Свойства и разработка новых оптических стекол - Царевский Е.Н.
Скачать (прямая ссылка):
54
Таблица 5
Оптические постоянные и составы в вес. % по синтезу оксифторидных стекол на борнолантановой основе
В203 L а203 ZnF2 nD (nF-nc) 105 Vd
36 54 10 1,7374 1377 53,5
32 48 20 1,7366 1389 53,0
28 42 30 1,7388 1408 52,2
32 20 48 1,7044 1364 51,6
25 25 50 1,7141 1307 54,6
в2о3 La203 CdF2 nD (nF~nc) 10s Vo
36 54 10 1,7457 1419 52,6
40 45 15 1,7150 1326 53,9
32 48 20 1,7543 1478 51,0
40 35 25 1,7098 1335 53,1
28 42 30 1,7557 1545 48,9
24 36 40 1,7547 1613 46,8
32 20 48 1,7387 1589 46, *
В2О3 LaF3 Zr02 nD (nF~nc) 105 Vd
36 54 10 1,7613 1524 50,2
В З2О3 LaF3 Hf02 nD (nF~nC) 105 Vd
36 54 10 1,7320 1384 52,9
В а2Оз La203 ZrF4 nD tlp — tlQ vd
36 54 10 1,7496 1454 51,6
40 45 15 1,7272 1399 51,9
34 51 15 1,7581 1497 50,5
36 44 20 1,7518 1490 50,4
№
По составу и оптическим постоянным сюда также относится разработанное позднее (1971 г.) стекло ТБФ1053, полученное
Н. Г. Гуткиной и Л. К- Шматок как результат работы по снижению кристаллизационной способности стекла ТБФ1224. Большинство этих стекол вошло в ОСТ 3—69—70 и в ОСТ 3—7—70 или в дополнение к ним (СТК.20), стекло ТБФ1053 будет введено в ОСТ в течение 1975—1976гг. Исключение составляют СТК 1435, СТК 1203 и ТБФ1224, которые, несмотря на интересные сочетания оптических постоянных, не будут вводиться в нормативную документацию из-за наличия близко расположенных дублеров (СТК1435—СТК19,
СТК1203-СТК20, ТБФ11-ТБФ7 и ТБФ1053). Оптические свойства сте-
кол СТК1435, СТК1203, ТБФ1224 и ТБФ1053 приведены в табл. 6.
Создание всех вышеупомянутых стекол практически исчерпало воз-
можности расширения области стекол СТК и ТБФ на диаграмме Аббе при использовании ставшей уже традиционной для
них борнолантановой (или боросиликатнолантановой) основы, поскольку все технологически пригодные окислы (за вычетом газообразных,
нестойких, радиоактивных и сильноядовитых) были уже опро-
бованы и наиболее полезные из них введены в состав стекол. Таким образом, фактически закончился целый этап в развитии оптического стекловарения. В итоге области отечественных сверх-тяжелых кронов и тяжелых баритовых флинтов были существенно расширены по сравнению с ГОСТ 3514—67. Показатель преломления стекол типа СТК достиг значений свыше 1,78 (СТК16 — nD —
— 1,7858; vD = 45,6), причем по положению на диаграмме Аббе некоторые из них почти вплотную приблизились к торийсодержащим лантановым кронам зарубежных фирм (ср. СТК15 — nd —
— 1,7093; vd = 54,8 и LaK 24 «Шотта» — nd = 1,6968; vd = 56,2 или СТК20 — nd = 1,7648; vd = 50,2 и LaK № 19«Шотта» — nd = = 1,7550; vrf=53,0). Новые стекла типа ТБФ заполнили интервал значений tid от 1,8078 (ТБФ5) до 1,8950 (ТБФ1224). Для прежних ТБФ наивысшее его значение не превышало 1,78. Однако в отличие от новых СТК они все же значительно уступали торийсодержащим лантановым флинтам зарубежных фирм по значениям коэффициента дисперсии (на 4—6 единиц при равном nD). Таким образом, эти стекла занимали среднюю часть диаграммы Аббе, продолжая (в полном соответствии со своим названием) линию
•!$
Таблица 6
Оптические свойства стекол СТК 1435, СТК1203, ТБФ1224 и ТБФ1053
Марка или условный номер стекла Свойства
nD nF пС tD
СТК 1435 1,7399 0,01410 52,1
СТК 1203 1,7717 0,01577 48,9
ТБФ1224 1,8950 0,02761 32,4
ТБФ1053 1,8841 0,02645 33,4
баритовых флинтов. В то же время максимальный интерес ВЬЬ числителей привлекала перспектива создания стекол, которые являлись бы продолжением линии СТК, т. е. аналогичные торийсодержащим лантановым или танталовым тяжелым флинтам фирм ФРГ и Японии. Такие стекла были крайне необходимы для решения следующих важнейших проблем оптического приборостроения.
1. Создания объективов с особо высокими оптическими харак* теристиками, сочетающими широкое поле зрения, большую светО‘ силу, высокое качество изображения.
2. Создания объективов с особо высокой разрешающей способностью.
3. Уменьшения веса и габаритов подвижных компонентов оптических систем с переменным фокусным расстоянием.
В ходе вышеописанных исследований было показано, что получение бесториевых стекол типа ТБФ на борнолантановой основе с константами, близкими к ториевым стеклам зарубежных фирм, практически неосуществимо. Вследствие низкого показателя преломления основного стеклообразующего окисла — борного ангидрида ¦— разработчики были вынуждены вводить в состав стекол значительные количества таких высокопреломляющих окислов, как ТЮ2, W03 и Nb206, значительно повышающих среднюю дисперсию. Присутствие этих окислов предопределяло и другой значительный недостаток стекол — высокое светопоглощение. Кроме того, сохранение в составе стекол высоких концентраций окислов второй группы существенно ограничивало круг возможных составов и, в частности, препятствовало повышению содержания окиси лантана.
Таким образом, отставание констант бесториевых стекол типа ТБФ не носило принципиального характера и, по-видимому, могло быть преодолено путем перехода на иную стеклообразную основу с более высоким показателем преломления.
Весьма перспективным стеклообразователем с этой точки зрения является двуокись германия (nD стеклообразных В203 и GeOa равен —1,464 и 1,609 соответственно). Как уже упоминалось, исследования Ge02 в качестве возможного стеклообразователя в СССР были начаты еще в 1937 г. Тогда были изучены бинарные системы Na2Si03—Ge02 и РЬО—Ge02, а также исследовано влияние добавок Ge02 на оптические свойства промышленных тяжелых кронов и баритовых флинтов [4]. Исследования стекол на основе Ge02 были возобновлены в послевоенное время в двух направлениях. Первое из них, начатое еще в 1956 г. и осуществлявшееся под руководством К- С, Евстропьева, не ставило своей задачей расширения каталога оптического стекла, поэтому полученные в этом направлении результаты здесь рассматриваться не будут. Второе направление, начатое позднее В. Н. Полухиным под руководством Л. И. Демкиной, ставило своей задачей использование Ge02 как компонента особых флинтов с уменьшенной относительной частной дисперсией в синей части спектра. В ходе этих работ
