光学玻璃和光学元件

摘要

本发明涉及一种光学玻璃以及这种玻璃的用途，具体而言，该玻璃其包含组分La2O3、B2O3、GeO2、HfO2和In2O3，并且其中存在如下比例(基于氧化物的质量百分比)的如下组分：其用于光学元件，例如用于选自成像、感测器技术、显微术、医疗技术、数字投影、电信、光通信技术、信息传输、汽车领域的光学/照明、太阳能技术、微影、步进机、准分子雷射、晶片、计算机芯片以及集成电路和/或包含光学的电路和芯片的电子仪器所构成的组的领域的选自由透镜、棱镜、光导棒、队列、光纤、梯度部件(gradient component)以及光学窗口所构成的组的光学元件。

权利要求

1.一种光学玻璃，其包含组分La2O3、B2O3、GeO2、HfO2和In2O3，并且其中存在基于氧化物的质量百分比(wt％)为如下比例的如下组分：

2.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中所述玻璃包含基于氧化物的质量百分比为如下比例的如下组分中的一种或多种：Gd2O3     1-30

Y2O3      0-12

Yb2O3     0–15。

3.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中所述玻璃包含基于氧化物的质量百分比为如下比例的如下组分中的一种或多种：

4.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中所述玻璃另外包含基于氧化物的质量百分比、除非另有表示为如下比例的如下组分中的一种或多种：其中，M2O是指选自由Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O构成的组的碱金属氧化物的和。

5.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中光学组分的质量比例的和除以玻璃组成组分的质量比例的和SOC/SGF所得的商数大于2.8并且/或者最大4.5。

6.根据权利要求5所述的光学玻璃，其中光学组分的质量比例的和除以玻璃组成组分的质量比例的和SOC/SGF所得的商数为至少3.0。

7.根据权利要求5或6所述的光学玻璃，其中光学组分的质量比例的和除以玻璃组成组分的质量比例的和SOC/SGF所得的商数为最大4.0。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的光学玻璃，其中组分La2O3+Gd2O3+Y2O3+Yb2O3的质量比例的和为至少60wt％以及/或者最大80wt％。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的光学玻璃，其中所述玻璃不含PbO、As2O3、Bi2O3、Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、ZrO2、SnO2、Nd2O5、Ta2O5和/或TiO2中的一种或多种作为玻璃组分。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的光学玻璃，其中所述玻璃不含有损颜色、放射性和/或荧光的组分，其中，所述有损颜色的组分为V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni和/或Cu的氧化物。

11.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，所述玻璃的折射系数nd为1.70-1.90并且/或者阿贝数υd为40-55。

12.根据权利要求11所述的光学玻璃，其中，所述玻璃的折射系数nd为1.75-1.88。

13.根据权利要求11或12所述的光学玻璃，其中，所述玻璃的阿贝数υd为42-53。

14.一种光学元件，包括根据权利要求1-13中任一项所述的光学玻璃，其为选自成像、感测器技术、显微术、医疗技术、数字投影、电信、光通信技术、信息传输、汽车领域的光学/照明、太阳能技术、微影、步进机、准分子激光器、晶片、计算机芯片和集成电路以及包含这些集成电路和计算机芯片的电子仪器所构成的组的领域的选自由透镜、棱镜、光导棒、队列、光纤、梯度部件以及光学窗口所构成的组的光学元件。

说明书

光学玻璃和光学元件

技术领域

[0001] 本发明涉及一种光学玻璃和包括光学玻璃的光学元件。

背景技术

[0002] 一直在寻找在阿贝图中镧冕和镧火石区域中具有高折射系数和高阿贝数的玻璃，尤其是用于成像、感测器技术、显微术、医疗技术、数字投影、光蚀刻微影、激光技术、晶片/芯片技术以及还用于电信、光通信技术和汽车领域的光学/照明的领域。

