RU2804311C1 - Liquid optical medium with special dispersion course - Google Patents
Liquid optical medium with special dispersion course Download PDFInfo
- Publication number
- RU2804311C1 RU2804311C1 RU2022131553A RU2022131553A RU2804311C1 RU 2804311 C1 RU2804311 C1 RU 2804311C1 RU 2022131553 A RU2022131553 A RU 2022131553A RU 2022131553 A RU2022131553 A RU 2022131553A RU 2804311 C1 RU2804311 C1 RU 2804311C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- liquid optical
- optical medium
- course
- special
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область и уровеньRegion and level
Изобретение относится к оптике, в частности к жидким оптическим средам (ЖОС).The invention relates to optics, in particular to liquid optical media (LOM).
Известны разные жидкие оптические среды и способы их получения.Various liquid optical media and methods for their preparation are known.
Например, известен способ получения жидких оптических поверхностей [RU 2115144, C1, G02B 1/06, 10.07.1998], в котором заливают в кювету несмешивающиеся или частично смешивающиеся жидкости, смачивающие стенки кюветы, при этом, одной из используемых жидкостей является фторуглеродная жидкость с общей формулой CnFm, а после заливки начальным механическим воздействием на эти жидкости раздвигают слои верхних жидкостей до слоя CnFm до формирования на границах раздела жидкостей и жидкостей и газа воспроизводимых оптических поверхностей.For example, there is a known method for producing liquid optical surfaces [RU 2115144, C1, G02B 1/06, 07/10/1998], in which immiscible or partially miscible liquids are poured into a cuvette, wetting the walls of the cuvette, and one of the liquids used is a fluorocarbon liquid with the general formula C n F m , and after pouring, the initial mechanical action on these liquids pushes the layers of the upper liquids apart to the C n F m layer until reproducible optical surfaces are formed at the interfaces of liquids and liquids and gases.
Недостатком способа является относительно узкая область применения.The disadvantage of this method is its relatively narrow scope of application.
Известны также жидкие среды, выполненные, в частности в виде микролинз [US 6936196, В2, B29D 11/00; G02B 3/14, 11.12.2003], которые включают каплю жидкости, положение и/или кривизну поверхности которой можно изменить (настроить), например, путем выборочного смещения одного или нескольких электродов, сконфигурированных для указанной капли, при этом, капля содержит оптически отверждаемый жидкий клей, который полимеризуется под воздействием УФ-излучения, что позволяет зафиксировать желаемую конфигурацию, например, фокусное расстояние микролинзы.Liquid media are also known, made, in particular, in the form of microlenses [US 6936196, B2, B29D 11/00; G02B 3/14, 12/11/2003], which include a drop of liquid, the position and/or curvature of the surface of which can be changed (adjusted), for example, by selective displacement of one or more electrodes configured for the specified drop, while the drop contains an optically curable a liquid adhesive that polymerizes when exposed to UV radiation, allowing the desired configuration, such as the focal length of a microlens, to be fixed.
Недостатком такой среды является относительно узкая область применения.The disadvantage of such an environment is the relatively narrow scope of application.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является жидкая оптическая среда, используемая для создания варифокальной жидкой линзы [RU 2652522, C1, G02B 3/14, 16.05.2017], представляющей собой каплю жидкости, поглощающую излучение в объеме капли и сидящую на твердой прозрачной подложке, причем, перестройка фокусного расстояния капли обусловлена изменением кривизны ее свободной поверхности из-за теплового воздействия лазерного пучка на каплю, при этом, жидкость является нелетучей и в отсутствие лазерного излучения капля жидкости представляет собой собирающую линзу (объектив), кривизна поверхности капли изменяется под действием термокапиллярных сил, возбуждаемых тепловым воздействием лазерного пучка на каплю, а величина и знак кривизны и фокусного расстояния определяются мощностью лазерного пучка.The closest in technical essence to the proposed one is a liquid optical medium used to create a varifocal liquid lens [RU 2652522, C1, G02B 3/14, 05/16/2017], which is a drop of liquid that absorbs radiation in the volume of the drop and sits on a solid transparent substrate , moreover, the restructuring of the focal length of the drop is caused by a change in the curvature of its free surface due to the thermal effect of the laser beam on the drop, while the liquid is non-volatile and in the absence of laser radiation the drop of liquid is a collecting lens (objective), the curvature of the surface of the drop changes under the influence thermocapillary forces excited by the thermal effect of the laser beam on the drop, and the magnitude and sign of the curvature and focal length are determined by the power of the laser beam.
