Brevet FR2477524A1 — publié le 19810911

i La présente invention se raplorte à un verre opti- que de crown qui est exempt de fluorures et présente une faible constante thermo-optique pour une plage d'indices de réfraction ne = 1,54 à 1,58 et pour des nombres d'Abbé Ve = 59 à 69, ce verre étant destiné à la réalisation d'éléments de construction optiques, qui-peuvent être uti- lisés de préférence avec une aberration d'onde minimale dans des champs de température non homogènes. On ne connait actuellement aucun verre optique pré- sentant une faible constante thermo-optique pour la plage du crown lourd des phosphates à ne = 1,54 à 1,58 et à ve = 59 à 69. Les verres optiques connus et présentant une lon- gueur de parcours optique sensiblement indépendante de la température sont situés le plus souvent dans la zone du flint lourd ou très lourd ou du crown de fluor et du crown de fluoro phosphate. Suivant des solutions techniques proposées par le brevet SU 551 275, le brevet SU 404 790 et le brevet DE 2 435 554,la faible constante thermooptique est créée pour un verre de base P20 grâce à des teneurs élevées en BaO ou en PbO ou en Cs2O. Les compositions chimiques indi- quées dans les brevets cités permettent de déterminer la position optique de ces verres. Le Nb203 utilisé entre 6 et 12 % en poids dans le brevet allemand provoque unique- ment un déplacement de la position optique dans le sens du crown SS tandis qu'une teneur en BaO, inférieure à 40 % en poids a pour effet d'augmenter la constante thermo- optique qui prend alors des valeurs positives élevées. La présente invention a pour objet une synthèse de verres optiques nouveaux à ne = 1,54 à 1,58 et à ve = 59 à 69 et présentant une faible constante thermo-optique W. W = a (n -1) + dn dt a représente l'étendue thermique linéaire dn représente le coefficient de température de l'indice dt de réfraction. 247752P l Ces verres doivent pouvoir être utilisés dans un large domaine, notamment dans la construction d'appareils scientifiques. L'invention a pour objet la réalisation de nouveaux verres optiques dans le domaine du crown lourd des phos- phates, verres présentant une faible constante thermo- optique et de ce fait également une aberration d'onde minimale et qui, grâce à leur composition, présentent les propriétés suivantes: - une faible constante thermo-optique, - 'une bonne stabilité chimique, - ne = 1,54 à 1,58 et ve = 59 à 69 pour assurer la continuité du diagramme ne/vet - une transmission élevée de la lumière dans la zone visible du spectres une bonne propriété de fusion, - de faibles pertes par évaporation lors de la fusion, - une faible tendance à la cristallisation, - une faible constante photo-élastique. Ces problèmes sont résolus conformément à l'inven- tion du fait que les verres sont réalisés par fusion en utilisant exclusivement des métaphosphates à l'exception des additions d'affinage et des additions stabilisatrices. La constante thermo-optique W est alors influencée très favorablement par des ions importants à faible intensité de champ tel que par exemple le potassium. La position optique ainsi que l'importance de la constante thermo-optique sont déterminées par le rapport quantitatif Ba(P03)2: KPO3, le baryum pouvant être rem- placé partiellement par Rb, Tl, Bi, Ca, Zn, Pb et Sr sans nuire aux caractéristiques avantageuses de ces verres. Ceci est notamment valable pour la constante thermo-optique. L'aluminium présent dans ces verres peut, de façon avan- tageuse, être remplacé entièrement ou partiellement par des ions trivalents plus importants tels que, par exemple, B, Y, Ga, In, Gd ou Sc, tandis que des additions de 247752' As, Te, Ge, Th ou Hf conviennent aussi bien à la stabili- sation des verres qu'à la modification désirée de la po- sition optique sans porter préjudice à la faible constante thermo-optique ou aux autres propriétés avantageuses. Etant donné que la teneur en bulles est générale- ment très importante dans des bains de fusion contenant des métaphosphates à l'état pur il est nécessaire d'additionner des produits d'affinage. A cet effet on peut utiliser du Ba(N03)2, du KNO3 et des mélanges de KN03/As203 ensemble ou séparément. Exemple de réalisation Les possibilités particulières de ces verres concer- nent leur utilisation dans un domaine pour lequel on ne connaissait encore aucune solution technique à ce jour. Ces verres donnent en outre accès à des domaines d'utili- sation pour lesquels un comportement athermique est indis- pensable c'est-à-dire dans lequel les variations de l'in- dice de réfraction résultant de l'influence de la tempéra- ture sont compensées par le verre afin d'éviter des manques de netteté de la reproduction de l'image. Les verres sui- vant l'invention présentent également une constante photo- élastique plus faible qui est parfois demandée lors de la réalisation d'appareils scientifiques en plus de l'étendue thermique importante et propre à ces verres. (Voir tableau page 4). Z-I Z-I T T ç6z 0o' O 'z - úúceIl fz 00'úz ú78'81 T9 'TT oog 6 t78 '1S 6 i 9- Z_ zs II99 z T m)g C) & 247752 ' REVENDICATION Verre optique de crown exempt de fluorures et à faible constante thermooptique pour une plage d'indices de réfraction n = 1,54 à 1,58 et pour des nombres d'Abbé e ve = 59 à 69 et qui présente une bonne stabilité chimique, une transmission élevée de la lumière pour la zone visible du spectre ainsi qu'une faible constante photo-élastique, caractérisé par les compositions suivantes: Ba (PO 3)2 30 Bi (PO3)3 o Sr (Po3)2 o Ca (Po3) 2 o Zn (P03)2 0 Pb (P03)2 13 54 Masse% et/ou remplacé partiellement par i l 12 '" % 18 i úf 13 if % 13,5 " % 15... 50 Masse% et/ou remplacé partiellement ou entièrement par O... 50 Al (Po3)3 2 Y (P0O3)3 Sc (P03)3 Gd (PO3)3 In (P03)3 Ga (P0O3)3 Th (P03)4 Hf (Po3)4 TeO2 GeO2 AS203 Ba (N03)2 K NO3 23... 26 Masse% et/ou remplacé entièrement ou partiellement par 0... 50 " % o... 13 " 5 0 À.. l," /0 0...13 % o..15 " % o * * * 5 .5 Masse% f, t, 0/ô " % " / il " % " % K P03 Rb P03 *t of