[0003] 最近，代替迄今习惯从块或锭玻璃切割出光学部件，使用这样的生产处理，其中在玻璃熔融后，可以直接获得直接压制体，即落料压制(精密压制)的光学部件、和/或用于进一步处理的、公知为“精密凝块”的接近最终形状预型件或中间体。一般而言，“精密凝块”视为优选完全火抛光的、半自由或自由形状的玻璃部分，其与期望光学部件具有相同质量和非常相似的形状。

[0004] 为此，对于熔融和热压成形的处理技术，最近已经报道对“短性”玻璃、即粘度随温度变化而变化很大的玻璃的增大需求。在生产处理中，此粘度行为的优点在于，可以降低热压成形次数以及因此的闭模次数。因此，首先提高了生产能力。其次，在接近最终几何形状的精密热压成形中，节省了成型材料。因此，降低了整体生产成本。另外，更快的凝固使得可以处理具有相当高结晶趋势的短性玻璃，这在相似结晶敏感的更长玻璃情况下是不可能的。另外，避免或至少大幅度降低在随后的二次热压成形步骤中可能成为问题的成核现象。

[0005] 为了获得期望光学性能，尤其是低色散性(dispersion)、即高阿贝数，此光学位置(optical position)的传统光学玻璃通常包含PbO。另外，As2O3经常用作精炼剂。因为最近几年玻璃组分PbO和As2O3已经被认为环保方面有问题，无铅和无砷玻璃被大多数光学仪器和产品的生产商优选使用。另外，含PbO玻璃具有弱耐化学性。但是，具有改善耐化学性的玻璃在高级产品使用中一直具有重要地位。

[0006] 相同光学位置的已知无铅玻璃变体经常在硅质玻璃基质中包含大量的TiO2。但是这得出了极易受结晶影响的玻璃，其经常不能够在二次热压成形步骤中进行处理。由于它们较高的硬度，这些玻璃也非常难以机械加工。此外，这样的玻璃在透射光谱的“蓝边”、即在小于420nm的波长处具有受损的透射。

[0007] 作为另外的替代方案，最近已经通常能够通过使用Bi2O3获得此光学位置的玻璃。但是，这些玻璃的缺点在于，它们在熔融设备中对氧化还原环境很敏感，并在不利的氧化还原环境中，由于形成Bi0，存在透射降低的危险。

[0008] 在下面文件中描述了另外的玻璃。

[0009] 如下述文件一样，JP 53-00423A没有描述任何硼酸镧玻璃，其同时包含氧化锗、氧化铪以及氧化铟。

[0010] JP 56-78447A描述具有含量至少为10wt％(质量百分比)的SiO2。

[0011] JP 62-100449A涉及一种玻璃，根据所公开的示例，其包括含量为至少2wt％的Sb2O3、总含量为至少20wt％的SiO2+B2O3以及含量至少为16wt％的相对高的B2O3。

[0012] JP 56-164033A公开一种玻璃，其具有含量为至少8.5wt％的SiO2以及含量至少为11wt％的ZnO.

[0013] JP 60-221338A公开一种玻璃，其具有总含量为至少20wt％的SiO2+B2O3并且另外包含Li2O。

发明内容

[0014] 因此，本发明的目的在于提供一种光学玻璃，其避免现有技术中的上述缺点并且获得期望光学性能。具体而言，将发现可以获得期望光学性能(nd/υd)的短性光学玻璃的成分范围。玻璃应当具有高透射性、良好耐化学性和可加工性、低生产成本以及良好环保性。这些玻璃应当优选能够通过落料压制工艺(精密压制工艺)处理并且因此具有低相变温度Tg。此外，其应当能够容易熔融并处理并且还在连续操作设备的二次热压成形步骤以及/或
7.6 13
者制造中具有足够的结晶稳定性。此外，粘度范围为10 -10 dPas的非常短性玻璃是期望的。

