專利名稱：光學(xué)玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合制成不同厚薄、平板狀的基板的玻璃，而于基板上鍍上合適材料的薄膜，以作為干涉濾光片的應(yīng)用。更特別的是，本發(fā)明的相關(guān)玻璃組成，可依據(jù)不同鍍膜的熱膨脹系數(shù)要求來設(shè)計，調(diào)整玻璃成份組成的比例，而使之具有所需要的熱膨脹系數(shù)且同時達到高熱膨脹系數(shù)的掌控。如此可制得光波波長頻帶不因環(huán)境溫度及應(yīng)力變化而移動其波長頻帶的干涉濾光片。
于高密度波峰復(fù)用器(DWDM)的傳遞可將電話的音頻、電視的視頻及計算機網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字信號等轉(zhuǎn)換成光信號，而分別由不同的波長來傳輸。最后再轉(zhuǎn)換回原來的音訊，視訊及數(shù)字信號。典型的高密度波峰復(fù)用器(DWDM)的構(gòu)成，是由雷射產(chǎn)生一個光信號，其具有近紅外波長光譜的頻帶，中心波長約在1500nm，經(jīng)過干涉濾光片，能產(chǎn)生波長寬0.2nm，波間距0.8nm的光學(xué)信號頻道的載體。相當(dāng)于射頻(RadioFrequency)，波長寬25GHz，波間距100GHz。以一實例來說明，高密度波峰復(fù)用器(DWDM)通常使用的光學(xué)載體頻道，其波長頻寬為0.2nm，波間距0.8nm，如1498.4nm，1499.2nm，1500.0nm，1500.8nm，1501.6nm等。此不同的光學(xué)載體頻道，以光的型態(tài)多路復(fù)用(multiplexing)，可以同時在一條光纖中傳遞。其光的多路復(fù)用(multiplexing)是藉由共振腔濾鏡(resonant cavity filter)，此描述可由美國專利US5,953,134得之。其是由多個干涉濾光片(interference filter)所組合，各個干涉濾光片只能透過單一特定波長，而反射其它波長。而在光纖的另一端接收處，可利用其濾波構(gòu)造，建構(gòu)另一分波(de-multiplexing)用途。所以在接收端，可分別接受各個不同的信號，并各自轉(zhuǎn)換復(fù)原為音頻、視頻、數(shù)字信號等。
由上所述干涉濾光片于高密度波峰復(fù)用器的應(yīng)用，對于各個中心波長，波長寬，波距等要求很嚴(yán)格，尤其是在很窄的波寬及很小的波距的應(yīng)用下的穩(wěn)定性，不能因為周圍環(huán)境(如溫度，濕度)的改變而有所影響。否則在傳輸過程中，光學(xué)載體頻道間會相互混合而干擾，而降低信號對噪聲比(S/N)，甚至整個信號會遺失掉。所以在高密度波峰復(fù)用器(DWDM)中所采用的光學(xué)干涉濾光片其制造所使用的玻璃，在特殊特性要求下與目前市場上現(xiàn)有的玻璃成份組成有所不同，理由如后。
傳統(tǒng)玻璃在廣義的分類上分成軟質(zhì)(soft)，及硬質(zhì)(hard)；軟質(zhì)玻璃典型具有熱膨脹系數(shù)大于60×10-7/℃，而硬質(zhì)玻璃典型具有熱膨脹系數(shù)小于60×10-7/℃，軟質(zhì)玻璃通常有較低的楊氏模量(Young′s modulus)，且玻璃表面很容易在高溫，高濕度，或含有侵蝕性氣體的環(huán)境下產(chǎn)生變質(zhì)。然而高密度波峰復(fù)用器組件中光學(xué)干涉濾光片，因?qū)⒔殡娢镔|(zhì)鍍膜于玻璃基板上，故其玻璃材料的選擇，是要使得玻璃鍍膜后其光學(xué)干涉濾光片具有波長特性的穩(wěn)定性，也就是玻璃要有高楊氏模量，高膨脹系數(shù)以搭配鍍膜，使組件尺寸穩(wěn)定。也就是玻璃要有所謂″硬質(zhì)″玻璃的特性外還要有比″硬質(zhì)″玻璃還高的膨脹系數(shù)。
