Способ получения оптического фильтра Советский патент 1982 года по МПК C09K9/00 

Изобретение относится к оптической технике и может быть использовано при изготовлении оптических фильтров, некоторых логических элементов и ячеек памяти. Известна оптическая система, содержащая в качестве рабочего элемента ячейку, заполненную жидкостью, способная .изменять степень пропускания света под воздействием электрического илн магнитного поля 1. Недостатком данного оптического фильтра является необходимость подвода внешней энергии в виде электрического или магнитного поля, что усложняет конструктивное оформление процессом управления. При эЛм применение данного фильтра, по существу, невозможно в условиях воздействия нерегулируемых внещних электрических н магнитных полей, нарущающих управляемое регулирование работой фильтра. Кроме того, данный фильтр не облада ет возможностью регулирования параметрами в условиях воздействия температурного градиента. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения on тического фильтра в виде фотохромной системы, включающий обработку раствора соли металла, например олова, как окислительно-восстановительного агента, растворителем, например спиртом, в присутствии фотохромного вещества. Изменение оптической плотности данной системы основано на явлении фотохромизма, т. е. обратимого фотоинду,Щ1рованного перехода фотохромных веществ из одного состояния в другое с изменением окраски в окислительно-восстановительной среде 2. Однако такая оптическая система, по существу, не является температурочувствительной, так как температура не оказывает заметного влияния на интенсивность окрашивания фотохромных веществ. При этом органические красители в составе известной системы не обладают достаточной светочувствительностью. Кроме того, недостаток известного оптического фильтра определяется его чувствительностью к внешним воздействиям, вызывающим окислительно- восстановительный процесс, например к ионизирующему и элёктромагнитном излучению. 390 Цель изобретения - обеспечение изменения оптической плотности оптического фильтра под воздействием температуры внешней среды. Поставленная цель достигается предлагаемым ,способом| получения оптического фильтра путем обработки водно-солевого раствора с концентрацией соли 0,01-0,1 М спиртом алифатического рада или его изомером в течение 1 - 20 мин с последующим отделением экстрагированного при этом продукта оптического фильтра от водного раствора. Предлагаемый способ обеспечивает получение оптического фильтра, который способен изменять оптическую плотность под воздействием температуры внешней среды, играющей роль управляющего фактора. Данный фильтр, обладая термоиндикаторными свойствами, имеет достаточную светостойкость и стойкость к воздействию электромагнитных и ионизирующих излучений. Он играет роль оптического затвора, так как запирает практически всю область видимого света и мало чувствителен к избирательному поглощению. Для осуществления предлагаемого способа воду или водные растворы неорганических солей обрабатывают алифатическим спиртом или его изомером в качестве органического экстрагента. При этом водно-солевой раствор берут в количестве, в 2-3 раза превышающим объем этого экстрагента. Жидкую смесь перемешивают до ее полного расслоения. Экстракт отделяют от водной системы и после 30 мин стабилизации используют его в качестве фильт ра. Температуру точки скачкообразного изменения оптической плотности определяют следующим образом. Оптический фильтр помешают в термостатированную ячейку и с заданной ско ростью изменяют температуру. Температуру скачка оптической плотности определяют по изменению светопоглощения с помощью фотокалориметра в рабочей области длин волн. Температурный интервал, в котором возмож но регулирование точки скачка оптической плотности путем создания оптического затвора определяется концентрацией водно-солевой системы в органической среде и соответствует температуре порядка 11-60 С. Пример 1.К20 мл изоамилового спирта добавляют 40 мл 0,01 М раствора азот нокислого свинца, перемешивают смесь 5 мин, раствор отстаивают до полного расслоения сме си, экстракт отделяют и выдерживают в течение 30 мин. Полученный продукт имеет температуру скачка изменения оптической плотнос ти при поглощении видимого света 60%. Пример 2. Процесс ведут по примеру 1, но при использовании 0,1 М раствора азотнокислого свинца. Поглощение полученным фильтром видимого света составляет 75% при температуре скачка 31 С. Пример 3. Аналогично примеру 1 экстрагируют 40 мл 0,1 М раствора ферроциа1шда калия Кз Ре(СМ5)б1 в течение 5 мин 20 мл изоамилового спирта. Полученный экстракт представляет собой оптический фильтрзатвор с областью максимального свето-поглйщения в пределах 480-520 им. Значение температурного скачка и поглощение фильтром видимого света составляет соответственно и 80%. Пример 4. 40 мл 0,1 М раствора азотнокислого свинца экстрагируют в течение 5 мин 20 мл бутилового спирта. Значение температурного скачка полученного фильтра при поглощении вкдимого света 75%. В таблице приведены интервалы изменения температуры скачка оптической плотности предлагаемого фильтра в пределах концентрации экстрагируемого раствора для различных экстрагирующих спиртов и времени экстракции. Органический Интервалы температур скачка оптической плотносэкстрагентти, С , при концентрации 0,01-0,1 г-мо.пь/л растворовРЬ(ЫОэ)2 K3(Fe(CNS)s Исследование влияния ионизирующего излучения магнитного поля и тепловых нагрузок на изменение температуры скачка оптического фильтра и работоспособность предлагаемой системы показывает, что оптический фильтр не меняет своих характеристик и работоспособности при облучении гамма-квантами изотопа Со до экспозиционной дозы ЮР при продолжительности воздействия магнитного поля до 3 сут, напряженности магнитного поля до 6000 Гс и тепловых ударов в диапазоне температур 2-80 С. Оптический активный фильтр, преимущественно работающий в определенной спектральной области, получают экстракцией органическим спиртом из водных растворов окрашенных комплексных солей типа Кз Ре(СМ5)б. K2(Co(CNS)4.

Использование предлагаемого способа получения оптическото фильтра обеспечивает по сравнению с известными исключение применения фотохромных агентов.

При этом работоспособность фильтра обеспечивается абсорбционно-рассеиваншщми свойствами водио-спиртовых систем. Предлагаемая система обладает неограниченной светостойкостью и к воздействию ионизирующего излучения Простой, недорогой и быстрый способ приготовления дает возможность получать оптичес1сие фильтры с регулируемой точкой скачка оптической плотности в широком диапазоне температуры (10-60 С). Управляющим фактором при этом является температура. Оптический фильтр замеряет практически всю область видимого света, может работать при определенных длинах волн, отвечает требованиям мш1иатюризации и обладает возможностью

оформления фильтра любой конфигурации.

Формула изобретения

1.Способ получения оптического фильтра, включающий обработку водно-солевого раствора спиртом, отличающийся тем, что, с целью обеспечения изменения оптической плотности фильтра под воздействием температуры внешней среды, водно-солевой раствор берут с

концентрацией соли 0,01-0,1 М и обрабатывают его спиртом алифатического ряда или его изомером с последующим отделением экстра:П1рованного при этом целевого продукта от водного раствора.

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, чю обработку указанного водносолевого раствора спиртом алифатического ряда или его изомером ведут в течение 1-20 минут.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Франции N 2132376, кл. Я 05 D 25/00, опублик. 1972.

2.Патент США № 3645909, кл. 252-300, опублик. 1972.