[0015] 上述目的通过权利要求中所述的实施例实现。

[0016] 具体而言，提供一种光学玻璃，其包含组分La2O3,B2O3,GeO2,HfO2和In2O3，并且其中存在如下比例(基于氧化物的质量百分比)的如下组分：

[0017]

[0018]

[0019] 在一个实施例中，提供一种光学玻璃，其包括如下组分(基于氧化物的质量百分比)

[0020]

[0021] 根据另一个实施例，提供一种光学玻璃，其包括如下成分(基于氧化物的质量百分比)：

[0022]

[0023] 本发明的玻璃还可以包含如下比例(除非另外表明，基于氧化物成分的质量百分比)的如下组分中的一种或多种：

[0024]

[0025]

[0026] 为了本发明的目的，表达式M2O是指碱金属氧化物，其选自由Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O、优选由Na2O和K2O构成的组。总的M2O是指基于氧化物的质量百分比的碱金属氧化物的所有比例的和。

[0027] 本发明的玻璃优选具有至少1.70、优选至少1.75的折射系数nd以及/或者最大1.90、优选最大1.88的折射系数nd。本发明玻璃的阿贝数υd为至少40、优选至少42并且/或者最大55、优选最大53。

[0028] 根据本发明，术语“光学位置”是指玻璃在阿贝表中的地位并且由折射系数nd和阿贝数υd所限定。

[0029] 根据实施例，本发明玻璃在粘度范围107.6-1013dPas中非常“短性”。这里，“短性玻璃”是其粘度在非常小变化的具体粘度范围中随温度变化极大。此玻璃粘度从107.6dPas降低到1013dPas的温度间隔ΔT优选最大100K。

[0030] 在下文中，表达式“不含X”或“不含组分X”或“不包含任何X”是指，玻璃基本上不包含此组分X，即这样的组分最多作为杂质存在于玻璃中，而不是作为玻璃组分添加到玻璃成分中。这里，X可以是任何组分，例如Li2O。

[0031] 在下文中，所有含量图均基于氧化物的质量百分比，除非另有其他表明。这也适应于玻璃组分的总量和/或比值或商数。

[0032] 碱玻璃系统(base glass system)是硼酸镧玻璃，其中，硼酸盐负责氧化镧在玻璃中的溶解度。惊人的是，本发明已经发现，在硼酸镧玻璃中存在氧化锗和氧化铪两者以及还存在氧化铟时，可以获得具有期望光学位置的稳定玻璃。

[0033] 本发明的玻璃包含B2O3，其优选比例为从1到小于20wt％。B2O3的比例优选限制到最大为15wt％，更优选最大13wt％。本发明的玻璃优选包含至少5wt％的B2O3。

[0034] 作为除了B2O3的其他玻璃组成组分，本发明的玻璃可以包括比例为最大8wt％、优选最大6wt％的SiO2。SiO2通过提高玻璃的机械强度而用于提高可加工性，并且优选以至少2wt％的比例、优选以至少3wt％的比例存在。

[0035] SiO2和B2O3的比例和为至少1wt％并且小于20wt％、优选最大17wt％。

[0036] 作为另一种玻璃组成，本发明的玻璃包含GeO2的比例优选为0.1-20wt％。根据一个实施例，GeO2的比例为至少1wt％并且/或者优选最大15wt％、更优选最大12wt％。添加此另一种玻璃组成使得本发明的玻璃在不降低氧化镧的溶解度的情况下具有更大的结晶稳定性，如果添加更大量的SiO2，情况亦如此。同时，GeO2通过进一步提高玻璃的折射系数以及降低色散而在期望光学位置方面具有有利的效果。根据一个实施例，玻璃不含更高量的GeO2，因为此组分相对较贵。根据一个实施例，玻璃含有高达12wt％、更优选高达7wt％、最优选高达5wt％。

