[发明专利]一种可见光吸收玻璃及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种可见光吸收玻璃，按摩尔百分比计含有以下元素：锰元素0‑10％；铬元素0‑5％；镍元素0‑3％；钴元素0‑3％；钒元素0‑3％；钼元素0‑0.5％，其中锰元素、铬元素、钴元素、钒元素的摩尔百分比之和≥5％。本发明还提供了上述可见光吸收玻璃的制备方法和应用。本发明所述的方法制备的可见光吸收玻璃，在300‑700nm范围内具有较高光吸收效果；且该可见光吸收玻璃在0.20mm厚度下，透过率≤0.5％。同时该可见光吸收玻璃熔制成型容易，无气泡、结石、条纹等内部缺陷，玻璃抗析晶性能、耐潮稳定性、成分稳定性好，热学性能满足光纤成像元件制备工艺要求。

技术领域

本发明涉及光学玻璃技术领域，具体涉及一种在300-700nm可见光波段具有高吸收效果的可见光吸收玻璃及其制备方法和应用。

背景技术

光吸收玻璃是一类重要的光学玻璃，主要实现对干扰杂光的吸收效果，提升光学元件的清晰度、对比度等性能。最典型的应用为光学纤维面板、光纤倒像器、纤维光锥以及光纤微透镜阵列等光纤成像元件中的杂散光吸收。随着应用领域的扩展，近年对超薄、高清晰度、高对比度的要求越来越高，因此要求光吸收玻璃的光吸收效果更好，对杂散光的吸收更彻底。

普通光吸收玻璃在1mm厚度下、可见光范围内透过率仍较高(≥10％)。针对光纤成像元件开发的光吸收玻璃，目前只能在400-900nm的可见光波段具有一定的光吸收效果。其中公开号为CN102603185A的中国专利申请公布了一种含有三氧化二铁60-100份、三氧化二估10-15份、黑色氧化镍5-10份、二氧化锰10-15份、二氧化铈5-10份的光吸收玻璃，该玻璃在0.40±0.01mm厚度下，在430-900nm波长范围内的光谱透过率≤5％。公开号为CN106772791A的中国专利申请公开了一种含有重量百分比0-15％的Fe₂O₃、0-5％的Co₂O₃、0-5％的Ni₂O₃、0-5％的MnO₂的光吸收玻璃，该玻璃在0.3mm厚度下，对400-900nm光线的光透过率≤5％。

然而，随着光学纤维面板等光纤成像元件对对比度、清晰度、刀口响应等越来越高的要求，现有技术中光吸收玻璃对于可见光波段的光吸收效果不彻底(如上述两个专利申请的透过率小于5％，还没有接近0％)，仍会造成元件中干扰杂光的存在，无法满足更高性能光纤成像元件的制备工艺需要。

同时，对于用于制备光学纤维面板、光纤微透镜阵列的光吸收玻璃而言，还应满足如下基本要求：

(1)耐潮稳定性好，防止玻璃材料及光纤成像元件受潮湿大气环境长期腐蚀而影响成像品质；

(2)优异的抗析晶性能，在光纤成像元件多次热加工过程中，玻璃材料不发生析晶和分相；

(3)成分稳定性，光吸收玻璃中通常含有较多着色离子，一旦在热加工过程中向光纤内部扩散，将极大增加光纤损耗，影响成像品质。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种在300-700nm可见光波段具有高吸收效果的可见光吸收玻璃及其制备方法和应用。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种可见光吸收玻璃，按摩尔百分比计含有以下元素：锰元素0-10％；铬元素0-5％；镍元素0-3％；钴元素0-3％；钒元素0-3％；钼元素0-0.5％，其中锰元素、铬元素、钴元素、钒元素的摩尔百分比之和≥5％。

进一步地，其中所述可见光吸收玻璃包含玻璃基底，所述锰、铬、镍、钴、钒、钼元素以其离子或氧化物形式存在于玻璃基底中。

进一步地，其中所述玻璃基底选自硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃或者磷酸盐玻璃中的一种。