При этом жидкая линза содержит два компонента - воду и 1- бромдодекан, причем, наличие в жидкости воды не позволяет получить жидкую среду с показателем преломления больше, чем 1,515 при условии ее применения и при низких температурах.In this case, the liquid lens contains two components - water and 1-bromododecane, and the presence of water in the liquid does not allow obtaining a liquid medium with a refractive index greater than 1.515, provided that it is used at low temperatures.
Кроме того, в оптическом приборостроении при создании широкоспектральных телевизионных и фотографических камер, использующих кремниевые телевизионные матрицы, требуется, как правило, обеспечение качественного изображения в спектральном диапазоне шириной более 300 нм.In addition, in optical instrumentation, when creating wide-spectrum television and photographic cameras using silicon television matrices, it is usually required to provide high-quality images in a spectral range with a width of more than 300 nm.
Для обеспечения требуемой для этих целей аберрационной хроматической коррекции необходимы не менее двух оптических материалов с разным ходом дисперсии, причем, хотя бы у одного из них должен быть особый ход дисперсии, как у дорогостоящих стекол ОК4 (особый крон) и ОФ6 (особый флинт). У известной жидкой среды обычный (не особый) ход дисперсии и для коррекции хроматической аберрации положения в широком диапазоне спектра в сочетании со стеклами с обычным ходом дисперсии она не пригодна.To provide the aberration chromatic correction required for these purposes, at least two optical materials with different dispersion paths are needed, and at least one of them must have a special dispersion path, like expensive OK4 (special crown) and OF6 (special flint) glasses. The known liquid medium has a normal (not special) dispersion course and is not suitable for correcting chromatic position aberration in a wide spectral range in combination with glasses with a normal dispersion course.
Это сужает область применения известной жидкой оптической среды.This narrows the scope of application of the known liquid optical medium.
Впервые идея создания жидких оптических сред с особым ходом дисперсии была предложена Агринским М.В. в 1986 году. В отличии от стекол с особым ходом дисперсии эти системы технологически и экономически более целесообразны, так как не требуют, как для стекол групп ОК и ОФ применения высоких температур при длительной варке стекла. Жидкие оптические среды с особым ходом дисперсии формируются за счет водородных и ковалентных связей.For the first time, the idea of creating liquid optical media with a special dispersion course was proposed by M.V. Agrinsky. in 1986. Unlike glasses with a special dispersion course, these systems are technologically and economically more feasible, since they do not require, as for glasses of the OK and OF groups, the use of high temperatures during long-term glass melting. Liquid optical media with a special dispersion pattern are formed due to hydrogen and covalent bonds.
Информация о создании жидких оптических сред (ЖОС) с особым ходом дисперсии была опубликована в Докладах Академии Наук СССР: ДАН СССР 1988 г. том 302 №1 стр. 95-98. Петровский Г.Т., Токарев А.А., Волынкин В.М., Агринский М.В. «Создание и применение жидких оптических сред с особым ходом дисперсии».Information on the creation of liquid optical media (LOM) with a special dispersion course was published in Reports of the USSR Academy of Sciences: DAN USSR 1988, volume 302 No. 1, pp. 95-98. Petrovsky G.T., Tokarev A.A., Volynkin V.M., Agrinsky M.V. “Creation and application of liquid optical media with a special dispersion course.”
