ОПТИЧЕСКОЕ СТЕКЛО

ОПТИЧЕСКОЕ СТЕКЛО


RU (11) 2209785 (13) C1

(51) 7 C03C3/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2003.08.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2002100006/03 
(22) Дата подачи заявки: 2002.01.03 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.01.03 
(45) Опубликовано: 2003.08.10 
(56) Аналоги изобретения: SU 1677025 A1, 15.09.1991. RU 2156490 C1, 20.09.2000. RU 2119896 C1, 10.10.1998. WO 98/47829 A1, 29.10.1998. EP 0385753 A2, 28.02.1990. 
(71) Имя заявителя: Займидорога Олег Антонович; Самойлов Валентин Николаевич; Проценко Игорь Евгеньевич 
(72) Имя изобретателя: Займидорога О.А.; Самойлов В.Н.; Проценко И.Е. 
(73) Имя патентообладателя: Займидорога Олег Антонович; Самойлов Валентин Николаевич; Проценко Игорь Евгеньевич 
(98) Адрес для переписки: 141980, Московская обл., г. Дубна, ул. Понтекорво, 20, кв.44, В.Н. Самойлову 

(54) ОПТИЧЕСКОЕ СТЕКЛО 
Изобретение относится к производству оптических стекол на основе SiO2-матрицы с фильтрующими добавками для использования в качестве светофильтров и элементов лазерной оптики. Изобретение позволяет существенно повысить крутизну кривой поглощения и сузить границы переходных областей и может быть использовано в фильтрах селективного поглощения заданного одного или нескольких участков спектра оптического излучения при снижении температуры варки стекла. Оптическое стекло имеет следующий состав: прозрачная матрица SiO2 с гомогенно распределенными фильтрующими добавками, представляющими наборы гомогенно распределенных в указанной матрице наночастиц металла различных геометрических форм с линейными размерами много меньше длин волн поглощаемых участков спектра при концентрации указанных частиц в матрице (1 - 3)10-5 объемных долей. Частными случаями оптического стекла являются оптическое стекло, пропускающее видимую часть спектра и поглощающее его инфракрасную часть, в котором указанные добавки представляют собой наборы наночастиц металла, например серебра, имеющих форму наностержней с отношением длины к диаметру 2,5 - 5,0, и оптическое стекло, пропускающее инфракрасную часть спектра и поглощающее его видимую часть, в котором указанные добавки представляют собой наборы наночастиц металла, например серебра, имеющих форму нанодисков с отношением толщины к диаметру в интервале 0,2 - 0,95. 2 з. п. ф-лы, 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к веществам, применяемым для изготовления оптических фильтров, и может быть использовано в фильтрах селективного поглощения заданного одного или нескольких участков спектра оптического излучения.
Известно стекло [1] на основе SiO2 матрицы, активированной полупроводниковыми добавками. Недостатками указанного стекла являются широкая переходная область от пропускания к поглощению и высокая чувствительность к термообработке.
Известно также стекло [2], которе является прототипом данного изобретения. Указанное стекло состоит из прозрачной матрицы SiO2 и следующих добавок:

Na2О, CuInS2O, CaO, SrO. Это стекло сравнительно с [1] менее чувствительно к термообработке и имеет суженную переходную область от пропускания к поглощению. Недостатком указанного стекла является все-таки достаточно широкая переходная область, которая для случая ближнего ИК диапазона составляет от 0,75 до 1,15 мкм, а также высокая температура варки стекла, равная 1350oС.
Целью данного изобретения является устранение указанных недостатков и сужение переходной зоны от поглощения к пропусканию, а также снижение температуры изготовления стекла.
Поставленная цель достигается тем, что в оптическом стекле, включающем прозрачную матрицу, например SiO2, и фильтрующие добавки, указанные добавки представляют собой наборы гомогенно распределенных в указанной матрице наночастиц металла различных геометрических форм, имеющих линейные размеры много меньше длин волн поглощаемых участков спектра, при концентрации указанных частиц в матрице (1 - 3)105 объемных долей.
Частными случаями предлагаемого оптического стекла являются: оптическое стекло, пропускающее видимую часть спектра и поглощающее его инфракрасную часть, в котором указанные добавки представляют собой наборы наночастиц металла, например серебра, имеющих форму наностержней с отношением длины к диаметру в интервале от 2,5 до 5,0; и оптическое стекло, пропускающее инфракрасную часть спектра и поглощающее его видимую часть, в котором указанные добавки представляют собой наборы наночастиц металла, например серебра, имеющих форму нанодисков с отношением толщины к диаметру в интервале от 0,2 до 0,95.
На чертеже представлены фильтрующие свойства указанных частных случаев предлагаемого оптического стекла толщиной 5 мм при концентрации указанных частиц в матрице 2105 объемных долей, где

