[发明专利]偏光玻璃及其制造方法

说明书

本发明涉及一种偏光玻璃及其制造方法。

偏振光在光电子技术、通讯技术及传感技术中有着广泛的应用，对具有优异光学性能、良好的稳定性、耐热性和可加工的偏光材料提出了迫切的要求。以冰洲石为代表的天然偏光晶体材料生长困难，且其消光比、耐热性、光接收角等性能也难以满足各种高性能光器件的要求。玻璃本身为各向同性，不具有偏光性能。但在20世纪60年代人们报道(参见Applied Optics，Vol.7(1968)，p777-779页)经过机械拉伸的含金属化合物针状微晶的玻璃具有偏光性能。但是该报道的玻璃成分使玻璃的拉伸工艺很困难，同时制备的偏光玻璃具有变色性。

本发明的目的在于提供一种偏光、变色、玻璃成分使玻璃的拉伸工艺容易的偏光玻璃及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：为了解决以往用于制造偏光玻璃的拉伸工艺难度大、且制备的偏光玻璃具有变色性的问题，从玻璃成分及其相应的拉伸工艺对偏光玻璃的制造方法进行了改进。本发明偏光玻璃由SiO₂、B₂O₃、Al₂O₃、(Li₂O+Na₂O+K₂O)、Ag、(Cl+Br)、CeO₂组成，各组分重量百分比为：

SiO₂                  56-60

B₂O₃                 17-19

Al₂O₃                8-9

(Li₂O+Na₂O+K₂O)     13-15

Ag                      0.1-0.3

(Cl+Br)                 0.3-0.5

CeO₂                   0.1-0.2。

如上所述的偏光玻璃，其特征在于各组分重量百分比为：

SiO₂                  58.5

B₂O₃                 18.0

Al₂O₃                8.8

(Li₂O+Na₂O+K₂O)     14

Ag                      0.2

(Cl+Br)                 0.4

CeO₂                   0.1。

如上所述的偏光玻璃的制造方法，其特征在于：按以下步骤进行：

第一步，根据上述配方，按氧化物和卤化物进行称量、混合成配合料，将配合料在约1400℃下熔融2-4小时，充分均化后，将玻璃液浇注成长条的片状玻璃，随后将玻璃退火约3小时。

第二步，将退火过的玻璃在480~540℃的温度下进行适当时间的热处理，使玻璃中析出适当尺寸的Ag(Cl,Br)微晶(一般直径为30~400 nm)。

第三步，将析出有Ag(Cl,Br)微晶的玻璃在略高于玻璃转变温度的温度下强制性地进行拉伸，使玻璃中的球状Ag(Cl,Br)微晶在玻璃的粘滞力作用下，被拉成针状的颗粒。根据所需用途的不同，可以通过调节拉伸力和拉伸比，来控制针状颗粒的长径比，以保证最大消光比与使用波长范围相符。

第四步，将拉伸的玻璃切割成所需尺寸的玻璃片，并将两平行的大面抛光。

第五步，将切裁好的玻璃样品在200~450℃的温度下，在氢气气氛下进行还原处理，将针状Ag(Cl,Br)微晶转变为针状金属Ag微晶。经上述方法制造的含针状金属Ag微晶的玻璃，由于纳米级针状金属颗粒的表面等离子体共振吸收，使金属Ag的本征吸收带发生分裂，从而成为一种吸收型的偏光玻璃。