Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
Баритовый крон (ВК) 1,5302-1,570 2,6-2,1
Тяжелый крон (ТК) 1,5702-1,620 2,1-1,8
То же 1,630-1,660 1,7-1,4
Кронфлинт (КФ) 1,500-1,520 3,0-2,7
Баритовый флинт (ВФ) 1,525-1,570 2,7-2,1
То же 1,580-1,635 2,1-1,8
1,640-1,665 1,7-1,6
Легкий флинт (ЛФ) 1,540-1,580 2,4-2,1
Флинт (Ф) 1,610-1,630 1,9-1,7
Тяжелый флинт (ТФ) 1,650-1,720 1,6-1,3
То же 1,720-1,750 1,3-1,0
1,750-1,800 1,0-0,7
519
Время образования пленок определенной толщины и значение показателя преломления пленок зависят от соотношения площади поверхности стекла (S) и объема растворителя (F).
Однослойные пленки с градиентом показателя преломления получают травлением некоторых стекол, склонных к расслаиванию на две фазы после термообработки их при высокой температуре, близкой к Т .
Одна фаза — более обогащенная кремнеземом, другая — обедненная кремнеземом и более растворимая. Расслаивание обусловливает более легкое выщелачивание при взаимодействии стекла с раствором кислот. После образования в растворе кислоты кремнеземистой пленки боросиликатное стекло дополнительно подвергают травлению.
В качестве травителей используют разбавленные растворы фтористоводородной кислоты и ее аммонийных солей. В результате образуется более пористый и неоднородный по глубине слой. При этом показатель преломления пленки постепенно изменяется, уменьшаясь в направлении от поверхности стекла к границе раздела с воздухом, приближаясь к единице.
Химическую обработку поверхности стекла можно осуществлять за один процесс [8.40], используя растворы, содержащие одновременно азотную кислоту (0,2-0,4 м) и аммонийные соли фтористоводородной кислоты (0,4-0,8 %). Так, обработка микронеоднородного стекла (например, JIK5) приводит к образованию на его поверхности пористой пленки с градиентом показателя преломления, уменьшающего отражение до 0,2-0,5 % в пределах 0,4-2,0 мкм. Это покрытие имеет несомненное преимущество — повышенную устойчивость к лазерному излучению.
Однако вследствие большой пористости покрытие может взаимодействовать с водяными парами и углекислотой воздуха, что приводит к постепенному изменению коэффициента отражения. Первоначальные значения коэффициента отражения восстанавливаются промывкой в органических растворителях или прогревом при температуре 200-300 °С.
Другим вариантом получения просветляющего слоя с градиентом показателя преломления является последовательный процесс термической обработки и реакции взаимодействия с раствором кислоты и щелочным раствором [8.41]. При этом показатель преломления кремнеземистой пленки уменьшается с га = 1,44 до п = 1,25 -г-1,30, что приводит к уменьшению отражения света от поверхности стекла до 0,1-0,3 % равномерно в пределах спектральной области от 0,4 до 1,1 мкм.
8.7.2. ПОЛУЧЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ МЕТОДОМ ЗОЛЬ — ГЕЛЬ-ТЕХНОЛОГИИ
Метод золь — гель-технологии основан на реакции гидролиза ряда органических и неорганических соединений в спиртовых растворах в присутствии незначительного количества воды. Гидро-
520
лиз частично протекает в растворе с образованием прозрачных, устойчивых во времени золей и завершается в тонком слое на поверхности стекла с выделением нерастворимых оксидных соединений в виде прозрачных слоев геля [8.38].
Пленкообразующими веществами могут быть алкоксисоедине-ния III, IV, V и VIII групп периодической системы и соли минеральных кислот (хлориды, нитраты, ацетаты, хлороксиды), а также мономеры и полимеры кремнийорганических соединений. Сочетание оксидных покрытий с кремнийорганическими или органическими полимерами позволяет получать малопористые, гидрофобные или более эластичные покрытия.
Состав наиболее часто используемых пленкообразующих веществ в виде растворов приведен в табл. 8.28.
Оптимальные соотношения компонентов раствора должны, с одной стороны, одновременно обеспечить быстрый гидролиз в растворе с сохранением его прозрачности в виде золя, а с другой стороны, — мгновенный полный гидролиз в -тонком слое на поверхности стекла с образованием прозрачного геля.
Растворы пленкообразующих веществ становятся пригодными для образования покрытий лишь после завершения процесса их созревания, время которого зависит от свойств вещества. Так, растворы тетраэтоксисилана становятся годными через 10-16 дней, а растворы тетраэтоксититана — уже через 6-10 ч [8.38].
Для ускорения процесса созревания растворов тетраэтоксисилана и для сохранения раствора тетраэтоксититана в виде прозрачного золя в растворы вводят незначительное количество соляной кислоты.
Созревание растворов протекает в несколько стадий: сольво-лиз; частичный гидролиз; конденсация продуктов гидролиза с образованием полимолекул.
Таблица 8.28. СОСТАВ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИХ РАСТВОРОВ
Пленкообразующий раствор Массовая доля вещества, % Массовая доля этилового спирта, % Содержание НС1 с плотностью 1,19 г/см3 на 100 мл раствора, мл
Тетраэтоксисилан 2-9 98,0-96,0 0,05-0,10
10-21 96,0-92,0 0,15
22-26 90,0 0,20
Тетраэтоксититан 2-9 97,5-98,5 0,075-0,20
» 10-15 99,0-99,2 0,20-0,60
» 16-20 99,2-99,5 0,60-1,10
Хлороксид гафния 5-25 99,5 —
