[发明专利]一种光学玻璃元件及其制备方法

说明书

一种光学玻璃元件及其制备方法，包括以下步骤：制备具有与光学玻璃元件的期望截面形状基本相似的截面形状的母玻璃，并在加热到预定温度时拉制所述母玻璃，使得所述母玻璃具有105‑109泊的粘度；在加热到预定温度时拉制所述母玻璃，使得所述母玻璃具有108至109泊的粘度；光学玻璃元件由BK7制成，并且所述预定温度为660至860℃；所述母玻璃的截面积是待获得的光学玻璃元件的截面积的5‑150倍；所述光学玻璃元件包括棱镜。

技术领域

本发明涉及玻璃加工设备领域，具体是一种光学玻璃元件及其制备方法。

背景技术

精密光学仪器中用于偏转光线的光学玻璃元件的例子是一个小棱镜。棱镜是具有两个或更多个光学表面的透明体，其中至少一对表面彼此不平行或甚至近似平行，并且由光学各向同性材料如玻璃制成。这种棱镜被分类为通过反射使光偏转的竖直棱镜和通过光学色散将光分成单色光的五边形棱镜。基本的光谱棱镜是三角形棱镜的形状。精密光学仪器中用于偏转光线的光学玻璃元件的例子是一个小棱镜。棱镜是具有两个或更多个光学表面的透明体，其中至少一对表面彼此不平行或甚至近似平行，并且由光学各向同性材料如玻璃制成。这种棱镜被分类为通过反射使光偏转的竖直棱镜和通过光学色散将光分成单色光的五边形棱镜。基本的光谱棱镜是三角形棱镜的形状。然而，精密光学仪器中用于偏转光线的光学玻璃元件的例子是一个小棱镜。棱镜是具有两个或更多个光学表面的透明体，其中至少一对表面彼此不平行或甚至近似平行，并且由光学各向同性材料如玻璃制成。这种棱镜被分类为通过反射使光偏转的竖直棱镜和通过光学色散将光分成单色光的五边形棱镜。基本的光谱棱镜是三角形棱镜的形状。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足而提供一种光学玻璃元件及其制备方法，在确保光学玻璃元件截面形状的相似性的同时，可以提高光学玻璃元件表面的平坦度和光滑度。

本发明的技术方案是：包括以下步骤：制备具有与光学玻璃元件的期望截面形状基本相似的截面形状的母玻璃，并在加热到预定温度时拉制所述母玻璃，使得所述母玻璃具有105-109泊的粘度；在加热到预定温度时拉制所述母玻璃，使得所述母玻璃具有108至109泊的粘度；光学玻璃元件由BK7制成，并且所述预定温度为660至860℃；所述母玻璃的截面积是待获得的光学玻璃元件的截面积的5-150倍；所述光学玻璃元件包括棱镜。

所述母玻璃是通过以进给速度V0将其下端部分引入加热炉，并以拉伸速度V1向下拉加热到所述预定温度的所述下端部分而拉制的，其中，所述拉伸速度V1相对于所述进给速度V0被设置以便获得25至22500的拉伸速度比V1/V0。

所述拉制速度V1和所述进给速度V0的所述拉制速度比V1/V0在100-10000的范围内。

一种由制造光学玻璃元件的方法制造的光学玻璃元件，制备具有与所述光学玻璃元件的期望截面形状基本相似的截面形状的母玻璃，并在加热到预定温度时拉制所述母玻璃，使得所述母玻璃具有105-109泊的粘度。

本发明的有益效果在于：在确保光学玻璃元件t的截面形状的相似性的同时，可以提高光学玻璃元件表面的平坦度和光滑度。对于母玻璃，可以进行涉及很少步骤的连续生产，以及使用该方法制造的光学玻璃元件。

附图说明

图1是用于实现制造光学玻璃元件的方法的制造设备的结构的示意图。

具体实施方式

图1中，本发明是用于制造棱镜的制造设备8，即光学玻璃元件，具有上级11和中级15的支架13。下面描述的圆柱形加热炉2设置在上级11的一端的延伸部分上。在与加热炉2相对的位置上，在上级11上竖立T形支撑柱35，在靠近支撑柱7的上级11上安装电动机10。金属丝6绕着电机10的驱动轴上的滑轮12、上级11上的滑轮9和支撑柱7顶部的滑轮5通过，金属丝6的一端固定在具有预定截面形状的母玻璃1的上端。母玻璃1的下端插入加热炉2。电机10的驱动轴的转速由图中未示出的控制器控制，并且由此控制进入加热炉34的母玻璃1的进给速度V0。在机架13的中间级15上设置有电机14。一对拉制辊4抓住并拉制悬挂在母玻璃1上的拉制玻璃，该拉制辊4与马达14的驱动轴相连。电机14的驱动轴的转速由上述控制器控制，并由此控制拉丝辊4的转速，从而控制母玻璃1的拉丝速度V1。根据上述结构，母玻璃1以预定的进给速度V0送入加热炉2，并以预定的拉制速度V1拉制。然后将得到的拉制玻璃切割成期望的长度，从而获得具有所需截面形状的棱镜。上述研磨后的母玻璃41的截面积是所要获得的棱镜的截面积的5～150倍，优选10～100倍。如果在此范围内进行热拉拔，则获得具有光滑表面和良好尺寸精度的棱镜。如果母玻璃1的截面积小于要获得的棱镜的截面积的5倍，则母玻璃1的表面粗糙度保持在棱镜的表面上，而如果母玻璃1的截面积大于要获得棱镜的截面面积，然后在热拉伸过程中发生断裂。母玻璃1的截面积的放大倍数相对于要获得的棱镜的截面积的倒数是棱镜的截面积相对于母玻璃1的截面积的减小系数。在下面描述的示例中，将根据该截面面积减少因子来描述热拉拔条件。根据上述实施例的制造方法，可以从母玻璃1形成具有与母玻璃1的截面形状基本相似的期望截面形状的棱镜。根据该制造方法，棱镜表面被制成火光抛光表面，从而提高了平滑度，改善了表示棱镜表面变形或变形的程度的平面度，特别是在拉伸方向上和截面上。棱镜的形状被制成与母玻璃1的截面形状基本相似，因此角形部分可以被制成尖锐的。此外，对于棱镜而言，棱镜表面的平坦度(与假想的平坦表面的偏移的最大值)只需要不大于要被棱镜反射或分割的光的波长λ，则不需要抛光，因此批量生产低成本成为可能；即使为了进一步改善棱镜的棱镜表面的平坦度而进行平直度校正抛光，因为拉制玻璃的棱镜表面的平坦度是如上所述的λ级，所以只需要少量抛光。此外，关于热拉拔，连续生产涉及几个步骤是可能的，这有利于以低成本大量生产光学玻璃元件产品。