Brevet FR2123453A1 — publié le 19720908

I 2123453 72 02645 La présente invention est relative aux verres d'optique et, plus particulièrement, aux verres d'optique présentant un indice de réfraction éle^é, un faible coefficient de dispersion, ainsi qu'une faible coloration. Il est bien connu dans la fabrication de verres que les verres d'optique 5 présentant un indice de réfraction élevé et un faible coefficient de dispersion (c'est-à-dire des crowns) sont très utiles pour la fabrication d'objectifs. Les verres présentant un indice de réfraction élevé permettent de diminuer les rayons de courbure des lentilles faits avec ce matériau et, de ce fait, rendent possible la fabrication d'objectifs jusqu'à maintenant très difficile à fabri-10 quer. Toutefois, le développement de verres d'optique présentant des indices de réfraction élevés (c'est-à-dire voisins de 1,90) est freiné, en général, par l'absorption assez importante de longueurs d'onde de la région visible du spectre de fréquence, ce qui leur donne une forte coloration. Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 150 990 décrit un verre 15 présentant une faible coloration et un indice de réfraction élevé ; ce verre contient un fort pourcentage en La^O^, et Ta2Û^ et au moins 2 % en masse de Nb^O^.-Le brevet indique clairement que les verres d'indice de réfraction élevé de la technique antérieure contenaient beaucoup de dioxyde de titane (Ti02)> ce qui leur donnait une coloration jaune-brun. Toutefois, on remarquera 20 que le composant indiqué dans le brevet comme essentiel pour obtenir un verre d'indice élevé (tel que défini dan? un article intitulé "MeHrstoffsysteme zum Aufban Optischer Glaser", Ile partie ; parmi le système formé par la juxtaposition de J^O^, La^Oj, TW^» Ta2Û^ et Nb2Û^, publié dans le n^3 de Mars 1061 dans la revue "Glatechnische Berichte 34"), est lui-même cause de forte coloration. 25 Comme indiqué par la suite, l'invention fournit un crown présentant un indice élevé et une très faible coloration, ceci grâce à l'absence de *^2^5. Un des buts de la présente invention est d'obtenir un verre d'optique présentant un indice de réfraction élevé, un faible coefficient de dispersion et une faible coloration. 30 Le verre d'optique est caractérisé suivant l'invention en ce qu'il présente la composition suivante : Composant Pourcentage en masse Oxyde de lanthane (La20^) . 15-30 Dioxyde de thorium (TM^) 20-45 Penthoxyde de tantale (Ta2Û^) 25-40 Anhydride borique (ï^O^) 4-10 Dioxyde de silicium (Si02) 1-10 Dioxyde de germanium (GeÛ2) 1-10 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description et des revendications qui suivent. 72 02645 2123453 Les verres d'optique suivant l'invention sont obtenus avec les composants et les proportions en masse indiqués dans le tableau suivant : Composant Pourcentage en masse Oxyde de lanthane ^32©^) 15-30 Dioxyde de thorium (TW^) 20-45 Pentoxyde de tantale (Ta2Û^) 25-40 Anhydride borique (I^O^) 4-10 Dioxyde de silicium (SiÛ2) 1-9 Dioxyde de germanium (GeÛ2) 1-6 De plus, on peut ajouter aux composants indiqués précédemment les composants suivants dans les proportions indiquées par le tableau suivant : Composant Pourcentage en masse Dioxyde de zirconium (ZrÛ2) 0-10 Dioxyde de titane (TiÛ2) 0-5 Trioxyde de bismuth (Bi20^) 0-5 Oxyde de plomb (PbO) 0-6 Oxyde de potassium (^0) 0-2 Oxyde de baryum (BaO) 0-5 Oxyde de zinc (ZnO) 0-5 Trioxyde d'arsenic (AS2O2) 0-2 5 La présente invention fournit des verres d'optique présentant un indice de réfraction (n^,) égal à 1,90, un fai'le coefficient de dispersion (tf"p de l'ordre de 30 à 40)et une très faible coloration. Ces verres appartiennent au système formé par la juxtaposition de î^O^, ha20^, Tl^, I^Oj. en remplaçant partiellement I^O^ par SiÛ2 et Ge02» Ainsi, on obtient une combinaison de 10 composés "formateurs de verre" (62©^, SiÛ2 et GeÛ2) à la place du seul et unique ceci permet d'obtenir des verres moins colorés et présentant un indice de réfraction élevé. On pense que la faible coloration des verres d'optique suivant l'invention provient de l'absence de Nb20^ et TiÛ2» Les excellentes propriétés optiques de ces verres semblent être dues à l'absence pratiquement 15 