Свойства и разработка новых оптических стекол - Царевский Е.Н.
Скачать (прямая ссылка):
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Волосов Д. С. Фотографическая оптика. М., «Искусство», 1971. 672 с.
2. Волосов Д. С. Методы расчета сложных фотографических систем. М,—Л., Гостехиздат, 1948. 396 с.
3. Волосов Д. С. Применение новых оптических стекол в фотографических и проекционных системах, Л., ОНТИ ГОИ, 1957. 26 с.
4. Слюсарев Г. Г. Методы расчета оптических систем. Л., «Машиностроение», 1969. 700 с.
А. М. Ефимов
СТЕКЛА НА ОСНОВЕ РЕДКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Впервые окислы редких элементов (La203, Ta206, Th02, Nb205, W03 и др.) были применены Мореем, которому удалось таким путем сделать новый шаг в направлении расширения области оптических стекол на диаграмме Аббе*.
В СССР работа по созданию новых оптических стекол на базе редких окислов была начата в 1937 г. В ходе этой работы К. А. Кракау и М. С. Генрихом исследовалось влияние на оптические постоянные таких окислов, как Ge02, CdO, Th02, Т120, BeO [4].
Начиная с 1941 г., работы по созданию отечественных сверхтяжелых кронов и тяжелых баритовых флинтов велись под руководством К- С. Евстропьева. В работе принимали участие многие исследователи: М. С. Генрих, Е. Я. Мухин, Е. И. Талант, Н. Г. Гуткина, Г. Т. Петровский, А. П. Зорин, Л. И. Игнатьева, П. Л. Варгина, М. В. Проскуряков, В. И. Павлова, С. А. Арнаутова, Э. П. Максимова.
* Патент Англии № 462364,
4 Трудь! гои
49
В 1941 — 1913 гг. К. С. Евстропьевым, М. С. Генрихом и К- А. Кракау изучались оптические постоянные ряда стекол на основе борного ангидрида с окислами лантана, церия, тория, циркония, тантала, ниобия, вольфрама. При этом было показано, что стекла зарубежных патентов не могут быть применены на практике и необходима их серьезная доработка. Путем введения добавок Li20 и ВеО в стекла на основе В203, La203, Та205 и Th02 впервые в СССР были разработаны три варианта борнолантанового стекла
типа СТК (nD^ 1,75, vD«^45).
К- С. Евстропьев всегда придавал большое значение использованию в стекловарении не применявшихся ранее редких окислов и внес огромный вклад в постановку и развитие работ в этом направлении. Весьма показательным в этом отношении является то, что К. С. Евстропьев уже в 1943 г. поставил вопрос о необходимости обеспечения оптического стекловарения окислами лантана, тантала, тория, ниобия.
В послевоенный период был выполнен большой комплекс исследований лантан- и торийсодержащих стекол различных систем и выявлен ряд стекол, пригодных для практического применения. Это дает возможность ввести в отечественный каталог 1958 г. новые типы стекол — сверхтяжелые кроны и тяжелые баритовые флинты (табл. 1).
В течение ряда последующих лет для более глубокого изучения взаимосвязи свойств стекол с составом М. С. Генрихом и Л. И. Игнатьевой под руководством К- С. Евстропьева были изучены стеклообразование и оптические постоянные стекол систем В203—La203—Ме„От, где МепОт — окислы Li, Be, Ва, Zn, Al, Zr, Th, Та, W *.
Оптические постоянные стекол рассмотренных систем отличались большим разнообразием. При этом наибольший интерес представляют системы^В 203—La203—ZnO, В203—La203—Th02 и В203—La203—Та205. Сочетания оптических постоянных ряда таких стекол (например, 1,766—52,4; 1,803—43,2) являлись новыми среди экспериментальных стекол. Недостатком их была высокая кристаллизационная способность.
Оптические свойства стекол ряда борнолантановых систем исследовались позднее Имаока и Ямадзаки. Однако их данные пред-
Таблица 1
Оптические постоянные стекол типа СТК и ТБФ, вошедшие в каталог оптического стекла 1958 г.
Марка nD v?>
сткз 1,6594 57,3
СТК4 1,6920 54,5
СТК5 1,7053 49,9
сткб 1,7468 50,9
ТБФ1 1,7600 41,4
ТБФ2 1,7789 38,1
* Авт. свид. № 172011.
5Q
Сгавляются недостаточно надежными из-за -крайне малого объема навариваемого стекла (3—8 г).
Полученные М. С. Генрихом и Л. И. Игнатьевой результаты имели научное и прикладное значение. В прикладном отношении ценность этих данных ока-
Таблица 2
Оптические постоянные и составы стекол по синтезу (вес. %) в системах В203—La.203—MenOm (Me„Om = Ga203, ln203, Hf02, Nb205)
залась особо значительной в связи с необходимостью разработки стекол, не содержащих двуокиси тория.
Двуокись тория как компонент сверхтяжелых кро-нов не имеет себе равных среди других окислов по влиянию на оптические постоянные, давая наименьшее приращение дисперсии при повышении показателя преломления и, кроме того, не вызывает значительного возрастания кристаллизационной способности. Однако ряд существенных недостатков, обусловленных радиоактивностью тория, вызвал необходимость, во-первых, в замене разработанных ранее ториевых стекол (СТК4,5, 6; ТБФ1, 2) бесто-риевыми и, во-вторых, при создании новых стекол избегать введения Th02. Обе эти задачи были успешно решены в значительной степени благодаря наличию подробных исследований оптических постоянных стекол простых систем.
К середине 60-х годов отечественная оптико-механическая промышленность располагала уже 5
марками бесториевых стекол типа СТК (СТКЗ, 7, 9, 10, 12) и 2 марками стекол типа ТБФ (ТБФЗ, 4). К тому моменту считавшиеся ранее редкими окислы La, Ti, Zr, W и т. п. стали уже достаточно привычными компонентами оптических стекол, и снова возникла необходимость в поисках новых
