光学玻璃及光学元件制造技术

本发明专利技术提供一种折射率为1.66-1.73、阿贝数为48-53并适合精密模压成型的光学玻璃及光学元件。光学玻璃，其重量百分比组成包括：SiO26-16%、B2O322-40%、La2O310-24%、ZnO20-30%、Nb2O51-5%、ZrO21-4%、CaO6-16%，不含有Ta2O5、Li2O和Ga2O3。本发明专利技术通过合理安排各组分的含量，使本发明专利技术的光学玻璃的Tg温度在560℃-610℃，密度低于3.85g/cm3；λ80小于375nm，同时不含有Ta2O5、Ga2O3等贵重原料。本发明专利技术的光学玻璃适用于非球面精密模压压型。

【技术实现步骤摘要】
光学玻璃及光学元件
本专利技术涉及一种光学玻璃，特别是涉及一种折射率为1.66-1.73、阿贝数为48-53的光学玻璃及光学元件。
技术介绍
近年来，随着光学玻璃非球面技术的迅猛发展，使光学成像系统的小型化、轻量化成为可能。同时非球面镜片可以消除光学系统的球差与像差，获得较为优秀的成像质量。目前制作非球面镜片的主要方法是在普通模具中将光学玻璃软化，压制为预制件，然后再将预制件放入具有高精度表面的模具中再次加热，压制为非球面镜片。非球面模具的表面精度非常高，压制出的成品表面质量也非常好，直接可以装机使用。这种制作方式的优势在于减少了后续的加工、研磨等工序，不但可以节约成本，同时可以降低后续工序中使用的研磨液、研磨粉、粘合剂等有害物质的排放。非球面精密压型模具由于在高温下使用，其精密表面容易在空气中氧化而失去精密度，并且温度越高，氧化速度越快。精密压型模具制造成本比较昂贵，过短的模具寿命将大幅度提高非球面镜片的制造成本。这样就要求用于制造非球面镜片的光学玻璃具有较低的转变温度（以下称Tg温度），从生产实际来看，如果玻璃的Tg温度低于610℃,那么模具寿命将大幅度延长。所以，Tg温度低于610℃的光学玻璃对于非球面压型技术来说是非常重要的。目前主流的镜头（如单反相机镜头）通常由十几枚光学玻璃镜片组成。如果每一块光学玻璃镜片的透过率都不高，那么光线通过十几枚镜片后投射到感光元件的光通量将会大幅度降低，从而影响成像质量。所以，现代光学设计技术要求光学玻璃具备较高透过率的特性。衡量光学玻璃透过率的一个重要指标为着色度。着色度采用λ80/λ5表示。即样品厚度为10mm±0.1mm，λ80是玻璃透射比达到80%时对应的波长，λ5是玻璃透射比达到5%时对应的波长。对于一般成像设备而言，λ80的数值越低越好。CN99812067.7公开了一种光学玻璃，其组分中含有Ta2O5,此种氧化物虽然能改善玻璃的抗析晶性能，但其价格特别昂贵，同时，其组分中还含有2.5-8%的Li2O,Li2O加入玻璃可以降低Tg温度，但同时也使得玻璃抗析晶性能下降。CN102674686A公开了一种光学玻璃，其组分中含有21-25%的SiO2、8-14%的B2O3、2-5%的TiO2。SiO2含量较高、B2O3含量较低会升高熔炼温度，尤其是组分中含有TiO2的情况下，光学玻璃的着色度会升高。CN99105396.6公开了一种光学玻璃，其组分中含有29-43.5%的B2O3、27-40%的La2O3、3.5-10%的ZnO、0.1-3.5%的TiO2，以及5-9%的ZrO2。B2O3的含量较高，其对玻璃的折射率和色散贡献将会降低，玻璃要达到较高的折射率势必需要加入较多的La2O3等高折射氧化物，这样就会增加成本。另外，ZnO的含量较低不利于降低玻璃的Tg温度。尤其是组分中含有较多难融的ZrO2，会提高玻璃的溶解温度，同时在TiO2加入的情况下，会引起玻璃着色度的恶化。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种折射率为1.66-1.73、阿贝数为48-53并适合精密模压成型的光学玻璃及光学元件。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：光学玻璃，其重量百分比组成包括：SiO26-16%、B2O322-40%、La2O310-24%、ZnO20-30%、Nb2O51-5%、ZrO21-4%、CaO6-16%,不含有Ta2O5、Li2O和Ga2O3。进一步的,还含有BaO0-10%、SrO0-6%、Sb2O30-0.1%。进一步的,其重量百分比组成为：SiO26-16%、B2O322-40%、La2O310-24%、ZnO20-30%、Nb2O51-5%、ZrO21-4%、CaO6-16%、BaO0-10%、SrO0-6%、Sb2O30-0.1%。进一步的，其中，SiO27-11%和/或B2O326-38%和/或La2O312-22%和/或ZnO22-28%和/或Nb2O52-4%和/或ZrO21.5-3.5%和/或CaO8-12%。进一步的，所述玻璃转变温度为560℃-610℃。