totale d'ions métalliques divalents qui s>nt utilisés dans d'autres verres pour améliorer leur sensibilité (au détriment de leur propriété optique). On peut aussi ajouter de petites quantités seulement des composants suivants présentant des ions métalliques divalents ï Oxyde de baryum (BaO) Oxyde de zinc (ZnO) Oxyde de cadmium (CdO) L'addition de ces ions métalliques divalents n'est pas nécessaire mais présente 20 certains avantages. Les verres ont été obtenus dans des creusets en platine à des températures 72 02645 3 2123453 comprises entre 1340°C et 1550°C et sont caractérisés par des indices de réfraction particulièrement élevés. La composition, les indices et le coefficient de dispersion de ces verres sont représentés au tableau suivant : - POURCENTAGE EN MASSE DES DIVERS COMPOSANTS ro o ro ON 4> Exemple n° B2°3 Si02 Ge02 La2°3 Th02 Ta20,- Ti02 Bi^O^ BaO Zr02 PbO "D D 1 9,00 2,70 4,50 26,10 25,20 32,50 1,94 36,7 2 9,00 2,55 4,25 24,66 23,81 30,71 5,00 1,97 31,9 3 9,00 2,55 4,25 24,66 23,81 30,71 5,00 1,94 35,1 4 9,00 2,41 4,00 23,21 32,43 28,92 1,94 37,3 5 9,00 2,26 3,75 21,80 31,04 32,14 1,95 36,2 6 9,00 1,81 3,01 20,49 25,89 39,78 1,96 34,8 7 4,00 8,52 4,20 24,38 23,54 30,35 5,00 1,91 38,2 8 9,60 4,23 1,21 20,86 26,41 24,16 1,45 6,70 5,38 1,95 34,4 ro ui LM 72 02645 5 2123453 La composition de verres suivant l'invention satisfait au tableau suivant Composant Pourcentage en masse B203 4-10 Si02 1-9 Ge02 1-6 La203 16-27 Th02 . 23-41 Ta205 24-40 Ti02 0-5 Bi203 0-5 BaO 0-5 Zr02 0-7 PbO 0-6 On peut ajouter du trioxyde d'arsenic (As^O^) dans l'un quelconque des verres satisfaisant au tableau précédent à condition que le pourcentage en masse de (As^^) soit inférieur à 2. Ceci afin de rendre le verre plus limpide. 72 02645 6 2123453 REVENDICATIONS Verre d'optique, caractérisé en ce qu'il présente la composition suivante Composant Pourcentage en masse Oxyde de lanthane (La^O^) 15-30 Dioxyde de thorium (Th02) 20-45 Pentoxyde de tantale (Ta^O^) 25-40 Anhydride borique (l^O^) 4-10 Dioxyde de silicium (Si02) 1-10 Dioxyde de germanium (Ge02) 1-10 Verre d'optique conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente la composition suivante : Composant Pourcentage en masse Anhydre borique (l^O^) 4-10 Dioxyde de silicium (Si02) 1-9 Dioxyde de germanium (GeO2) 1-6 Oxyde de lanthane (La^O^) 16-27 Dioxyde de thorium (Tl^) 23-41 Pentoxyde de tantale (Ta2Û^) 24-40 Oxyde de titane (TiÛ2) 0-5 Trioxyde de bismuth (Bi2Û3) 0-5 Oxyde de baryum (BaO) 0-5 Oxyde de zirconium (ZrÛ2) 0-7 Oxyde de plomb (PbO) 0-6 Trioxyde d'arsenic 0-2 Verre d'optique conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'il présente la composition suivante : Composant Pourcentage en masse B203 9 Si02 3 Ge02 5 l^O^ 26 Th02 25 Ta205 32 Verre d'optique conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'il présente la comp isition suivante : Composant Pourcentage en masse B2°3 9 Si02 3 Ge02 4 La2°3 24 72 02645 2123453 Th02 24 Ta205 31 Ti02 5 5 - Verre d'optique conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'il présente la composition suivante : Composant Pourcentage en masse B2°3 " - 9 Si02 3 Ge02 4 La^Oy 24 Th02 24 Ta2°5 31 Bl2°3 5 6 - Verre d'optique conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'il présente la composition suivante : Composant Pourcentage en masse E2°3 • 9 Si°2 2 Ge02 4 La203 23 Th02 33 Ta2°5 29 7 - Verre d'optique conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'il présente la composition suivante : Composant Pourcentage en masse B2°3 9 Si02 2 Ge02 4 La203 22 Th02 31 Ta205 32 8 - Verre d'optique conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'il présente la composition suivante : Composant Pourcentage en masse B2°3 9 Si02 2 Ge02 3 La„0_ 20 2 3 Th02 26 Ta„Oc 40 2 5 72 02645 2123453 9 - Verre d'optique conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'il présente la composition suivante : Composant Pourcentage en masse B2°3 4 Si02 9 Ge02 4 La203 24 Th02 24 Ta205 30 BaO 5 10 - Verre d'optique conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'il présente la composition suivante : Composant Pourcentage en masse B2°3 10 Si02 4 Ge02 1 La„0„ 21 2 3 Th02 27 Ta2°5 24 ZrO 7 PbO 5 As_0o 1 2 3