此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用于高密度波峰復(fù)用器的組件光學(xué)干涉濾光片中所使用的玻璃基板，其熱膨脹系數(shù)要較精確的配合鍍于玻璃基板上的介電層材料特性的設(shè)計，如此所制作出的光學(xué)干涉濾光片，才會具有濾出波的特性，如中心波長，波寬及波距等，對環(huán)境的熱穩(wěn)定性。其通常所使用的介電層鍍膜材料，包含二氧化鈦(Titanium dioxide)，五氧化二鉭(Tantalum oxide)，五氧化二鈮(Niobium oxide)，二氧化硅(Siliconoxide)，三氧化二鋁(Aluminum trioxide)，以及其它物質(zhì)?？梢源_信的是，此鍍膜層所使用的玻璃基板，具有較高的熱膨脹系數(shù)，使得所制作出的光學(xué)干涉濾光片具有穩(wěn)定的波長特性，于鍍膜過程中較高膨脹系數(shù)的玻璃會使得鍍于其上的金屬氧化物的介電層于鍍膜機內(nèi)由超過200℃溫度，至鍍膜完成后，降至室溫時，在鍍膜層上產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。市面上已被認(rèn)同用于高密度波峰復(fù)用器的光學(xué)干涉濾光片中所使用的玻璃基板具有此特性，已被揭露于歐洲專利，專利號碼EP1081512，發(fā)明者NAOYURI，此專利訴求，重點于光學(xué)干涉濾光片中所使用的玻璃，具有能用于濾波鏡而不使折射率因溫度變化而產(chǎn)生明顯的變化。其玻璃的熱膨脹系數(shù)含蓋范圍從90×10-7/℃到120×10-7/℃(于-20℃到70℃)，其玻璃的楊氏模量(Young′s modulus)大于75GPa，維氏硬度(vickers hardness)大于550，且于波長范圍從950nm到1600nm有著高透光性，即玻璃板于10mm厚度，有著90％以上的高透光性。所以本發(fā)明構(gòu)想是提供具有改進玻璃成份組成，而特別適合于高密度波峰復(fù)用器組件干涉濾光片中所使用的玻璃。
濾光片要具有對惡劣環(huán)境的忍受能力，即所謂的耐環(huán)境測試或耐候性。本發(fā)明以增加玻璃基板的所謂耐環(huán)境測試，即在溫度70℃，相對濕度85％測試條件下，由目視觀察下，玻璃表面不會產(chǎn)生明顯的作用及被破壞。所以本發(fā)明的玻璃組成具有優(yōu)良的耐環(huán)境測試能力。對于濾光片要具有高強度及高楊氏模量，本發(fā)明的玻璃組成的楊氏模量大于85GPa。對于濾光片在其應(yīng)用波長帶從1300nm到1600nm要具有高光波透過率，所以本發(fā)明的玻璃組成其光透過率于1300nm到1600nm的波長范圍，玻璃厚度8mm時，大于91％。
本發(fā)明的目的是提供具有相當(dāng)高的熱膨脹系數(shù)的玻璃成份組成。
本發(fā)明的另外目的是提供具有相當(dāng)高的熱膨脹系數(shù)外，還要具有相當(dāng)高的楊氏模量的玻璃成份組成。
本發(fā)明的另外目的是提供具有高熱膨脹系數(shù)高楊氏模量外，還具有高透光率的玻璃成份組成。
本發(fā)明的另外目的是所提供的玻璃成份組成可應(yīng)用在玻璃上鍍膜形成所謂的光學(xué)干涉濾光片，此濾光片在所選擇的波長區(qū)域有著波長位置穩(wěn)定且高透過率特性。
本發(fā)明的另外目的是所提供的玻璃成份組成具有相當(dāng)高的熱膨脹系數(shù)，此熱膨脹系數(shù)值的要求預(yù)估，可預(yù)先設(shè)計改變其成份組成，及組成百分比含量以達目的。
本發(fā)明的另外目的是所提供的玻璃成份組成具有適合用于制造光學(xué)干涉濾光片所用的玻璃基板，以使得此光學(xué)干涉濾波鏡對于某特定波長的中心波長定位具有穩(wěn)定性及高透光性。
