Жидкая оптическая среда Российский патент 2023 года по МПК G02B1/04 G02B5/00 C07C43/115 

Изобретение относится к оптике, в частности, к жидким оптическим средам.

Известны жидкие оптические среды и способы их получения.

Например, известен способ получения жидких оптических поверхностей [RU 2115144, С1, G02B 1/06, 10.07.1998 ], в котором заливают в кювету несмешивающиеся или частично смешивающиеся жидкости, смачивающие стенки кюветы, при этом, одной из используемых жидкостей является фторуглеродная жидкость с общей формулой C_nF_m, а после заливки начальным механическим воздействием на эти жидкости раздвигают слои верхних жидкостей до слоя C_nF_m°до формирования на границах раздела жидкостей и жидкостей и газа воспроизводимых оптических поверхностей.

Недостатком способа является относительно узкая область применения.

Известны также жидкие среды, выполненные, в частности, в виде микролинз [US 6936196, В2, B29D11/00; G02B3/14, 11.12.2003], которые включают каплю жидкости, положение и/или кривизну поверхности которой можно изменить (настроить), например, путем выборочного смещения одного или нескольких электродов, сконфигурированных для указанной капли, при этом, капля содержит оптически отверждаемый жидкий клей, который полимеризуется под воздействием УФ-излучения, что позволяет зафиксировать желаемую конфигурацию, например, фокусное расстояние микролинзы.

Недостатком такой среды является относительно узкая область применения.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является жидкая оптическая среда, используемая для создания варифокальной жидкой линзы [RU 2652522, С1, G02B 3/14, 16.05.2017], представляющей собой каплю жидкости, поглощающую излучение в объеме капли и сидящую на твердой прозрачной подложке, причем, перестройка фокусного расстояния капли обусловлена изменением кривизны ее свободной поверхности из-за теплового воздействия лазерного пучка на каплю, при этом, жидкость является нелетучей и в отсутствие лазерного излучения капля жидкости представляет собой собирающую линзу, кривизна поверхности капли изменяется под действием термокапиллярных сил, возбуждаемых тепловым воздействием лазерного пучка на каплю, а величина и знак кривизны и фокусного расстояния определяются мощностью лазерного пучка.

При этом, жидкая линза одержит два компонента - воду и 1-бромдодекан, причем, наличие в жидкости воды не позволяет получить жидкую среду с показателем преломления больше, чем 1,515 при условии ее применения и при низких температурах. Это сужает область применения известной жидкой оптической среды.

Однако, при решении специальных исследовательских и практических задач имеется необходимость обеспечить жидкие линзы и другие устройств на жидкой оптической среде с показателем преломления более 1,515 и с возможностью использования при низких температурах.

Задача, которая решается в изобретении направлена на создание жидкой среды с показателем преломления более 1,515 с возможностью использования при низких температурах.

Требуемый технический результат заключается в улучшении характеристик жидкой оптической среды и обеспечения ее показателя преломления более 1,515 и возможности ее использования при низких температурах.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, жидкая оптическая среда одержит полифениловый эфир с шестью кольцами 6Р5Е (Бис[м-(м-феноксифенокси) фениловый]) и декагидронафталин (декалин) при следующих соотношениях мас.%:

полифениловый эфир с шестью кольцами 6Р5Е (Бис[м-(м-феноксифенокси) фениловый]) - 80…100,

декагидронафталин (декалин) - остальное.

Получают жидкую оптическую среду следующим образом.

Для достижения требуемого технического результата была поставлена задача не применять воду и создать жидкость с показателем преломления значительно больше, чем 1,515.

Для ее решения задачи использован полифениловый эфир с 6 кольцами - это Бис[м-(м-феноксифенокси) фениловый. Его торговое название OG - 138. Он имеет показатель преломления 1,67. Вязкость при 38°С 2000 сП. Термическую стабильность 447°С. Поверхностное натяжение 49,9 дин/см. Температуру застывания 10°С.

Для снижения температуры застывания использован декагидронафталин (декалин). Он имеет температуру застывания минус 40°С. Температуру кипения 185 градусов. Показатель преломления 1,48. Вязкость 3 сП. Поверхностное натяжение 32 дин/см.

Получены 3 состава, показанные в таблице, где ПФЭ - полифениловый эфир, n - показатель преломления, Т.зам - температура замерзания, в.ч. - весовые части.

Таким образом, предложенный состав жидкой оптической среды позволяет решить поставленную техническую задачу и обеспечить создание жидкой среды с показателем преломления более 1,515 с возможностью использования при низких температурах.

В изобретении предлагается жидкая оптическая среда, состоящая из полифенилового эфира с шестью кольцами 6Р5Е (бис[м-(м-феноксифенокси)фениловый]эфир) и декагидронафталина (декалин), причем содержание бис[м-(м-феноксифенокси) фениловый]эфира составляет от 80 до менее 100 мас.%, остальное – декалин. Предложенный подход позволяет получить оптические среды, имеющие показатель преломления более 1,515 и остающиеся жидкими до -26 °С. 1 табл., 3 пр.

Жидкая оптическая среда, содержащая полифениловый эфир с шестью кольцами 6Р5Е (бис[м-(м-феноксифенокси) фениловый]) и декагидронафталин (декалин) при следующих соотношениях, мас.%:

полифениловый эфир с шестью кольцами 6Р5Е

(бис[м-(м-феноксифенокси) фениловый]) – 80 и более до менее 100,

декагидронафталин (декалин) - остальное.