[发明专利]光学玻璃元件的制造方法及用该方法制造的光学玻璃元件

说明书

本发明涉及一种光学玻璃元件的制造方法和用该方法制造的光学玻璃元件，特别是涉及制造棱镜的方法和用该方法制造的棱镜。

在精密光学仪器中用于偏转光线的光学玻璃元件的例子是小棱镜。棱镜是具有两个或更多个光学表面的透明体，其中，至少一对表面不平行或与另一表面大致平行，由各向同性的光学材料例如玻璃制成。这样的棱镜可归入通过反射偏转光的直立棱镜和利用光色散将光分成单色光的光谱棱镜例如五角棱镜。基本的光谱棱镜是三棱镜。

对于直立棱镜或光谱棱镜，需要平整度不大于被直立棱镜或光谱棱镜反射或分离的光的波长，该平整度代表棱镜表面的扭曲或变形度(该平整度是从一个假想的平表面偏移的最大值)。为了得到足够的平整度，传统的棱镜制造方法包括反复研磨棱镜的表面，并检测研磨后表面的平整度。

图6中，首先熔化玻璃(步骤S60)，从熔化的玻璃浇注出基样玻璃(步骤S61)，将浇注的基样玻璃切成近似棱镜形(步骤S62)。然后，研磨已经被切成接近棱镜形的基样玻璃的棱镜表面，使其粗糙度为#100，然后#400、然后#600、然后#800、最后#1000，在每次研磨之后(步骤S63至S67)，都检测平整度并进行修正研磨。然后，进行抛光(精加工)(步骤68)，然后将光学涂层涂覆到预定的棱镜表面，使这些表面抗放射、反射或半透射(步骤S69)，然后将棱镜切为预定的长度(步骤S70)，这样就完成了棱镜的制造。

另一方面，日本未审专利公开号No.10-1321(Kokai)公开了一种制造棱镜的方法，其中利用热拉伸方法，从基样玻璃准备杆状玻璃元件，然后在加热软化的同时，通过压制形成的玻璃元件而得到长棱镜。

然而，图6所示的棱镜制造方法存在的问题在于，通过多次的反复研磨和检测，大的基样玻璃的尺寸逐渐减小，直到得到预定尺寸的棱镜，因此制造棱镜是费时的。而且，如果棱镜具有多边形截面，这样就有许多表面，那么相应地要研磨的表面数量增加，因此需要大量的时间。此外，随着截面形状的不同，需要特殊的夹具，造成设备费用的增加，此外，在研磨过程中，可能会使角碎裂等，造成产量降低。

此外，日本未审专利公开号No.10-1321(Kokai)所公开的棱镜制造方法存在的问题在于，通过热拉伸方法制造的是玻璃元件，而不是最后的产品棱镜，因此即使玻璃元件的棱镜表面的光滑度增加，当压制形成棱镜时，棱镜表面的光滑度将降低。

本发明的目的是提供一种制造光学玻璃元件的方法和利用该方法制造的光学玻璃元件。该方法在确保光学玻璃元件的截面形状与基样玻璃的截面形状相似的同时，能够提高光学玻璃元件的表面的平整度和光滑度，能够进行包含几个步骤的连续生产。

本发明的发明人发现，如果在加热使得基样玻璃的粘度变为10⁵至10⁹泊的同时，拉伸其截面形状基本上与所需要的光学玻璃元件的截面形状相似的基样玻璃，那么在确保光学玻璃元件的截面形状与基样玻璃的截面形状相似，并且能够进行包含几个步骤连续生产的同时，能够提高光学玻璃元件表面的平整度和光滑度。当加热基样玻璃时，如果玻璃的粘度小于10⁵泊，那么，不能确保光学玻璃元件的截面形状与基样玻璃的截面形状的相似性，此外不能得到拉伸工艺的稳定性，而如果粘度大于10⁹泊，那么玻璃的软化程度太低，不能拉伸基样玻璃而相当容易破裂。

此外，本发明人发现，如果基样玻璃的截面面积是要得到的光学玻璃元件的截面面积的5-150倍，最好10-100倍，那么能够确保光学玻璃元件的截面形状与基样玻璃的截面形状的相似性，并且能够提高光学玻璃元件表面的光滑度。如果基样玻璃的截面面积小于要得到的光学玻璃元件的截面面积的5倍，那么不能可靠地确保所需要的光学玻璃元件表面的光滑度，而如果基样玻璃的截面面积大于要得到的光学玻璃元件的截面面积的150倍，那么在热拉伸过程中端面面积的减小率太大，拉伸的玻璃易破裂。

为了达到上述目的，本发明提供了一种制造光学玻璃的方法，包括步骤：准备其截面形状基本上与所需要的光学玻璃元件的截面形状相似的基样玻璃，在加热到预定温度使得基样玻璃的粘度为10⁵至10⁹泊的同时，拉伸基样玻璃。