进一步的，所述玻璃λ80小于375nm。进一步的，所述玻璃折射率为1.66-1.73，阿贝数为48-53。进一步的，所述玻璃的密度小于3.85g/cm3。采用上述的光学玻璃制成的玻璃预制件。采用上述的光学玻璃制成的光学元件。本专利技术的有益效果是：通过合理安排各组分的含量，使本专利技术的光学玻璃的Tg温度在560℃-610℃，密度低于3.85g/cm3；λ80小于375nm，同时不含有Ta2O5、Ga2O3等贵重原料。本专利技术的光学玻璃适用于非球面精密模压压型。具体实施方式下面将描述本专利技术光学玻璃的各个组分，除非另有说明，各个组分的含量是用重量%表示。B2O3是一种网络形成体，在玻璃中起骨架作用，在本专利技术中如果B2O3的含量低于22%，那么玻璃的化学稳定性和着色度会降低；如果其含量高于40%，那么玻璃将达不到本专利技术所要求的折射率与色散。所以，本专利技术中的B2O3含量限定为22-40%，优选为26-38%。SiO2也是一种网络形成体，当SiO2加入硼酸盐玻璃中时，可以提升玻璃的高温粘度，有利于玻璃成型，容易得到无条纹的玻璃。另外，SiO2还可以提高玻璃的化学稳定性。在本专利技术中，如果其含量低于6%，那么其提升高温粘度以及化学稳定性的效果不明显；如果其含量高于16%，那么将显著提升玻璃的溶解温度，同时会提升玻璃的Tg温度。因此，SiO2含量限定为6-16%，优选为7-11%。ZnO可以调节玻璃的折射率和阿贝数，并可以降低玻璃的Tg温度。另外，ZnO大量加入玻璃中可以显著提高玻璃的折射率与色散，可以替代部分稀土氧化物。在本专利技术中，当ZnO的含量低于20%时，对降低Tg温度的效果不明显；但当其含量超过30%，将降低玻璃的化学稳定性和抗析晶性能。因此，ZnO含量限定为20-30%，优选为22-28%。La2O3是一种稀土金属氧化物，其具有较高的折射率和较低的色散，添加到玻璃中可以显著提高玻璃的折射率和阿贝数。在本专利技术中其含量限定为10-24%。含量过高或者过低都不能使玻璃达到设计要求，其含量优选为12-22%。Nb2O5是一种高折射高色散的金属氧化物，主要用于调节玻璃的折射率和阿贝数。在本专利技术中其含量限定为1-5%。含量过高或者过低都不能使玻璃达到设计要求，其含量优选为2-4%。ZrO2可以提高玻璃的化学稳定性，同时也可调节玻璃的折射率与色散。在本专利技术中，如果其含量低于1%，提高化学稳定性的效果不明显；如果其含量高于4%，将显著提高玻璃的溶解温度。因此，其含量限定为1-4%，优选为1.5-3.5%。本专利技术中的CaO、BaO以及SrO都属于碱土金属氧化物，添加到玻璃中起调节玻璃光学常数以及平衡组分使用。CaO是本专利技术必须添加的氧化物，在本专利技术中其含量如果低于6%，达不到专利技术所述效果；如果高于16%，会引起玻璃耐失透性能的恶化。因此，其含量限定为6-16%，优选为8-12%。SrO在本专利技术中的含量限定为0-4%，优选为不添加。BaO在本专利技术中的含量限定为0-10%，如果添加量超过10%，那么玻璃密度会显著增加。优选不添加。Sb2O3是一种澄清剂，添加到玻璃中使气泡消除变得更加容易。在本专利技术中其含量本文档来自技高网...

【技术保护点】
光学玻璃，其特征在于,其重量百分比组成包括：SiO26‑16%、B2O322‑40%、La2O310‑24%、ZnO20‑30%、Nb2O51‑5%、ZrO21‑4%、CaO6‑16%,不含有Ta2O5、Li2O和Ga2O3。

【技术特征摘要】
1.光学玻璃，其特征在于,其重量百分比组成包括：SiO26-16％、B2O322-40％、La2O310-24％、ZnO22-30％、Nb2O51-5％、ZrO21-4％、CaO6-16％,不含有Ta2O5、Li2O和Ga2O3。2.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于,还含有BaO0-10％、SrO0-6％、Sb2O30-0.1％。3.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于,其重量百分比组成为：SiO26-16％、B2O322-40％、La2O310-24％、ZnO20-30％、Nb2O51-5％、ZrO21-4％、CaO6-16％、BaO0-10％、SrO0-6％、Sb2O30-0.1％。4.如权利要求1、2、3任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其中，SiO27-11％和/或B...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛露路，匡波，
申请(专利权)人：成都光明光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51