin peste Tg si o reducere la minim a contactului intre sticla si matrita pentru a evita aderarea sticlei de As2S3 la matrita metalica. Prin procedeul descris in prezenta invenție sticla de As2S3 poate fi încălzită pana la 491°C si de asemenea poate fi tinuta in contact cu matrita din aluminiu max. 105 min. Microlentilele profilate in forme diferite sunt obținute intacte după profilarea lor prin încălzire in matrite metalice.
PREZENTAREA DETALIATA A OBIECTULUI INVENȚIEI
Au fost executate matrite din Al cu dimensiunile de 10*10*1,5 mm, in care au fost obținute prin identare alveole sferice cu diametrul intre 100-500 gm si prismatice, piramide cu baza patrata de 350*350 gm.
In alveolele practicate pe plăcile de Al au fost introduse microbile sferice cu diametrul adecvat.
Exemplul 1
Cu cat temperatura este mai ridicata, topitura uda mai bine metalul si ia forma matriței fara a fi nevoie pentru profilarea lentilei de exercitarea unei presiuni.
Domeniul de frecvență al generatorului este acordat la 200 kHz.
Instalația a fost vidata la 2x10'5 torr. A fost introdus in incinta Ar 99,999 % la 1,1 atm.
Se efectuează tratamentul termic in atmosfera protectoare de argon conform parametrilor de lucru din tabelul 1.
C*c2 Ο 1 ο - Ο 1 1 3 6 - 1 9 Ί1- 2010
Tabel 1. Temperatura nacelei din grafit in funcție de puterea indusa si timpul de operare
| Putere | Timp | Temperatura |
| (%) | min. | (°C) |
| 50,00 | 65 | 410,00 |
| 43,00 | 60 | 357,80 |
| 17,57 | 30 | 192,20 |
| 10,00 | 20 | 172,00 |
| 5,00 | 10 | 164,00 |
| 0,00 | 0 | 60,00 |
Sticla de As2S3 a umplut lăcașurile matriței si a aderat ferm la matrita. Matrițele din Al au fost dizolvate in sol. HC1 12 %, timp = 30min. Sticla de As2S3 este stabila chiar in soluții puternic acide.
Microelementele optice pentru infrarosu din sticla calcogenica cu suprafețe asferice obținute au fost spalate in apa distilata, sortate si evaluate la microscopul Alpha XJL-2ARP Elektro Optica.
Exemplul 2
Pentru obținerea unor forme complexe, tratamentul termic a fost modificat, cu trecerea pentru scurt timp a pragului de temperatura de 410°C, peste care presiunea de vapori a As2S3 devine sesizabila prin depunerile gălbui la peretele din sticla de cuart al instalației de tratament termic in atmosfera de argon.
A fost vidata instalația la 2x10'5 torr. A fost introdus in incinta Ar 99,999 % la 1,1 atm.
Domeniul de frecvență al generatorului este acordat la 200 kHz.
Se efectuează tratamentul termic in atmosfera protectoare de argon conform parametrilor de lucru din tabelul 2.
Tabel 2. Temperatura nacelei din grafit in funcție de puterea indusa si timpul de operare
| Putere | Timp | Temperatura |
| (%) | min. | (°C) |
| 65,00 | 67 | 491,00 |
| 60,00 | 65 | 464,00 |
| 55,00 | 63 | 437,00 |
| 50,00 | 60 | 410,00 |
| 47,30 | 55 | 392,00 |
| 35,00 | 45 | 298,00 |
| 0,00 | 0 | 60,00 |
Sticla de As2S3 a umplut lăcașurile matriței si a aderat ferm la matrita. Matrițele din Al au fost dizolvate in sol. HCI 12 %, timp = 30 min. In soluție raman microlentilele din sticla de As2S3.
CV 2 O 1 0 - 0 1 1 36 - 1 9 dl- 2010
Microlentilele astfel obținute au fost spalate in apa distilata, sortate si evaluate la microscopul Alpha XJL-2ARP Elektro-Optika.
Au fost obținute microelemente optice pentru infraroșu de tip calota sferica si prismatice.
Exemplul 3
Experimentările care au fost efectuate in continuare au avut in vedere testarea deformării microbilelor cu care sunt încărcate matrițele, in timp, la temperaturi la care presiunea de vapori a sticlei de As2S3 este redusa si nu se observa depuneri pe incinta din sticla de cuart a instalației de tratament termic.
A fost vidata instalația la 2x10'5 torr. A fost introdus in incinta Ar 99,999 % la 1,1 atm.
Domeniul de frecvență al generatorului este acordat la 200 kHz.
Se efectuează tratamentul termic in atmosfera protectoare de argon conform parametrilor de lucru din tabelul 3.