[0037] 本发明的玻璃另外还含有In2O3和HfO2。In2O3包含的比例为0.1-10wt％、优选至少0.5wt％以及/或者最大6wt％。本发明的玻璃另外含有的HfO2比例为0.1-10wt％、优选至少
0.5wt％以及/或者优选最大6wt％。这些组分很少用作光学玻璃中玻璃组成。但是，已经发现，当使用这些组分与氧化锗组合时，可以令人惊奇地生产具有高折射系数和低色散的非常稳定的玻璃。

[0038] 玻璃组成SiO2、B2O3、GeO2、HfO2和In2O3的和优选为至少15wt％并且/或者最大32wt％、更优选最大30wt％、最优选最大27wt％。

[0039] 本发明的玻璃另外还可以包含组分Al2O3和/或P2O5作为玻璃组成。Al2O3可以包含的比例为至少0.1wt％并且/或者最大7wt％、优选最大5wt％。Al2O3可以促进晶体生长并且因此比例大于7wt％不是优选的。P2O5可以包含的比例为至少0.1wt％并且/或者最大7wt％、优选最大5wt％。

[0040] La2O3在本发明中是最重要的“光学组分”，即对玻璃的光学位置具有重大影响并且在本发明玻璃中存在的比例优选为30-50wt％。玻璃优选包含至少35wt％并且/或最大47wt％的La2O3。

[0041] 除了La2O3之外，玻璃可以包含Gd2O3作为另一种光学成分，因此，可以在不降低阿贝数的情况下获得高折射系数。Gd2O3的比例优选为至少1wt％、更优选至少5wt％。Gd2O3在本发明的玻璃中优选存在的比例为最大30wt％、更优选最大20wt％。

[0042] 除了Gd2O3之外，本发明的玻璃还可以包含Y2O3和/或Yb2O3，以调节光学位置的比例。Y2O3可以包含的比例为至少0.3wt％、更优选至少1wt％并且/或者最大20wt％、更优选最大16wt％。Y2O3可以包含的比例为至少0.3wt％、更优选至少1wt％并且/或者最大20wt％、更优选最大16wt％。

[0043] La2O3+Gd2O3+Y2O3+Yb2O3的总比例优选为至少60wt％以及/或者最大80wt％。

[0044] 作为提高玻璃的折射系数并且得到中等色散的另一种光学组分，本发明的玻璃可以包含Ta2O5的比例为至少0.1wt％、优选至少1wt％并且/或者最大10wt％、优选最大8wt％。但是，此组分在本发明的特别实施例中不是优选的，并且玻璃在这样的实施例中不含Ta2O5。

[0045] 本发明的玻璃还可以包含WO3的比例为至少0.1wt％、优选至少0.5wt％，以调节光学位置。但是WO3的比例优选限制到最大7wt％、优选最大5wt％，因为在更高比例下，特别在“蓝边”、即在小于420nm的波长λ下的透射会受损。但是，与现有技术的设想相反，仅在WO3含量大于3wt％时，由于WO3发生惊人的透射受损。比例高达3wt％的的WO3令人惊讶地提高了透射。

[0046] 玻璃优选包含至少两种、更优选至少三种选自由La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3、Ta2O5和WO3所构成的组的光学组分，因为更大量的这些组分降低了结晶的危险。

[0047] 本发明的玻璃可以包含氟作为另一种光学组分，以影响光学位置的微调，但是比例限制到优选最大15wt％、更优选最大10wt％。如果玻璃中存在氟，玻璃优选包含大于0.2wt％、更优选至少1wt％以及最优选至少2wt％。

[0048] 根据本发明，光学组分(OC)的质量比例的和除以玻璃组成组分(GF)的质量比例的和(OC的和/GF的和，即SOC/SGF)所得的商数为至少2.8、优选至少3.0并且/或者最大4.5、优选最大4.0。根据本发明，玻璃组成组分是组分B2O3、SiO2、GeO2、In2O3、HfO2、Al2O3和P2O5。为了本发明的目的，光学组分具体为组分La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3、Ta2O5、WO3以及氟。例如，本领域一般技术人员也知道，作为光学组分，根据本发明不是优选的组分PbO、SnO2、ZrO2、Nd2O5和/或TiO2，其影响玻璃的光学位置并且可以在不是很优选的实施例中额外或可选地用作光学组分。