本發(fā)明的另外目的是所提供玻璃成份組成具有適合用于制造光學(xué)干涉濾光片，此濾光片是應(yīng)用于高密度波峰復(fù)用器的組件。此組成玻璃具有可預(yù)先設(shè)計改變其成份組成，及組成百分比含量以達所要求的熱膨脹系數(shù)值，其范圍從105×10-7/℃到120×10-7/℃(于-30℃到70℃)。楊氏模量為大于85GPa。光學(xué)透光性于波長帶1300nm到1600nm，在玻璃基板厚度小于8mm時，有大于91％的透過率，并且暴露于高溫，高濕的環(huán)境下一段時間，玻璃表面不會有明顯的破壞的所謂的耐環(huán)境測試能力。
對于本發(fā)明其它不同的目的及優(yōu)點，以及最新穎的特性，有賴于有經(jīng)驗的詳閱所補述的規(guī)格特性和權(quán)利要求。
可理解的是，雖然本發(fā)明在此揭露了如所描述的目的用途及優(yōu)點特性，然僅是較優(yōu)先具體化的描述。
簡單的陳述，本發(fā)明包含以硅酸基為基質(zhì)的新光學(xué)玻璃組成，其具有的物理特性，使此玻璃能當(dāng)作基板并于其上鍍上薄膜用于光學(xué)干涉濾光片，此濾光片能在周圍環(huán)境溫度的變化下，即使在極窄的波寬與波距下，也能使各個波長的中心位置精確而不會遷移，如此精密穩(wěn)定的光學(xué)干涉濾光片正符合光纖通訊的需求，此應(yīng)用如高密度波峰復(fù)用器(DWDM)的組件。而本發(fā)明的硅酸基組成的玻璃具有相當(dāng)高的熱膨脹系數(shù)，此特性已被發(fā)現(xiàn)，對于將介電層鍍膜于玻璃上所成的光學(xué)干涉濾波鏡，具有對維持光波的穩(wěn)定特性。此玻璃要求高的熱膨脹系數(shù)值，可被需求者要求值，而預(yù)先設(shè)計改變成份組成含量而調(diào)整。膨脹系數(shù)值由91×10-7/℃到120×10-7/℃(于-30℃到70℃)。而較好的值由105×10-7/℃到120×10-7/℃(于-30℃到70℃)。而本發(fā)明的一，此硅酸基組成的玻璃具有相當(dāng)高的熱膨脹系數(shù)外，并具剛性(Rigidity)，即楊氏模量大于85GPa。因為在高密度波峰復(fù)用器的組件中所使用的光學(xué)干涉濾波鏡，制作時會被裁切成2mm×2mm×2mm甚至更小的尺寸。如果玻璃不具有足夠高的楊氏模量，易產(chǎn)生小的機械應(yīng)力，會影響光學(xué)干涉濾波鏡的光學(xué)特性，且極易產(chǎn)生變形及造成光學(xué)特性遷移。而本發(fā)明的硅酸基組成的玻璃，能設(shè)計改變玻璃組成成份含量，除達到調(diào)整高膨脹系數(shù)值要求外，還具有高的楊氏模量及相當(dāng)高的透光率。即在近紅外線區(qū)域帶，波長范圍從1300nm到1600nm，玻璃厚度在8mm時，有大于90％的透過率。同時此玻璃置于高溫高濕環(huán)境一段時間后，其玻璃表面無顯著變化。也就是所謂的耐環(huán)境測試能力。
上述用于高密度波峰復(fù)用器的組件的光學(xué)干涉濾波鏡，其玻璃材質(zhì)具有較一般光學(xué)玻璃還高的熱膨脹系數(shù)，通常具有高的熱膨脹系數(shù)的玻璃是軟質(zhì)且弱性的，軟質(zhì)且弱性的玻璃具有低的楊氏模量。因此剛性不足，對于高密度波峰復(fù)用器的組件應(yīng)用有其缺陷，而在高溫高濕環(huán)境下，易造成玻璃表面的變質(zhì)。在經(jīng)過精心及巧妙處理的玻璃成份組成的設(shè)計，以達到本發(fā)明的功能目的及特性要求的結(jié)果。
此用于高密度波峰復(fù)用器的原件光學(xué)干涉濾波鏡，為符合其特性要求下，其所使用的玻璃已被本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，能滿足本發(fā)明的相關(guān)特性要求及功能目的的玻璃成份組成如后，(以摩爾百分比表示的)40-62％SiO2(二氧化硅)2-20％氧化鋁，氧化硼，氧化鑭(Al2O3，B2O3，La2O3)8-36％堿金屬氧化物(Alkaline oxides)0-40％堿土金屬氧化物(Alkaline earth