Tabel 3. Temperatura nacelei din grafit in funcție de puterea indusa si timpul de operare
| Putere | Timp | Temperatura |
| (%) | min. | (°C) |
| 42 | 105 | 351,75 |
| 43 | 77 | 360,13 |
| 42 | 60 | 351,75 |
| 41 | 45 | 343,38 |
| 40 | 40 | 335,00 |
| 39 | 25 | 332,00 |
| 37 | 10 | 315,00 |
| 0 | 0 | 60,00 |
Sticla de As2S3 a umplut lăcașurile matriței si a aderat ferm la matrita. Matrițele din Al au fost dizolvate in sol. HCI 12 %, timp = 30 min. Elementele optice de infraroșu au fost spalate in apa distilata, sortate si evaluate la microscopul Alpha XJL-2ARP Elektro Optics.
Au fost obținute microelemente optice pentru infraroșu de tip cu forma complexa, avand o suprafața sferica si una asferica si prismatice.
Claims (1)
1. Un procedeu pentru obținerea de microelemente optice pentru infrarosu din sticla calcogenica, caracterizat prin aceea că:
(a) microelementele optice care se obțin prin procedeul descris in prezenta invenție sunt din sticla de AS2S3;
(b) microelementele optice care se obțin prin procedeul descris in prezenta invenție au suprafețe sferice si asferice cu diametrul intre 100-500 pm si prismatice, piramide cu baza patrata de 350 pm x 350 pm;
(c) microelementele optice care se obțin prin procedeul descris in prezenta invenție sunt obținute intacte, după profilarea lor prin încălzire in matrite metalice din aluminiu, prin dizolvarea matrițelor din aluminiu in soluție de HCI 12 %.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201001136A RO127642B1 (ro) | 2010-11-19 | 2010-11-19 | Procedeu pentru obţinerea de microelemente optice pentru infraroşu din sticlă calcogenică |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201001136A RO127642B1 (ro) | 2010-11-19 | 2010-11-19 | Procedeu pentru obţinerea de microelemente optice pentru infraroşu din sticlă calcogenică |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO127642A2 true RO127642A2 (ro) | 2012-07-30 |
| RO127642B1 RO127642B1 (ro) | 2015-06-30 |
Family
ID=46575988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA201001136A RO127642B1 (ro) | 2010-11-19 | 2010-11-19 | Procedeu pentru obţinerea de microelemente optice pentru infraroşu din sticlă calcogenică |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO127642B1 (ro) |
-
2010
- 2010-11-19 RO ROA201001136A patent/RO127642B1/ro unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RO127642B1 (ro) | 2015-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Fan et al. | Large-scale cauliflower-shaped hierarchical copper nanostructures for efficient photothermal conversion | |
| CN101885466B (zh) | 二元光学玻璃透镜的制造及封装mems红外探测器的方法 | |
| KR20130057954A (ko) | 나노섬 마스크를 이용한 대면적 무반사 나노구조를 구비하는 렌즈 및 이의 제조 방법 | |
| CN111679348B (zh) | 一种微透镜阵列及其制备方法 | |
| Wang et al. | Chalcogenide glass IR artificial compound eyes based on femtosecond laser microfabrication | |
| US20100130246A1 (en) | Method and Apparatus for Producing Hybrid Lenses | |
| CN102785025A (zh) | 利用飞秒激光增强化学刻蚀制备大规模微透镜阵列的方法 | |
| RO127642A2 (ro) | Procedeu pentru obţinerea de microelemente optice pentru infraroşu din sticlă calcogenică | |
| CN115945797B (zh) | 微通道及透镜阵列型防近视眼镜 | |
| CN1330594C (zh) | 玻璃光学元件的制造方法 | |
| US20170125741A1 (en) | Glass substrate, organic el illuminator, and method for producing glass substrate | |
| CN115304292A (zh) | 一种梯度折射率红外硫系玻璃及其制备方法和应用、红外热成像镜头及其应用 | |
| CN105549129B (zh) | 一种提高大面积微透镜阵列均匀成形的方法 | |
| CN109177122B (zh) | 一种有机玻璃的热弯成型方法及成型装置 | |
| JP5838608B2 (ja) | 集光型太陽光発電装置の製造方法 | |
| WO2021012144A1 (zh) | 减反射玻璃及其制备方法与应用 | |
| JP5081866B2 (ja) | 集光式太陽光発電用２次光学系ガラス部材ホモジナイザーの製造方法 | |
| Zhang et al. | IR chalcogenide microlens arrays | |
| JP2011513166A (ja) | 加熱成形によるガラス製品の製造装置及び製造方法 | |
| CN104880807B (zh) | 一种用于双波长激光加工的F‑θ光学镜头 | |
| CN101930087A (zh) | 具有增透膜的透镜及其制造方法 | |
| JP2012014018A (ja) | ガラス製マイクロレンズアレイの製造方法 | |
| He et al. | Fabrication of chalcogenide double plano-surface microlens arrays via precision molding | |
| CN106365418A (zh) | 轻量化石英玻璃及其制备方法 | |
| Hay et al. | Scaling fabrication of random anti-reflective structured surfaces to large windows for high laser power applications |