Способ изготовления стеклоизделий

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛО ИЗДЕЛИЙ путем блокироШси стеклозаготовок с припоечным стеклом, нагрева полученного блока до температуры, меньшей температуры деформации стеклозаготовок , вьщержки при этой температуре и последукицего отжига, отличающийся тем, что, :: t. с целью обеспечения изготовления оптического растра, нагрев полученного блока осуществляют до температуры размягчения припоечного стекла.

аа ш) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

INVNC

РЕСПУБЛИН

Эщ) С 03 С 27/00

1.

l

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автюснамм аиидатвъстви госуд@ ственный номитет ссср

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3366974/29-33 (22) 11. 12.81 (46) 15.11.84 Бюл. В. 42 (72) В.Е.Лазарев, С М.Никитин, С.Н.Натаровский, А.А.Цуканов и М.И.филатов (53) 681 4.023 2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 300871, кл. G 02 В 3/00, 1969. 2. Авторское свидетельство СССР

У 463092, кл, G 03 F 5/00, 1972.

3. Валюс Н.А, Растровая оптика, ГИТТЛ, М.-Л., 1949, с. 413-466.

4. Патент США У 3975176, кл. 65-38, опублик. 1976. (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛОИЗДЕЛИЙ путем блокировки стеклоэаготовок с припоечным стеклом, нагрева полученного блока до температуры, меньшей температуры деформации стекло. заготовок, выдержки при этой температуре и последующего отмига, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения изготовления оптического растра, нагрев полученного блока осуществляют до температуры размягчения припоечного стекла.

1 1 24000

Изобретение относится к способам изготовления изделий из стекла и мо-1 жет быть использовано в оптической технологии при изготовлении оптических растров. 5

Известны способы изготовления оптических растров;. которые можно разделить на фотохимические, химические и механические.

Известен фотохимический способ 10 изготовления оптических растров, включающий экспонирование на фотопластинку через проекционный растр изображения вьмодного зрачка осветителя и последующую химическую обра- 35 ботку фотопластинки (проявление, задубливание и т.д.) (g .

Однако полимерные растры, получаемые фотохимическим способом, с течением времени мутнеют, T,å. становят- 20 ся менее прозрачными, что приводит к снижению светопропускания. Кроме того, из-за усадки желатина и полимеров указанным способом невозможно получить заранее рассчитанный профиль25 преломляющей поверхности с необходимой для практики точностью. Желатиновые линзовые растры, полученные этими способами, имеют ограничения технологического характЕра на значе- 30 ние апертуры линзового элемента растра, определяемые небольшой стрелкой прогиба линзового элемента, которая зависит от толщины фотоэмульсии (порядка 30 мкм).

35 Известен механический способ изго" товления оптических растров, включающий, например, выдавливание лунок шариками 12) .

Способ имеет технологические огра. . 40 ничения на значение апертуры линзо-, вого элемента растра, что влияет на разрешающую способность растра. Кроме того, .этим способом не может быть получен положительный линзовый эле45 мент растра, что приводит к ограниче. нию номенклатуры изготовляемых растров.

Полученные этим способом растры . 50 не позволяют иметь высокиЕ параметры; шероховатости поверхности. Известные способы изготовления оптических растров не позволяют получать растры с криволинейной рабочей поверхностью,5S которые могут быть использованы в сотовых конденсорах, упрощая его конструкцию.

Известен механический способ изготовления линзовых растров путем сборки его иэ отдельных оптических элементов-. Указанная сборка может быть осуществлена путем последователь. ного склеивания линзовых элементов боковыми поверхностями, или приклеиванием их к общей подложке (3 .

Способ изготовления линзовых растров последовательным приклеиванием элементов не позволяет обеспечить точность упаковки линзовых элементов растра из-за их перекоса, вследствие неравномерного растекания и усадки клея в процессе полимериэации, что не позволяет обеспечить точность шага оптического растра.

Растры, полученные, путем последовательного приклеивания отдельных элементов, имеют малую механическую прочность и термостойкость. Например, при работе в мощном лазерном пучке они могут рассыпаться или деформироваться иэ-за разрушения слоев клея.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигае мому эффекту является способ изготовления стеклоизделий путем блокировки стеклозаготовок, с припоечным стеклом, нагрева полученного блока до температуры, меньшей температуры деформации стеклозаготовок, выдержки при этой температуре и последующего отжига (41 .

Одчако указанным способом получить растры невозможно, так как термообработку блока ведут при температуре плавления припоечного стекла, в результате чего последнее переходит в жидкое состояние и егo форма не сохраняется.