а) зависимость поглощения Р в процентах от длины волны в мкм для указанного стекла, пропускающего видимую часть спектра и поглощающего его инфракрасную часть при длине наностержней серебра, равной 100 нм,

б) зависимость поглощения Р в процентах от длины волны в мкм для указанного стекла, пропускающего инфракрасную часть спектра и поглощающего его видимую часть при диаметре нанодисков серебра, равном 100 нм.
Как видно из чертежей, ширина зоны перехода от пропускания к поглощению в области ближнего ИК-излучения для случая а) составляет около 100 нм, для случая б) около 100 нм, что примерно в 4 раза уже, чем для стекла-прототипа.
Светофильтрующие свойства предлагаемого оптического стекла определяются резонансными частотами поглощения входящих в него металлических наночастиц - добавок. Указанные добавки при линейных размерах, значительно меньших длины волны падающего излучения, играют роль плазмонов, в которых в случае совпадения их собственных частот колебаний с частотами падающего электромагнитного излучения происходит его активное поглощение с преобразованием его энергии в тепло. Набор собственных частот колебаний плазмона определяется его формой, природой материала, из которого он состоит и геометрическими размерами. Указанное свойство частиц металла - плазмонов позволяет создавать оптические стекла-фильтры также для селективного поглощения заданного одного или нескольких участков оптического излучения, вводя в прозрачную матрицу соответствующие наборы наночастиц металлов различных геометрических форм и размеров.
Способ получения предлагаемого оптического стекла состоит в приготовлении необходимого количества наночастиц металла, в частности серебра, и смешивании его с соответствующим количеством расплавленной матрицы SiО2 при температуре около 800oС в вакууме.
Наночастицы-добавоки серебра приготавливают следующим образом.
Ядерный фильтр из полимерной пленки толщиной 30 мкм с диаметром пор, равным диамеру приготавливаемых наночастиц серебра, пропитывают раствором азотнокислого серебра (AgNО3), а затем восстанавливают металлическое серебро путем облучения ядерного фильтра ультрафиолетовым излучением. Восстановленное металлическое серебро заполняет поры фильтра, так что образуются наностержни серебра, например, диаметром 100 нм и длиной до 30 мкм. После высушивания указанный фильтр наклеивается на твердую основу и методом алмазного шлифования срезаются слои необходимой толщины (равные длине наностержней или толщине нанодисков). Далее полимерная стружка подвергается травлению в щелочи, при этом наночастицы серебра освобождаются для их смешивания с расплавленной матрицей SiO2.
ЛИТЕРАТУРА

1. Авторское свидетельство СССР 1527199.
2. Авторское свидетельство СССР 1677025. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Оптическое стекло преимущественно для изготовления светофильтров, включающее прозрачную матрицу, например SiO2, и фильтрующие добавки, отличающееся тем, что указанные добавки представляют собой наборы гомогенно распределенных в указанной матрице наночастиц металла различных геометрических форм с линейными размерами много меньше длин волн поглощаемых участков спектра при концентрации указанных частиц в матрице (1-3)10-5 объемных долей.
2. Оптическое стекло по п.1, отличающееся тем, что указанные добавки представляют собой наборы наночастиц металла, например серебра, имеющих форму наностержней с отношением длины к диаметру 2,5-5,0.
3. Оптическое стекло по п.1, отличающееся тем, что указанные добавки представляют собой наборы наночастиц металла, например серебра, имеющих форму нанодисков с отношением толщины к диаметру 0,2-0,95. 


РИСУНКИ

Рисунок 1


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к стекольной промышленности: стекольные составы и композиции, обработка стекла, оборудование для производства и разработки новых стекольных составов и композиций, приспособления и механизмы для обработки и производства стекла, специальные стекла и др.



Стекло. Стекольные составы и композиции. Обработка стекла




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "закалка стекла" будет найдено словосочетание "закалка стекла". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("закалка" или "стекла").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+закалка -стекла".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "состав" будут найдены слова "составы", "составом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "состав!".


Рейтинг@Mail.ru