[发明专利]使用可离子交换的熔合拉制的玻璃板制备的宽频的偏振器

说明书

本申请要求2013年09月17日提交的美国申请系列号61/878720的优先权，本文以该申请的内容为基础并通过参考将其完整地结合于此。

领域

本发明涉及由可离子交换的熔合拉制的玻璃板制成的玻璃偏振器(polarizer),且涉及使用可离子交换的熔合拉制的玻璃板制备这种偏振器的方法。本文所述的偏振器是宽频的玻璃偏振器，其可在电磁光谱的红外区域操作。

背景

玻璃光学偏振器由多个不同公司使用不同的方法来制备。这些玻璃光学偏振器包括Polarcor^TM(康宁有限公司(CorningIncorporated)，康宁，纽约州)玻璃偏振产品，其通过热处理包含银和卤化物离子的玻璃以沉淀卤化银颗粒来形成,然后在再拉制步骤中拉伸该颗粒，然后进行还原步骤，其中还原卤化银颗粒以在玻璃中形成各向异性的银颗粒。其它偏振器通过下述方法由硅酸钠玻璃(钠钙玻璃)来形成：在靠近玻璃表面的位置用银离子对钠离子进行离子交换，然后通过热处理和拉制该钠钙玻璃来拉长玻璃中的银颗粒。

虽然目前可用的偏振器良好地服务于工业，但随着微型化的增加，特别是在远程通讯工业中，本领域需要既薄又强度高的玻璃光学偏振器。本发明涉及这种偏振器产品，并涉及制备该偏振器产品的方法。

概述

根据本发明的一个实施方式，提供了一种玻璃光学偏振器。该玻璃光学偏振器包含基本上不含气泡的熔合拉制的玻璃，所述熔合拉制的玻璃具有两个纯净的玻璃表面以及多个细长的零价金属颗粒偏振层。

根据本发明的另一个实施方式，提供了一种制备玻璃光学偏振器的方法。该方法包含提供熔合拉制的包含碱金属的玻璃基材，以及使用熔融金属盐离子交换浴将贵金属离子离子交换进入该玻璃基材。该熔融金属盐浴包含贵金属盐和碱金属盐。该方法还包含从玻璃基材除去过量的离子交换盐,且在氢中还原贵金属离子以形成多个零价金属颗粒偏振层。该方法还包含再拉制玻璃基材以形成多个细长的零价金属颗粒偏振层。该玻璃光学偏振器具有两个纯净的玻璃表面且是基本上不含气泡的。

附图简要说明

图1的图片显示如本文所述制备的再拉制的玻璃偏振器的对比率(单位是dB)随波长的变化。

图2的图片显示如本文所述制备的再拉制的玻璃偏振器的％透射率随波长的变化。

图3是如本文所述制备的偏振玻璃在氢还原之后的横截面的SEM(扫描电子显微镜)光学照片。

图4A是如本文所述制备的偏振玻璃在420℃下氢还原20小时且在6000psi的张力下拉伸之后的SEM光学照片。

图4B是如本文所述制备的偏振玻璃在420℃下氢还原20小时且在2000psi的张力下拉伸之后的SEM光学照片。

图4C是如本文所述制备的偏振玻璃在420℃下氢还原20小时且在4000psi的张力下拉伸之后的SEM光学照片。

图5的图片显示两种不同玻璃样品的钠离子浓度和钾离子浓度。

图6A是图4A,4B和4C的玻璃偏振器的最大透射率。

图6B是图4A,4B和4C的玻璃偏振器的最小透射率。

图7显示现有技术的偏振器。

详细描述

这里，偏振器的对比度(contrast)是比率T_最大/T_最小，对比率(contrastratio)是log₁₀(T_最大/T_最小),其中T_最大是最大透射率数值且T_最小是最小透射率数值。

本发明涉及由熔合拉制的玻璃制成的玻璃光学偏振器，并涉及使用离子交换来制备偏振器的方法。本发明描述一种方法，通过该方法将金属离子离子交换进入熔合拉制的玻璃板,然后对离子交换的玻璃板进行进一步加工来制备玻璃光学偏振器。可将例如但不限于贵金属离子的金属离子离子交换进入玻璃来构建光学偏振器。出于本发明之目的，贵金属包括但不限于铜、金、铱、汞、锇、钯、铂、铼、铑、钌和银。