oxides)0-20％其它任何不產(chǎn)生著色效應(yīng)的重金屬氧化物理想的玻璃成份組成其中之一，已被本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，能滿足本發(fā)明的相關(guān)特性要求及功能如后(以摩爾百分比表示的)43.3％SiO2(二氧化硅)7.0％Al2O3(三氧化二鋁)12.7％CaO(氧化鈣)7.3％SrO(氧化鍶)7.8％Li2O(氧化鋰)13.2％Na2O(氧化鈉)8.0％K2O(氧化鉀)0.7％ZrO2(二氧化鋯)0.1％Sb2O3(三氧化二銻)其熱膨脹系數(shù)為112×10-7/℃(于-30℃到70℃)。楊氏模量(E)為88.3GPa。且光透過性，于8mm厚度，在1550nm波長時為90.9％。
在玻璃成份組成的研究實驗過程，是將各設(shè)計出的配方組成，約有200至250公克的玻璃量，經(jīng)過稱料，以及充分混合攪拌均勻后，加料于白金坩鍋內(nèi)，置入于高溫電爐內(nèi)，熔解溫度從1350℃到1460℃，依據(jù)不同玻璃組成的溫度需求，熔解時間約90分鐘后，再以人工利用白金攪拌棒，充分?jǐn)嚢杈鶆蚣s5至10分鐘，而后靜置20分鐘，以為澄清的作用。
如前所述，玻璃成份組成的變動會影響其玻璃的性質(zhì)，對于各成份含量限度的影響及效應(yīng)，已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)及研究出結(jié)果，分別說明如后。
SiO2(二氧化硅)此為構(gòu)成玻璃的主體的一，以膨脹系數(shù)的特性而言，含量高的SiO2組成較難達到所要求高的膨脹系數(shù)，而含量低的SiO2組成雖較易達到所要求高的膨脹系數(shù)，但此時玻璃的穩(wěn)定性較差，且對于耐環(huán)境測試能力也會變差。此狀況以如下的組成為例摘要于表1，其SiO2(二氧化硅)的含量變化由37.4％到65.0％，如果二氧化硅含量太低，即37.4％則玻璃有輕微的失透(devitrification)發(fā)生，結(jié)果減少玻璃的透明度。當(dāng)二氧化硅含量由40％增加到65％則玻璃的膨脹系數(shù)(CTE)從126×10-7/℃降到91×10-7/℃由此系列的實驗可歸納二氧化硅含量較理想的分布是40％到58％。表1玻璃組成成份(以摩爾百分比表示)

其中R2O3包含Al2O3或B2O3RO包含MgO，CaO，SrO，或BaOR2O包含Li2O，Na2O，和K2O細(xì)化劑(Refiner)包含As2O3和Sb2O3CTE(膨脹系數(shù))溫度范圍從-30℃到70℃，單位10-7/℃所以本發(fā)明的玻璃成份組成中的SiO2含量范圍在40％至58％(摩爾百分比)
堿金屬氧化物(R2O)此成份在本發(fā)明組成中，對于建立高膨脹系數(shù)的玻璃，扮演很重要的角色；可由下列例子來說明。于表2-1中，膨脹系數(shù)值由106，113，到120(單位10-7/℃)，其總堿金屬氧化物(R2O)含量分別為24％，28％，到32％。同樣的于表2-2，膨脹系數(shù)值由104，111，到121(單位10-7/℃)，其總堿金屬氧化物(R2O)含量，分別為23.1％，27％，到30.9％。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明的堿金屬氧化物中各相互間比例的不同會影響其玻璃的特性。通常為氧化鋰(Li2O)，氧化鈉(Na2O)，氧化鉀(K2O)，其中氧化鉀對膨脹系數(shù)值，影響效應(yīng)最大。此堿金屬氧化物被發(fā)現(xiàn)有某些規(guī)律性，如膨脹系數(shù)值的影響效應(yīng)為氧化鉀(K2O)＞氧化鈉(Na2O)＞氧化鋰(Li2O)，另一方面對于楊氏系數(shù)的影響效應(yīng)為氧化鋰(Li2O)＞氧化鈉(Na2O)＞氧化鉀(K2O)。