[0049] 因此，与现有技术相比，本发明的成分允许将惊人的高比例光学组分引入到玻璃成分中并且非常精确地设定光学性能。高比例的这些光学组分由于其晶核形成或促进结晶生产性能而经常导致对结晶敏感的玻璃，并且根据现有技术的玻璃因此包含相当大比例的玻璃组成。

[0050] 除了玻璃组成组分和光学组分之外，本发明玻璃可以另外包含网状变形剂(network transformer)或网状改性剂，其具体影响玻璃的粘度-温度分布。

[0051] 在优选实施例中，本发明的玻璃包含ZnO的比例为至少0.1wt％、更优选至少0.2wt％并且/或者优选最大15wt％、更优选最大10wt％。上述比例的ZnO在本发明的玻璃中产生玻璃的中等折射系数以及令人满意的短性。此外，此组分抑制结晶。

[0052] 除了ZnO之外，具体而言，碱土金属氧化物用作网状变形剂。MgO、CaO、BaO和/或SrO在不同情况下可以存在的比例为最大7wt％、在不同情况下更优选最大为5wt％。其各自最小比例在不同情况下优选为至少0.5wt％、在不同情况下更优选至少1wt％。

[0053] 在实施例中，ZnO和P2O5不同时存在于本发明的玻璃中，即包含ZnO的玻璃变体中优选不包含任何P2O5，以及包含P2O5的玻璃变体优选不包含任何ZnO。

[0054] 碱土金属氧化物MO(MgO、CaO、BaO、SrO)的和优选限制到最大7wt％的比例、更优选为最大5wt％的比例。

[0055] 本发明的玻璃可以包含碱金属氧化物，即Li、Na、K、Rb、Cs的氧化物，这些碱金属氧化物M2O的总比例优选限制到最大5wt％、更优选最大3wt％、最优选最大1wt％的比例。这样小比例的碱金属氧化物可以用于微调温度-粘度区域，以使得玻璃适于柔性、接近最终几何形状的热压成形。但是，在实施例中，玻璃不含碱金属氧化物。

[0056] 当玻璃用于离子交换时，添加碱金属氧化物可以是优选的。在这样的变体中，在玻璃中也可以存在大于5wt％的碱金属氧化物。当玻璃用作离子交换玻璃时，还优选添加最大5wt％的Ag2O。在此用途中，玻璃还优选包含例如比例为至少0.5wt％的Al2O3和/或P2O5，因为这些组分促进玻璃中有利于离子交换的结构的形成。但是，即使在这样的实施例中，不能够超过上述上限。

[0057] 在本发明的实施例中，本发明的玻璃优选包含至少90wt％、更优选至少95wt％、最优选至少98wt％的上述组分，具体为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3、WO3、F、B2O3、SiO2、GeO2、In2O3、HfO2、P2O5、MgO、CaO、BaO、SrO和/或ZnO。根据一个实施例，玻璃主要包含或包含选自一种或多个元素，该元素选自由La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3、WO3、F、B2O3、SiO2、GeO2、In2O3、HfO2、P2O5、MgO、CaO、BaO、SrO和/或ZnO构成的组。

[0058] 本发明的玻璃可以包含少量的传统精炼剂。添加的精炼剂的和优选为最大1.0wt％、更优选最大0.5wt％。作为精炼剂，在本发明的玻璃中可以存在如下组分中的至少一种(质量百分比)：

[0059]

