[发明专利]高折射高色散光学玻璃

说明书

技术领域

本发明涉及一种高折射高色散的镧火石玻璃，其折射率范围为1.73-1.88，阿贝数范围为25-32。

背景技术

折射率范围为1.73-1.88、阿贝数范围为25-32的玻璃属于高折射高色散玻璃，这种材料在现代光学设计中应用比较广泛。与一般的低折射光学玻璃相比，高折射率光学玻璃可以缩短镜头的成像距离，使得卡片相机、单反相机、监控镜头、车载摄像镜头等成像设备在保证较大的数值孔径的同时，可以减小成像设备的体积。另外，高色散光学玻璃和低色散光学玻璃耦合使用，可以解决色差、相差等对成像不利因素，提升成像质量。同时，一种光学玻璃是否优良还需要考虑λ80（即玻璃透过率达到80%时对应的波长）、化学稳定性、耐失透性能、工艺性能以及成本等因素。

光学玻璃λ80指标主要是考量光学玻璃在蓝色光线波段，即380-450nm波长范围的透过率，对于一般的光学设计而言，λ80数值越低，代表蓝色波段透过率越高；λ80的数值越高，代表蓝色波段的透过率越低。在光学设计中，如果材料在紫蓝色波段的透过率不足，那么成像元件，如CCD、COMS等接收的紫蓝色光线较其他波长光线要少，这样得到的照片色彩就会发生失真。尤其是对于多镜片光学系统，如单反相机，其光路由10余片镜片构成，如果每片镜片的λ80过高，那么最后能达到成像元件的紫蓝色波段光线相对于其他波段要少很多，这样会造成拍摄的照片色彩失真，所以多镜片光学系统对于的要求就更高。

一般来讲，高折射光学玻璃为了达到较高的折射率，其组分中的SiO₂、B₂O₃等网络形成体比较少，并加入了较多的TiO₂、WO₃、Nb₂O₅等高折射氧化物。这些高折射氧化物的加入会吸收紫蓝色波段的光线，使得玻璃λ80上升。所以，在光学玻璃领域，如何获得较高折射率的同时又能获得较低的λ80是一个持续研究的课题。对于此类玻璃，λ80除了受玻璃本身的组分影响以外，还受熔炼工艺的影响较大。一般来说，较低的熔炼温度能够获取较好的λ80，尤其是对于含钛的玻璃来说，其λ80受工艺的影响更大。这就要求玻璃设计者在设计玻璃组分时要考虑到玻璃工艺的问题，即要降低玻璃的液相温度，使之能够在较低 的温度下进行熔炼。

从光学加工的角度来看，高折射率光学玻璃的耐失透性也是衡量一种光学玻璃的重要指标。光学镜片的加工分为冷加工和热压型两种。冷加工是指用工具将玻璃加工成所需要的毛坯，然后进行研磨、抛光等。热压型是指把玻璃切割成块状毛坯，然后放入模具中加热，待玻璃软化后压制成所需要的形状。如果使用精密模具压型，压制出的玻璃甚至可以不经过研磨、抛光等工序，直接可以装机使用。所以，和冷加工相比，热压型工艺制造光学镜片具有原料浪费少、效率高、成本低、对环境污染少等优点。但对于高折射光学玻璃来说，由于其网络形成体含量较低，在热压型工艺中容易析晶，造成良品率下降。