綜合表2-1及表2-2，依本發(fā)明的功能目的及特性需求，總堿金屬氧化物(R2O)含量理想的范圍應(yīng)介于15％至30％。至于所要求明確的總含量及各個堿金屬氧化物的明確比例，要視玻璃使用者的規(guī)格要求，如膨脹系數(shù)值(CTE)及楊氏模量值，來做組成設(shè)計的調(diào)整。表2-1玻璃組成成份(以摩爾百分比表示)

表2-2玻璃組成成份(以摩爾百分比表示)

其中細(xì)化劑包含As2O3和Sb2O3CTE(膨脹系數(shù))溫度范圍從-30℃到70℃，單位是10-7/℃堿土金屬氧化物(RO)在本發(fā)明中發(fā)現(xiàn)，其有類似堿金屬氧化物(R2O)的性質(zhì)，但影響程度不如堿金屬氧化物的那么明顯，可由下列例子來說明。由表3顯示，由5.0％氧化鍶和5.8％氧化鋇組成堿土金屬氧化物(RO)總含量為10.8％時的膨脹系數(shù)(CTE)為109，而由6.8％氧化鍶和7.9％氧化鋇組成堿土金屬氧化物(RO)總含量為14.7％時的膨脹系數(shù)(CTE)為111，而由8.7％氧化鍶和10.1％氧化鋇組成堿土金屬氧化物(RO)總含量為18.8％時的膨脹系數(shù)(CTE)為113?？煽闯鲇蓄愃茐A金屬氧化物(R2O)的效應(yīng)，卻又不那么明顯。表3玻璃組成成份(以摩爾百分比表示)

其中細(xì)化劑包含As2O3和Sb2O3CTE(膨脹系數(shù))溫度范圍從-30℃到70℃單位是10-7/℃對于三價成份(R2O3)如Al2O3，B2O3，La2O3做研究，發(fā)現(xiàn)膨脹系數(shù)隨B2O3減少而增加?？捎上铝欣觼碚f明。由表4及表5的實驗，是要了解三價氧化元素成份對本發(fā)明的玻璃的影響。增加三氧化二硼(B2O3)的含量由0％到2.9％，有著降低膨脹系數(shù)的效應(yīng)，雖然三氧化二硼(B2O3)的存在會降低玻璃的膨脹系數(shù)，但是少量的B2O3，會增加玻璃的穩(wěn)定性，耐化學(xué)性，甚至?xí)黾硬ＡУ臈钍夏Ａ?；因此少量的B2O3是有需要的。所以于本發(fā)明限制含量是要小于10％(摩爾百分比)。表4玻璃組成成份(以摩爾百分比表示)

其中細(xì)化劑包含As2O3和Sb2O3CTE(膨脹系數(shù))溫度范圍從30℃到100℃，單位是10-7/℃表5玻璃組成成份(以摩爾百分比表示)

其中細(xì)化劑包含As2O3和Sb2O3CTE(膨脹系數(shù))溫度范圍從30℃到100℃，單位是10-7/℃由表6發(fā)現(xiàn)三氧化二鋁(Al2O3)于玻璃中被發(fā)現(xiàn)是會降低膨脹系數(shù)和楊氏模量，可由下列例子得知。然而由于三價氧化物會增加玻璃的穩(wěn)定性及耐環(huán)境測試能力。因此存在于成份組成中。表6玻璃組成成份(以摩爾百分比表示)

其中細(xì)化劑包含As2O3和Sb2O3CTE(膨脹系數(shù))溫度范圍從-30℃到70℃，單位是10-7/℃。
E(楊氏模量)單位是GPa。
對于三氧化二鑭(La2O3)與三氧化二鋁(Al2O3)做比較，針對膨脹系數(shù)及楊氏模量的性質(zhì)；三氧化二鑭會比三氧化二鋁對膨脹系數(shù)及楊氏模量有較大的影響。但是差異不是很大?？捎上铝欣觼碚f明。如表7-1，增加三氧化二鑭含量由0％，1.6％至3.0％，同時降低三氧化二鋁含量由3.0％，1.4％至0％。結(jié)果膨脹系數(shù)從113×10-7/℃，升到116×10-7/℃。楊氏模量由86.0增加到88.6GPa。因為三氧化二鑭(La2O3)與三氧化二鋁(Al2O3)，對前述所強調(diào)的性質(zhì)差異不是很大，但由于光學(xué)級玻璃所使用的原料要求其純度要非常的高，而高純度的三氧化二鋁的價格往往高出相同純度要求的三氧化二鑭幾倍。因此以三氧化二鑭可取代三氧化二鋁的含量，本發(fā)明的限制含量為三氧化二鋁0到10％(摩爾百分比)。而三氧化二鑭在于0到9％(摩爾百分比)。表7-1玻璃組成成份(以摩爾百分比表示)

表7-2玻璃組成成份(以摩爾百分比表示)