Влияние водородных связей на особый ход дисперсии ЖОС рассмотрено в журнале физической химии (ЖФХ 1990, том 64 №6 стр. 1560-1568. Волынкин В.М., Петрова М.В., Петровский Г.Т., Толстой М.Н. «Влияние водородной связи в растворах сильных кислот на их дисперсионно-оптические свойства»).The influence of hydrogen bonds on the specific course of ZhOS dispersion is considered in the Journal of Physical Chemistry (ZhFKh 1990, volume 64 No. 6 pp. 1560-1568. Volynkin V.M., Petrova M.V., Petrovsky G.T., Tolstoy M.N. “The influence of hydrogen bonding in solutions of strong acids on their dispersive optical properties”).
Созданные в то время ЖОС с особым ходом дисперсии на основе водных растворов имеют низкий показатель преломления в районе 1,3-1,4 (Авторское свидетельство №283230 «Жидкая оптическая среда». Авторы: Агринский М.В., Волынкин В.М., Петровский Г.Т., Токарев А.А.). При разработке объективов используется большое количество стекол с высоким показателем преломления. Поэтому френелевское отражение от поверхностей линз приводит к снижению светопропускания объектива.The LOS created at that time with a special course of dispersion based on aqueous solutions have a low refractive index in the region of 1.3-1.4 (Author’s certificate No. 283230 “Liquid optical medium.” Authors: Agrinsky M.V., Volynkin V.M. , Petrovsky G.T., Tokarev A.A.). When developing lenses, a large number of glasses with a high refractive index are used. Therefore, Fresnel reflection from lens surfaces leads to a decrease in the light transmission of the lens.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Задача, которая решается в изобретении, направлена на создание жидкой среды с особым ходом дисперсии для минимизации хроматических аберраций и с показателем преломления более 1,515 с возможностью использования при низких температурах.The problem that is solved in the invention is aimed at creating a liquid medium with a special dispersion course to minimize chromatic aberrations and with a refractive index of more than 1.515 with the possibility of use at low temperatures.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, ЖОС содержит мета-бис (феноксифенокси) бензола дополнительно содержит пара-ксилол при следующем соотношении компонентов: мета-бис (феноксифенокси) бензол - 80 весовых частей, пара-ксилол - 20 весовых частей.The stated problem is solved, and the required technical result is achieved by the fact that the ZhOS contains meta-bis (phenoxyphenoxy) benzene additionally contains para-xylene in the following ratio of components: meta-bis (phenoxyphenoxy) benzene - 80 parts by weight, para-xylene - 20 parts by weight parts.
Показатели преломления при 20°С: ng 1,64467, nf 1,63106, ne 1,61773, nc 1,60604.Refractive indices at 20°C: n g 1.64467, n f 1.63106, n e 1.61773, n c 1.60604.
Таким образом, предложенный состав ЖОС позволяет решить поставленную техническую задачу - создание жидкой оптической среды с особым ходом дисперсии и обеспечить создание жидкой среды с показателем преломления более 1,515 с возможностью использования при низких температурах.Thus, the proposed composition of the LOS allows us to solve the technical problem - the creation of a liquid optical medium with a special dispersion course and ensure the creation of a liquid medium with a refractive index of more than 1.515 with the possibility of use at low temperatures.
Реализация изобретения.Implementation of the invention.
На предприятии, где проводились НИОКР, были изготовлены жидкие оптические среды в соответствии с изобретением.At the enterprise where the R&D was carried out, liquid optical media were manufactured in accordance with the invention.
Несколько слов о результате испытания заявленного изобретения.A few words about the result of testing the claimed invention.
Созданная опытным путем жидкая оптическая среда, содержит компоненты и их процентное соотношение в таком составе и количестве, что позволяет решить поставленные задачи:The experimentally created liquid optical medium contains components and their percentages in such a composition and quantity that it allows us to solve the tasks:
1. Создание жидкой среды с особым ходом дисперсии для минимизации хроматических аберраций;1. Creation of a liquid medium with a special dispersion course to minimize chromatic aberrations;
2. Увеличение показателя преломления более 1,515;2. Increase in refractive index more than 1.515;
3. Возможность использования жидких оптических сред при низких температурах.3. Possibility of using liquid optical media at low temperatures.
