[发明专利]用于光纤传像元件的高折射率纤芯玻璃及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于光纤传像元件的高折射率纤芯玻璃及其制备方法，该高折射率纤芯玻璃由以下摩尔百分含量配比的组份组成：SiO₂ 20‑25、B₂O₃ 19‑27、CaO 0.5‑5、SrO 1‑5、BaO 15‑25、TiO₂ 10‑15、La₂O₃ 5‑15、Gd₂O₃ 7.1‑10、Nb₂O₅ 1‑5。本发明的一种用于光纤传像元件的高折射率纤芯玻璃具有高折射率；n_D可达到1.79‑1.82；热膨胀系数(89±4)×10^‑7/℃；具有良好的透过率；具有良好的化学稳定性；具有与皮层玻璃材料相匹配的高温粘度特性。本发明的高折射率玻璃可用于制备光纤传像元件的芯料玻璃。

技术领域

本发明涉及光纤传像元件原料技术及玻璃材料领域，特别是涉及一种用于光纤传像元件的高折射率纤芯玻璃及其制备方法。

背景技术

光纤传像元件包括光学纤维面板、光纤倒像器、光纤光锥、光纤传像束等，是一种性能优异的光电成像器件，其采用独特的皮料、芯料和吸收料配方，利用真空控制和棒管结合拉制工艺生产，使产品气密性好、畸变小、斑点少，具有结构简单，体积小，重量轻，数值孔径大，传光效率高，级间耦合损失小，耦合效率高，分辨率高，传像清晰、真实，在光学上具有零厚度，能改善边缘像质等特点。光纤传像元件是由数千万根平行排列的光学纤维，经热熔压形成的高分辨力图像传像元件，是像增强器、高清晰显示用的关键材料，广泛地应用于军事、刑侦、航天、医疗等领域的各种阴极射线管、摄像管、Charge Coupled Device电荷耦合器CCD、微光夜视、医疗器械显示屏以及高清晰度电视成像和其他需要传送图像的仪器和设备中，是当今世纪光电子行业的高科技尖端产品。

光纤传像元件最典型的应用是作为微光像增强器的光学输入、输出窗口，对提高成像器件的品质起着重要的作用。在我国，光纤传像元件由于大部分工艺需要依靠手工操作，被认为是劳动密集型、资金密集型的产品，而发达国家劳动力成本较高，原材料加工昂贵，导致生产成本是国内同类产品的几倍，产品价格高，利润低，而光纤传像元件制备过程中的纤芯料由于要使用高折射率的玻璃料，并且近年来随着国际上环保观念的逐渐深入，一些对环境严重危害的重金属元素氧化物如As₂O₃、Sb₂O₃、PbO、CdO等逐渐被禁止使用，现有技术中还缺少一种不含有上述重金属元素，且热膨胀系数相匹配皮层玻璃的纤芯玻璃。

发明内容

本发明的目的是提供一种不含有重金属元素氧化物，且具有合适的热膨胀系数的用于光纤传像元件的高折射率纤芯玻璃，以及该玻璃的应用。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种用于光纤传像元件的高折射率纤芯玻璃的组合物，由以下摩尔百分含量的组分组成：

本发明还提供了一种优选的技术方案，一种用于光纤传像元件的高折射率纤芯玻璃材料，由以下摩尔百分含量的组分组成：

本发明还提供了一种更优选的技术方案，一种用于光纤传像元件的高折射率纤芯玻璃的组合物，由以下摩尔百分含量的组分组成：

本发明又提供使用所述的组合物制备高折射率纤芯玻璃的方法，包括以下步骤：

(1)将原料石英砂、硼酸或硼酐、碳酸钙、碳酸锶、硝酸钡、二氧化钛、氧化镧、氧化钆和氧化铌按照配料要求放入铂金坩埚中；

(2)在第一温度下熔融，玻璃熔制过程中进行2-3次的搅拌，再降温至第二温度下澄清；