其中細(xì)化劑包含As2O3和Sb2O3CTE(膨脹系數(shù))溫度范圍從-30℃到70℃，單位是10-7/℃。
E(楊氏模量)單位是GPa。
本發(fā)明的玻璃組成可能含有少量的五氧化二磷，而不會對原性質(zhì)有顯著的影響。在本發(fā)明實驗過程中發(fā)現(xiàn)少量五氧化二磷(P2O5)的添加，對于原膨脹系數(shù)及楊氏模量的改變非常接近檢測的誤差值，因而可認(rèn)定其幾乎不影響原有膨脹系數(shù)及楊氏模量的值。在本發(fā)明的限制含量是要五氧化二磷小于5％(摩爾百分比)，最好是小于2％(摩爾百分比)。對于一個有經(jīng)驗的玻璃從事工作者，可能會對于本玻璃的發(fā)明組成添加一些其它的成份，而對本玻璃原具有的物性做些微變動，這些所謂的其它成份包含Sc2O3(氧化鈧)，Y2O3(氧化釔)，La2O3(氧化鑭)，TiO2(二氧化鈦)，ZnO(氧化鋅)，ZrO2(二氧化鋯)，HfO2(二氧化鉿)，Ta2O5(五氧化二鉭)，Nb2O5(五氧化二鈮)，WO2(氧化鎢)，SnO2(二氧化錫)，Ce2O3(三氧化二鈰)，Yb2O3(氧化鐿)。
在本發(fā)明的限制含量為上述所列的其它成分含量從0到8％(摩爾百分比)。
用于光纖通訊(Optical Fiber Communication)領(lǐng)域的高密度波峰復(fù)用器(DWDM)中的組件濾光片(Optical filter)，其所采用的玻璃基板除要求有光學(xué)玻璃的品質(zhì)外，還要具備特殊物性，以符合在制造濾波鏡時的鍍膜材料，以及鍍膜制程的要求。我等因而發(fā)展出這樣的玻璃，其膨脹系數(shù)(CTE)為105×10-7/℃到120×10-7/℃，注溫度范圍為-30℃到70℃。其楊氏模量(E)大于85GPa，其光學(xué)透光率(T)大于91％(注于玻璃厚度為8mm，波長范圍為810nm到1650nm)。且其具有優(yōu)良耐候性，也就是長時間在高溫及高濕度下，玻璃表面不會受破壞。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)玻璃，其組成包括a.36到66摩爾％SiO2(二氧化硅)；b.0到12摩爾％Al2O3(三氧化二鋁)，0到8摩爾％B2O3(三氧化二硼)，0到6摩爾％La2O3(三氧化二鑭)；c.0到10摩爾％MgO(氧化鎂)，0到16摩爾％CaO(氧化鈣)，0到16摩爾％SrO(氧化鍶)，0到16摩爾％BaO(氧化鋇)，0到8摩爾％ZnO(氧化鋅)；d.0到32摩爾％Li2O(氧化鋰)，0到25摩爾％Na2O(氧化鈉)，0到25摩爾％K2O(氧化鉀)，0到20摩爾％Cs2O(氧化銫)。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其特征在于成份(b)的三氧化二鋁，三氧化二硼，和三氧化二鑭的摩爾百分比總和為0到20摩爾％。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其特征在于成份(c)的堿土金屬氧化物，其堿土金屬氧化物的摩爾百分比總和為0到46摩爾％。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其特征在于成份(d)的堿金屬氧化物，其堿金屬氧化物的摩爾百分比總和為8到42摩爾％。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其成分還包括(a)0到8摩爾％的選自Sc2O3(氧化鈧)，Y2O3(氧化釔)，La2O3(氧化鑭)，TiO2(二氧化鈦)，ZrO2(二氧化鋯)，HfO2(二氧化鉿)，Ta2O5(五氧化二鉭)，Nb2O5(五氧化二鈮)，WO2(氧化鎢)，SnO2(二氧化錫)，Ce2O3(三氧化二鈰)中的任一者；(b)0到6摩爾％P2O5(五氧化二磷)，0到5摩爾％PbO(氧化鉛)，0到5摩爾％As2O3(三氧化二砷)，0到5摩爾％Sb2O3(三氧化二銻)。
