Специальные оптические стёкла – цветные , лазерные , магнитоактивные

Цветное оптическое стекло .

В ряде оптических применений необходимы цветные ,окрашенные оптические стёкла,пропускающие излучение в одном из узких участков спектра.Какое излучение пропускает стекло , такой цвет оно и имеет.Все прочие участки спектра поглощаются. Это достигается введением в состав стекла специальных добавок – красителей. Различают молекулярные красители ( они растворяются в стекле , образуя ионно – молекулярные соединения , то есть как бы входят в формулу стекла,сцепляются с ионами стеклообразователей ) и коллоидные красители,которые находятся в стекле в виде взвеси коллоидно – дисперсионных частиц,не образуя химических связей. Молекулярные красители – обычно окислы металлов тяжёлой и переходной групп . Основные окислы и даваемые ими цвета суть следующие :

Mn ₂O₃ – фиолетовый ;CoO – синий ; NiO – красно – фиолетовый ; Cr₂O_{3 –} жёлто – зелёный; VaO – зелёный ; FeO и Fe₂O_{3 –} зеленый,сине- зелёный,коричневый; UO₃ – жёлтый.

Коллоидные красители : Au ( золото ) – красно – оранжевый ; Ag (серебро) – золотисто – жёлтый ; Cu ( медь ) - ярко – красный ; Se ( селен ) – жёлтый – тёмно – красный .

Для сохранения нужной валентности соответствующего иона ( это важно для обеспечения необходимого спектра поглощения и,соответственно, цвета окрашивания ) при варке цветного стекла в шихту добавляют окислители или восстановители .

Марки цветного стекла называются по спектру пропускаемого излучения ; различают стёкла УФС ( ультрафиолетовое стекло ),ФС,СС,С-Зс,ЗС,Ж-ЗС,ОС ( Оранжевое ),КС,ИКС, ПС ( Пурпурное ), НС ( нейтральное , ослабляющее все участки спектра равномерно ) , ТС ( тёмное ) , БС ( бесцветное ).

Отдельный , весьма важный и обширный класс оптических стёкол , составляют лазерные стекла – стёкла , кроме окислов – стеклообразователей содержащие ионы металлов переходной и редкоземельной групп ( например , неодим Nd³⁺ и эрбий Er³⁺ ) , обладающие лазерными свойствами – способностью усиливать и генерировать когерентное оптическое излучение определённого диапазона при облучении их излучением накачки. Лазерные стёкла представляют собой,как правило,многокомпонентные стёкла сложного состава,например, лантан – бариево – боратные ,основанные на комбинации окислов лантана ,бария ,бора. Высокими генерационными свойствами обладают также фосфатные стёкла. Отдельной группой в ряду лазерных стёкол стоят соединения , в которых вместо окислов металлов используются соединения фтора – фториды , а основным стеклообразователем является фторид бериллия ( 60% -70 % состава стекла ) .Это так называемые фтористые стёкла ,например , фторбериллатные стёкла формулы BeF₂ - AlF₃ - CaF₂ - MeF ,где Me – металл ,например,Li, Na,K, Rb, Cs . В качестве Me может использоваться также магний Mg, стронций Sr,барий Ba,цинк Zn,кадмий Cd, свинец Pb.

Основной технологической особенностью при изготовлении лазерных стёкол является необходимость использования реагентов особо чистого состава с суммарным содержанием примесей менее 10^-4% . Особенно важно удаление из исходных материалов ионов металлов переходной группы,например ,меди,железа,кобальта,никеля.Это связано с необходимостью снижения показателя поглощения изготовленного стекла в диапазонах генерации лазерных элементов . Поэтому также используются платиновые тигли,высокочастотный нагрев и бесконтактные мешалки . В шихту иногда добавляют окись церия для повышения устойчивости матрицы к ультрафиолетовой части спектра излучения накачки , а также комплекс соединений – сенсибилизаторов,поглощающих неиспользованную часть излучения накачки и передающих возбуждение лазерным ионам.Необходимой частью техпроцесса является также особо тщательный отжиг сформованных изделий.Это вызвано малой теплопроводностью стекла и малым коэффициентом термического расширения . При генерации оптического излучения часть энергии поглощается внутри оптического элемента и приводит к его разрушению,причем этот процесс зарождается и развивается на областях неоднородности матрицы.

Рис.2.3 . Технологический процесс варки

многокомпонентного стекла .

Дата добавления: 2014-11-14; просмотров: 305; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!