[0060] 作为无机过氧化物，例如可以使用过氧化锌、过氧化锂和/或碱土金属过氧化物。

[0061] 但是，在本发明的优选实施例中，As2O3的含量为最大0.1wt％或者玻璃不含As2O3，因此此组分由于生态原因被认为是有问题的。

[0062] 本发明的玻璃优选不含PbO、As2O3、Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、SnO2、ZrO2、Nd2O5、Ta2O5和/或TiO2。具体而言，ZrO2、Nd2O5、Ta2O5和/或TiO2可以促进结晶；另外，ZrO2、Nd2O5和/或TiO2还极大地提高色散。

[0063] 本发明的玻璃优选不含Bi2O3，因此此组分可能通过Bi(III)的离子吸收而损坏玻璃的透射性，尤其是在“蓝边”(λ<420nm)。此外，Bi2O3在熔融玻璃中可以降低到胶态Bi(0)，并因此在整个光谱区域上几乎独立于波长降低玻璃的透射。但是，熔融状态下避免氧化还原剂以避免Bi(0)的形成对于熔融需要更大的花费。

[0064] 在本发明的另一个实施例中，本发明的玻璃优选不含上面没有提及作为优选组分的其他组分，即，根据这样的实施例，玻璃主要由上述优选实施例所提及的组分构成。为此，表达式“基本由...构成”是指其他组分至多作为杂质存在，而非作为单独组分故意添加到玻璃成分。

[0065] 作为光学玻璃，本发明的玻璃优选不含有诸如V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni和/或Cu的氧化物的有损颜色的组分以及/或者诸如Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er和/或Tm的氧化物的光学活性剂、例如激光活性剂的组分。另外，玻璃优选不含被认为对健康危险或从生态学观点被认为有问题的组分，例如As、Pb、Cd、Tl和Se的氧化物。

[0066] 在本发明的另一实施例中，作为光学滤波器或固态激光的碱玻璃，本发明的玻璃可以包含有量高达最大5wt％的损颜色和/或光学活性剂、例如激光活性剂的组分，这些量添加到的其他组分中，以累计到100wt％。

[0067] 此外，本发明的所有玻璃具有良好耐化学性和就结晶来说的稳定性或结晶稳定性。其特征也在于良好的可熔性和柔性、接近最终几何形状可处理性、由于降低处理成本而降低生产成本、良好离子交换性能、良好过度曝光稳定性(solarization stability)以及良好环境兼容性。

[0068] 本发明的玻璃具有小于等于640℃的Tg，结晶稳定，并且可以容易处理。

[0069] 在以20K/h的冷却速率冷却后，本发明的玻璃具有光谱上测量的15-105×10-4的消极不规则相对局部色散ΔPg,F。

[0070] 本发明的玻璃具有小于等于10×10-6/K的热膨胀系数α20-300。这样，避免了在进一步处理和接合技术中热膨胀的问题。

[0071] 本发明的玻璃具有小于或等于6.0g/cm3的特定浓度。由其制成的光学元件和/或光学部件因此特别适合于移动/或可动单元，因为其相对于含铅挂件(pendant)具有较低的惯性质量。

[0072] 为了本发明的目的，玻璃的“惯性质量”是指包含非常小比例的气泡和/或条纹和/或类似缺陷并且优选不含这些缺陷的玻璃。在实施例中，本发明的玻璃在至少一个方向上、优选在两个相互垂直的方向上不包含体积条纹(volume steak)，该体积条纹可以通过阴影法来判定。在阴影法中，玻璃试样保持在光源和观察者眼睛之间并且通过移动和倾斜玻璃试样(MIL-G-174A和相似标准)来判定阴影投影条纹，或者光照射穿过玻璃试样并且玻璃试样中存在的条纹作为阴影投影到投影屏幕(ISO 10110-4)上。此外，根据ISO 10110-3，玻璃优选符合气泡等级B1、更优选符合气泡等级B0。

[0073] 在试样厚度为10mm时，本发明的玻璃优选在600nm和/或700nm处具有至少95％、更优选至少98％的内透射比τip程度。具体而言，在试样厚度为10mm时，玻璃优选在410nm处具有至少75％、优选至少80％、更优选至少82％的内透射比τip程度。

