Оптическое стекло

Реферат

 

Использование: для изготовления монолитных оптических деталей и оптических волокон. Сущность изобретения: оптическое стекло содержит, мол.%: фторид алюминия 32-35,15 БФ AlF3; фторид иттрия 2,5-11,4 БФ YF3 ; фторид бария 2,5-11,4 БФ BaF2 ; фторид кальция 13,9-21,7 БФ CaF2 ; фторид стронция 13,9-21,7 БФ SrF2 ; фторид магния 10,5-12,5 БФ MgF2 ; фосфит бария 1-8 БФ Ba(PO3)2 ; оксид европия 0,1-0,5 БФ Eu2O3 ; оксид церия 0,25-1 БФ CeO2 . Максимальный объем образцов стекол без кристаллических включений 90-370 см3 . 1 табл.

Изобретение относится к разработке стекол, предназначенных для изготовления оптических деталей, обладающих пониженной преломляющей способностью, прозрачных в широком диапазоне длин волн (250-5000 нм), сохраняющих высокую прозрачность в видимой и инфракрасной области спектра при воздействии высоких (до 107Р) доз ионизирующего излучения. Данные стекла могут быть использованы для изготовления монолитных оптических деталей и оптических волокон.

Известно фторалюминатное стекло, активированное ионами европия следующего состава, мол. [1] MgF2 12,9-16,6 CaF2 0,54-8,02 SrF2 12,9-16,2 BaF 12,0-16,4 YF3 14,6-18,7 AlF3 32,7-34,8 EuF3 0,215-4,55 Это стекло обладает низким значением показателя преломления (1,431-1,432), высокой радиационно-оптической устойчивостью к воздействию ионизирующего излучения до 107-108 рад, прозрачностью в видимой и ИК областях спектра.

Недостатком фторалюминатных стекол является их низкая кристаллизационная устойчивость по сравнению с фторфосфатными, что сильно усложняет технологию получения стекла.

Наиболее близким к предлагаемому стеклу по химическому составу и свойствам является стекло следующего состава, мол. CaF2 20-28; SrF222-28; AlF3 30-40; MgO 8-12; Ba(PO3)2 6-12 [2] Данное стекло обладает повышенной прозрачностью в УФ-области и пониженной преломляющей способностью.

Недостатком этого стекла является невысокая радиационно-оптическая устойчивость.

Описываемое стекло имеет следующий состав, мас. AlF3 32,00-35,15 YF3 2,5-11,4 BaF2 2,5-11,4 CaF2 13,9-21,7 MgF2 10,5-12,5 SrF2 13,9-21,7 Ba(PO3)2 1,0-8,0 CeO2 0,25-1,0 Eu2O3 0,1-0,5 Данные стекла, содержащие свыше 92 мол. фторидов отличаются тем, что под действием ионизирующего излучения в них возникают центры окраски как электронной, так и дырочной природы. Таким образом, если для повышения РОУ фторалюминатных стекол используется акцептор электронов Eu3+, а для фосфатных и фторфосфатных акцептор дырок Се3+, то для повышения радиационной устойчивости стекол, содержащих свыше 92 мол. фторидов, следует вводить одновременно ионы Се3+ и Еu3+.

Синтез стекол производился из промышленных реактивов марки ОСЧ в атмосфере осушенных газов аргона и кислорода в стеклоуглеродных тиглях СУ-2000 при t 900-950оС в течение 60 мин. Для варки применялись печи с карборундовыми нагревателями. Отжиг стекол производился в муфельной печи при t 410-430оС. В результате были получены образцы стекол объемом до 350 см3, не содержащие кристаллических включений и обладающие высоким оптическим качеством.

Из дисков изготовляли пластины, которые были отполированы с двух сторон, толщиной 0,1-1 см. Пластины были подвергнуты облучению на источнике Со60 мощность дозы 500 Р/с.

Конкретные составы стекол и их свойства приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемое фторфосфатное стекло является радиационно-оптически устойчивым материалом, сохраняет прозрачность в видимой и ИК области спектра после воздействия высоких до 107Р для ионизирующего излучения. Повышенная кристаллизационная устойчивость стекол обеспечивает возможность изготовления оптических деталей из материала, обладающего низкими преломляющими и дисперсионными свойствами. Полученное стекло имеет низкие значения нелинейного показателя преломления и хроматических аберраций. Приведенные свойства предлагаемых стекол позволяет найти оптимальные решения ряда технических задач при конструировании оптических систем.

Формула изобретения

ОПТИЧЕСКОЕ СТЕКЛО, включающее AlF3, CaF2, SrF2 и Ba(PO3)2, отличающееся тем, что, с целью повышения радиационно-оптической устойчивости, оно дополнительно содержит MgF2, YF3, BaF2, Eu2O3 и CeO2 при следующем соотношении компонентов, мас.

AlF3 32,00 35,15 CaF2 13,9 21,7 SrF2 13,9 21,7 Ba(PO3)2 1,0 8,0 MgF2 10,5 12,5 YF3 2,5 11,4 BaF2 2,5 11,4 Eu2O3 0,1 0,5 CeO2 0,25 1,0

РИСУНКИ

Рисунок 1