Таким образом, результат должен соответствовать цели, устранения недостатков прототипа, т.к. заявляемое изобретение обладало расширенными функциональными возможностями.Thus, the result must correspond to the goal of eliminating the shortcomings of the prototype, because The claimed invention had expanded functionality.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2804311C1 true RU2804311C1 (en) | 2023-09-27 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1525653A1 (en) * | 1988-05-23 | 1989-11-30 | Предприятие П/Я В-8450 | Speed photographic telephoto lens |
US5638215A (en) * | 1995-06-20 | 1997-06-10 | Panavision International, L.P. | Objective lens system |
US5731907A (en) * | 1994-11-18 | 1998-03-24 | Lockheed Missiles & Space Company, Inc. | Auxiliary lens with liquid element for correcting secondary color |
RU2535065C2 (en) * | 2012-07-25 | 2014-12-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и технологический институт оптического материаловедения Всероссийского научного центра "Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова" (ОАО "НИТИОМ ВНЦ "ГОИ им. С.И. Вавилова") | Immersion liquid |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1525653A1 (en) * | 1988-05-23 | 1989-11-30 | Предприятие П/Я В-8450 | Speed photographic telephoto lens |
US5731907A (en) * | 1994-11-18 | 1998-03-24 | Lockheed Missiles & Space Company, Inc. | Auxiliary lens with liquid element for correcting secondary color |
US5638215A (en) * | 1995-06-20 | 1997-06-10 | Panavision International, L.P. | Objective lens system |
RU2535065C2 (en) * | 2012-07-25 | 2014-12-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и технологический институт оптического материаловедения Всероссийского научного центра "Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова" (ОАО "НИТИОМ ВНЦ "ГОИ им. С.И. Вавилова") | Immersion liquid |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101416095B (en) | Materials and methods for producing lenses | |
US9644107B2 (en) | Achromatic optical-dispersion corrected gradient refractive index optical-element | |
Ristok et al. | Stitching-free 3D printing of millimeter-sized highly transparent spherical and aspherical optical components | |
Jiang et al. | Low f‐Number Diffraction‐Limited Pancharatnam–Berry Microlenses Enabled by Plasmonic Photopatterning of Liquid Crystal Polymers | |
JP2018533033A (en) | Optical component having beam deflection element, method for manufacturing the same, and beam deflection element suitable for the component | |
US7777964B2 (en) | Plastic rod lens, rod lens array, rod lens plate, image sensor and printer | |
Barton et al. | Fabrication of large-aperture lightweight diffractive lenses for use in space | |
US6590708B2 (en) | Lens system having diffracting surface and refracting surface and optical apparatus using the lens system | |
JP2007531060A5 (en) | ||
RU2804311C1 (en) | Liquid optical medium with special dispersion course | |
US9903984B1 (en) | Achromatic optical-dispersion corrected refractive-gradient index optical-element for imaging applications | |
JPH08313706A (en) | Microlens array integrated with light-shielding part and its production | |
CN113383257B (en) | Athermal laser optics made of plastic | |
JP4822113B2 (en) | Optical deflection method and optical deflection apparatus | |
Burmeister et al. | High numerical aperture hybrid optics for two-photon polymerization | |
JP2005077759A (en) | Semiconductor laser light source device | |
RU2794721C1 (en) | Liquid optical medium | |
Cai et al. | Optically anisotropic, electrically tunable microlens arrays formed via single-step photopolymerization-induced phase separation in polymer/liquid-crystal composite materials | |
WO2019082417A1 (en) | Optical element, optical system, optical device, and method for manufacturing optical element | |
Buczynski et al. | Large elliptical nanostructured gradient-index microlens | |
Schmidt | Compound optical arrays and polymer tapered gradient index lenses | |
JP3680672B2 (en) | Optical member, optical module and information recording / reproducing apparatus using the same | |
Chiromawa et al. | Design and Fabrication of PMMA/SiO2 Micro Array Of Binary Fresnel lenses by Electron Beam Lithography | |
Uozu et al. | Improvement of Chromatic Aberration of the Plastic Rod‐Lens Array, 2 | |
Teipen et al. | Modulation transfer function measurements of microjetted microlenses |