[0074] 这样的光学位置的设定，当使用灵敏精密机器时，通过本发明已经获得了确保高规格的接近最终几何形状热压成形的粘度-温度分布和处理温度。另外，已经获得结晶稳定性和粘度-温度分布的相关性，其使得可以容易进行玻璃的进一步热处理、例如压制或再压制或离子交换处理。

[0075] 本发明还涉及本发明玻璃在以下应用区域的应用，该应用区域包括：成像、感测器技术、显微术、医疗技术、数字投影、电信、光通信技术、信息传输、汽车领域的光学/照明、微影、步进机、准分子雷射、晶片、计算机芯片以及集成电路和包含这些电路和芯片的电子仪器。

[0076] 本发明还提供包括本发明玻璃的光学元件。具体而言，光学元件可以是透镜、棱镜、光导棒、队列(array)、光纤、梯度部件(gradient component)、光学窗口以及紧凑部件。为了本发明的目的，术语“光学元件”也包括这样光学元件的预型件，例如凝块(gob)、精密凝块等。

[0077] 本发明还提供用于生产光学元件的处理，其包括步骤：

[0078] -落料压制(精密压制)本发明的光学玻璃。

[0079] 本发明还提供使用此类光学元件用于生产光学部件，例如用于感测器技术、显微术、医疗技术、数字投影、电信、光通信技术/信息传输、汽车领域的光学/照明、微影、步进机、准分子雷射、晶片、计算机芯片以及集成电路和包含这些电路和芯片的电子仪器。

[0080] 本发明还提供包括上述光学元件的光学部件，例如用于成像、感测器技术、显微术、医疗技术、数字投影、电信、光通信技术/信息传输、汽车领域的光学/照明、微影、步进机、准分子雷射、晶片、计算机芯片以及集成电路和包含这些电路和芯片的电子仪器。

具体实施方式

[0081] 表2和3包含优选成分范围的13个示例，而表4包含三个比较示例。示例中所述的玻璃如下生产：

[0082] 称量出用于氧化物的原材料、优选对应的氧化物、氮化物或碳酸盐，可选地添加诸如Sb2O3的一种或多种精炼剂，以及随后将混合物彻底混合。玻璃混合物在批量熔融设备中在约1250℃下熔融、然后精炼(1300℃)并均质化。玻璃可以在约1000℃的铸制温度下铸制并处理以得到期望尺寸。在大容量、连续设备中，温度可以基于经验降低至少约100K，并且材料可以在接近最终几何形状热压处理、例如精密压制中进行处理。

[0083] 100g的计算玻璃的熔融示例(示例5)：

[0084]

[0085] 表2熔融示例(质量百分比)

[0086]  示例1 示例2 示例3 示例4 示例5 示例6 示例7
La2O3 40.0 39.9 39.9 46.9 39.9 41.1 36.7
B2O3 10.1 10.2 11.8 10.0 11.8 11.1 10.2
SiO2     3.4 3.7 3.4 3.5 4.8
GeO2 5.2 4.9 5.9 1.8 5.9 6.1 4.9
HfO2 2.0 1.8 1.4 1.2 1.4 1.4 1.2
In2O3 1.7 1.9 1.9 2.0 1.9 2.0 1.3
F 9.4 2.4 7.6 3.0 7.6 5.9  
Y2O3   6.0 0.4 8.4 0.4 0.4 11.5
Gd2O3 17.5 17.9 15.0 8.7 15.0 15.4 16.3
Yb2O3 11.5 12.6 12.7   12.7 13.1 12.9
WO3 2.6 0.6   4.7      
ZnO   1.9   9.6     0.2
总量 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
SOC 71.6 79.4 75.6 71.7 75.6 75.9 77.4
SGF 19.0 18.8 24.4 18.7 24.4 24.1 22.4
SOC/SGF 3.77 4.22 3.10 3.83 3.10 3.15 3.46
nd/20K/h 1.8023 1.8627 1.7979 1.8488 1.7622 1.7784 1.8711
υd/20K/h 47.72 44.35 49.41 42.71 52.29 50.78 44.20
Pg,F 0.5623 0.5642 0.5580 0.5679 0.5627 0.5549  
ΔPg,F -12 -50 -27 -40 68 -35  
α20-300         9.2 9.2  
Tg         593 603  
ρ         5.52 5.58  