6.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)玻璃，其特征在于成份(a)的重金屬氧化物包括氧化鉛、氧化鈧、氧化釔、氧化鑭、二氧化鈦、二氧化鋯、二氧化鉿、五氧化二鉭、五氧化二鈮、氧化鎢、二氧化錫、三氧化二鈰，上述重金屬氧化物的摩爾百分比總和為0到20摩爾％。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其特征在于該光學(xué)玻璃具有的線膨脹系數(shù)為91×10-7/℃到120×10-7/℃之間。
8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其特征在于該光學(xué)玻璃具有的楊氏模量大于80GPa。
9.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其特征在于該玻璃厚度不大于8mm時，對于1300-1600nm波長范圍具有大于90％的高光學(xué)透光性。
10.一種用于光學(xué)干涉濾波鏡的基板玻璃，其使用硅酸基質(zhì)玻璃的組成物，該組成物包括(a)40-62摩爾％二氧化硅(SiO2)；(b)2-20摩爾％三氧化二鋁，三氧化二硼，三氧化二鑭(Al2O3，B2O3，La2O3)；(c)8-36摩爾％堿金屬氧化物；(d)0-40摩爾％堿土金屬氧化物；(e)0-20摩爾％其它任何不產(chǎn)生著色效應(yīng)的重金屬氧化物。
11.如權(quán)利要求10所述的基板玻璃，其特征在于該基板玻璃具有的線膨脹系數(shù)為91×10-7/℃到120×10-7/℃。
12.如權(quán)利要求10所述的基板玻璃，其特征在于該基板玻璃具有的楊氏模量大于80GPa。
13.如權(quán)利要求10所述的基板玻璃，其特征在于該基板玻璃厚度不大于8mm時，對于1300-1600nm波長范圍具有大于90％的光學(xué)透光性。
14.一種用于光學(xué)干涉濾波鏡的基板玻璃，其特征在于該基板玻璃使用硅酸基質(zhì)玻璃組合物，該組合物包括(a)39-48摩爾％二氧化硅(SiO2)；(b)6.3-7.7摩爾％氧化鋁(Al2O3)；(c)11.5-14摩爾％氧化鈣(CaO)；(d)6.5-8摩爾％氧化鍶(SrO)；(e)7-8.5摩爾％氧化鋰(Li2O)；(f)12.5-14.5摩爾％氧化鈉(Na2O)；(g)7-9摩爾％氧化鉀(K2O)；(h)0.5-0.7摩爾％二氧化鋯(ZrO2)；(i)總和為0.1摩爾％的三氧化二銻(Sb2O3)與三氧化二砷(As2O3)。
15.如權(quán)利要求14所述的基板玻璃，其特征在于該基板玻璃具有的線膨脹系數(shù)為91×10-7/℃到120×10-7/℃。
16.如權(quán)利要求14所述的基板玻璃，其特征在于該基板玻璃具有的楊氏模量大于80GPa。
17.如權(quán)利要求14所述的基板玻璃，其特征在于該基板玻璃厚度不大于8mm時，對于1300-1600nm波長范圍具有大于90％的光學(xué)透光性。
全文摘要
一種以硅酸基為主體的光學(xué)玻璃，具有高膨脹系數(shù)、高楊氏模量、優(yōu)良的耐候性且在紅外光波區(qū)域有高透過率。此玻璃組成以摩爾百分比表示含36至66％的二氧化硅，0至12％的三氧化二鋁，0至6％的三氧化二硼，0至10％的氧化鎂，0至16％的氧化鈣，0至16％的氧化鍶，0至16％的氧化鋇，0至8％的氧化鋅，0至32％的氧化鋰，0至25％的氧化鈉，0至25％的氧化鉀，0至20％的氧化銫，0至6％的五氧化二磷，0至8％的氧化鈧，或氧化釔，或氧化鑭，或二氧化鈦，或二氧化鋯，或二氧化鉿，或五氧化二鉭，或五氧化二鈮，或氧化鎢，或二氧化錫，或三氧化二鈰，0to5％的氧化鉛，氧化砷，或氧化銻。
文檔編號C03C3/062GK1450010SQ02105920
公開日2003年10月22日 申請日期2002年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月9日
發(fā)明者林文彬 申請人:碧悠國際光電股份有限公司