Стекло для фокусирующих светловодов и способов его обработки Советский патент 1977 года по МПК C03C3/08 C03C3/30 C03C21/00 

1

Изобретение относится к химическому еоставу стекла и снособу его обработки для получения световодов с градиентом показателя преломления по понеречному сечению, в частности, для получения фокусирующих световодов, способных самостоятельно транспортировать и формировать оптическое изображение без дополнительной оптики.

Известны стекла, содержащие таллий, и снособ получения на них световодов с градиентом показателя преломления по поперечному сечению методом нонного обмена в расплаве нитрата натрия и лития при 400-600°С

1. Однако таллпевое стекло имеет высокую

токсичность и аномально высокие дисперсионные свойства.

Наиболее близким к предлагаемому является стекло для фокусирующих световодов, включающее SiO2, АЬОз, ВгОз, Li2O, NaaO, MgO, AsjOs.

Однако это стекло имеет недостаточную преломляющую способность.

Цель изобретения -- получение фокусирующего распределения показателя преломления

- г/2г2

,

I

, где: По-показатель преломЛенин на оси световода, г - расстояние от оси световода, а 5 (0,01 -1,6) мм-, при сохранении прозрачности и целостности световода

2

диаметром до 10 мм в процессе ионообменной обработки.

11редлагаемый состав отличается от известного тем, что стекло дополнительно содержит ЬааОз при следующем соотнощении компонентов, вес. %:

SiO2

55-67

AlaOa 2-16

ВгОз 1-21

LiaO 2-15

NaaO 1-10

MgO

0,6-6,0

АзгОз 0,3-3

0,5-5 ЬагОз

Обработка этого состава может быть осуществлена способом ионного обмена в расплавах нитрата натрия и лития при 400-600°С. Отличие способа состоит в том, что обработку осуществляют в течение 100-500 ч.

Пример 1. Состав стекла (исходного), вес. %:

SiOs67,0

АЬОз7,0

LizO2,5

NaaO2,7

В2Оз19,0

MgO1,0

АзаОз0,3

Ьа20з0,5 Свойства стекла. Показатель преломления1,486 Средняя дисперсия0,007 Плотность, ,25 Цилиндр диаметром 6 мм, вытянутый из 5 этого стекла, обрабатывают в течепие 8 суток в расплаве нитрата натрия и нитрата лития в соотношении 99,9:0,1 при 540°С. В результате обработки получают следующее распределение показателя преломления ю п(г) 1,486(1-1,2-10- мм-2г2), где: г - расстояние от оси цилиндра в мм. Фокусное расстояние изготовленной из этого цилиндра плоской линзы длиной 18,3 мм составляет Р 153мм.15 Пример 2. Цилиндр из стекла по примеру 1 диаметром 4 мм обрабатывают в течение 100 ч в расплаве нитрата натрия и нитрата лития при соотношении 99,9:0,1 при 545°С. В результате обработки получают следуюш,ее 20 распределение показателя преломления п(г)1,486(1-11,1-10- мм-2-г2), где: г - расстояние от оси цилиндра в мм. Фокусное расстояние изготовленной из этого цилиндра плоской линзы длиной 40 мм составляет 25 F 21 мм. Обработанный цилиндр подвергают вытяжке до диаметра 1 мм. В результате вытяжки получают следуюш,ее распределение показателя преломления п (г) 1,486(1- -13,), где г - расстояние от зо оси цилиндра в мм. Формула изобретения 1. Стекло для фокусирующих световодов, включающее ЗЮг, , ВгОз, Li2O, NaaO, 35 MgO, AsgOs, отличающееся тем, что, с целью получения фокусирующего распределения показателя преломления п По 1 - 1 2 9 - -а-г 1, где По-показатель преломления па оси световода, г - расстояние от оси световода, а (0,01 -1,6) , при сохранении прозрачности и целостности световода диаметром до 10 мм в процессе ионообменной обработки, оно дополнительно содержит ZajOa при следующем соотношении компонентов, вес. %: 55-67 2-16 1-21 2-15 1 - 10 0,06-6,0 0,3-3 0,5-5 2. Способ обработки стекла по п. 1 путем ионного обмена в расплаве нитрата натрия и лития при 400-600°С, отличающийся тем, что обработку осуществляют в течение 100- 500ч. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент СССР № 403153, кл. С 03с 21/00, 1968. 2.Патент Франци № 2028865, кл. С 03с 3/00, 1970.