[0087] SGF:玻璃组成(B2O3、SiO2、GeO2、HfO2、In2O3、P2O5)的和

[0088] SOC:光学组分(Y2O3、Gd2O3、Yb2O3、La2O3、WO3、F)的和

[0089] 表3熔融示例(wt％)

[0090]  示例8 示例9 示例10 示例11 示例12 示例13 示例14
La2O3 37.0 36.0 41.0 41.0 41.0 41.0 42.2
B2O3 7.0 6.0 10.0 10.1 10.1 10.1 10.4
SiO2     3.4 3.5 3.5 3.5 3.6
GeO2 11.0 12.0 6.1 6.1 6.1 6.1 6.3
HfO2 2.0 1.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
In2O3 2.0 1.0 4.8 1.9 1.9 1.9 2.0
F 4.0 6.0 4.1 4.1 4.1 4.1 4.2
P2O5       2.9      
Y2O3   1.0 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
Gd2O3 17.0 19.0 15.4 15.4 15.4 15.4 15.9
Yb2O3 9.0 15.0 13.0 13.1 13.1 13.1 13.5
ZnO 6.0 3.0          
MgO 5.0            
CaO         2.9    
BaO           2.9  
总量 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
SOC 67.0 77.0 73.9 74.0 74.0 74.0 76.2
SGF 22.0 20.0 25.8 26.0 23.1 23.1 23.8
SOC/SGF 3.05 3.85 2.86 2.85 3.20 3.20 3.20
nd/20K/h 1.8212 1.8131 1.8064 1.7837 1.7968 1.7983  
υd/20K/h 44.09 46.81 48.26 50.39 48.70 49.10  
Pg,F 0.5642 0.5607 0.558 0.5547 0.5568 0.5585  
△Pg,F -54 -43 -47 -43 -51 -27  
α20-300 9.79 9.99 9.13 8.99 9.72 9.49  
Tg 615 604 636 629 631 624 632
ρ 5.68 6.12 5.71 5.51 5.53 5.66  

[0091] SGF:玻璃组成(B2O3、SiO2、GeO2、HfO2、In2O3、P2O5、Al2O3)的和

[0092] SOC:光学组分(Y2O3、Gd2O3、Yb2O3、La2O3、WO3、F)的和

[0093] 表4：比较示例(wt％)

[0094]  比较示例1 比较示例2 比较示例3
La2O3 30.0 36.5 46.8
B2O3 11.0 12.7 19.7
SiO2 6.0 5.0 1.5
GeO2     0.5
HfO2 20.0 1.8 0.6
In2O3 4.0 1.2  
F     1.3
Y2O3   12.8 0.3
Gd2O3 29.0 17.0 4.4
Yb2O3   13.0 2.2
WO3     5.4
ZnO     17.3
Total 100.0 100.0 100.0
OC的和 59.0 79.3 60.4
GF的和 41.0 20.7 22.3
SOC/SGF 1.44 3.83 2.71
铸制后状态 结晶 结晶 结晶

[0095] SGF:玻璃组成(B2O3、SiO2、GeO2、HfO2、In2O3、P2O5)的和

[0096] SOC:光学组分(Y2O3、Gd2O3、Yb2O3、La2O3、WO3、F)的和

[0097] 如阴影法所判断，示例的所有玻璃在至少一个方向上没有体积条纹，符合根据ISO 10110-3的气泡等级B1并且在600nm和700nm处于具有至少95％的内透射比τip以及在410nm处具有至少75％的内透射比τip。