Цель изобретения - обеспечение изготовления оптического растра.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления стеклоизделий путем блокировки стеклозаготовок с припоечным стеклом, нагрева полученного блока до температуры,меньшей температуры деформации стеклозаготовок, выдержки при этой температуре и последующего отжига, нагрев полученного блока осуществляют до температуры размягчения припоечного стекла.

На фиг ° 1 представлен оптический растр, вид сбоку, разрез, для случая, когда между боковыми поверхностями стеклозаготовок (элементов растра) 3 f 124 помещено припоечное стекло в виде тонких стеклянных пластин толщиной

0,05 мм; на фнг.. 2 — то же, стеклозаготовки (элементы растра) сблокированы на подложке, играющей Роль при" поечного стекла;. на фиг."3 — то же, оптический растр установлен на приспособлении шаровой формы до нагрева; на фиг. 4 — то же, оптический растр установлен на приспособлении после fe нагрева до температуры размягчения припоечного стекла; на фиг. 5 - то же, элементы растра касаются подложки, выполняющей роль припоечного стек" .ла, выпуклыми поверхностями до термо" 15 обработки; на фиг. б — то же, но после термообработки; на фиг. 7 " графики термообработки, где кривая и - термообработка без поджииа элементов растра д уг к другу, кри- 2О вая 8 — термообработка с поджимом элементов растра друг к другу

Пример 1. Значения режимов термообработки определяются такими параметрами, как температура размяг- 25 чення, спекания, отжига материала..

Указанные параметры являются физическими константами материалов, и их конкретные значения зависят от марок (типов) используемых материалов.

Производят изготовление оптичес» кого линзового растра нэ стеклозаготовок 1 марки К8, в качестве припоеч" ного стекла 2 исйользуют стекло марки ТФ-10 в виде пластинок толщиной

0,05 мм, имеющее коэффициент линей35 ного расширени®, близкий к коэффициенту линейного расширения материала стеклоэаготовок 1 (элементов растра).

Элементы растра блокируют до контак- „ та их боковыми поверхностями с приноечным стеклом 2 в виде пластинок (фиг. 1). Полученный блок помещают в печь (не показана), нагревают до температуры размягчения припоечного стекла 2 порядка 500 С и выдерживают

0 .в течение 3 ч. Далее охлаждают до температуры отжига припоечного стекла 2 порядка 405 С и выдерживают при этой температуре в течение 2 ч с па следующим охлаждением в течение 4«

4 5 ч до 20 С (фиг. 7, кривая 6) °

000 4 ляемой допусками, остаются неизменными. Весь процесс изготовления оптического растра занял 7 ч беэ охлаждения после отжига, а с охлаждением— не более 12 ч.

При изготовлении оптического растра стеклозаготовки 1 можно поджимать друг к другу. Процесс термообработки в этом случае описывается кривой b (фиг. ?). При этом время выдержки при температуре термообработки блока сокращается на f ч, а весь процесс занимает не более 10 ч.

Пример 2. Используют те же материалы, что и в примере 1.Элементы растра.(стеклозаготовки 1) выполнены в,виде плосковыпуклых линз..Их блокируют основанием с припоечным стеклом 2 в виде подложки (фиг. 2).

Режим термообработкн как в примере

Так как термообработку блока проводят при температуре меньшей, чем температура размягчения материала элементов растре, то оптические свойства последних остаются неизменнымн, т.е. линзовый растр будет обладать заранее известными характеристиками.

Предлагаемая технология изготовления растров позволяет обеспечить точность упаковки отдельных элементов растра за счет постоянства шага между элементами растра, а следовательно, повышение качества получаемо"

ro растра.

Проведение термообработки нри пониженном давлении, например в вакууме, обеспечивает частичное нли полное устранение rasoa (воздухе) из зоны контакта элементов растра, что, повышает механическую и лучевую прочность соединения и качество получаемого растра.

Предлагаемый способ позволяет получить растры с криволинейной рабочей поверхностью, выполняющие одновре" менно еще и функции линзы, что упрощает конструкцию сотовых конденсаторов вследствие уменьшения числа оптических элементов. Так как полу» чаемый растр устанавливают на приспособление 3 (фиг. 3 и 4), имеющее заданную криволинейную форму, и нагревают до температуры размягчения припоечного стекла 2 под действием собственного веса, он принимает форму приспособления 3.

Так как температура, до которой нагревают полученный блок,.зйечительно меньше температуры размягчения : 55 элементов растра (стеклозаготовок), то форма поверхности этих элементов и отклонения ее от заданной, опредеПредлагаемая технология позволяет1 получить растр, отдельные элементы

1 f24000

1 - 1

5 которого по конструкции сложнее, чем простая линза (фиг. S и 6). Это достигается тем, что на подложке, являющейся припоечным стеклом 2, блокируют отдельные линзовые элементы стеклозаготовки 1, ие имеющие преломлающих плоских поверхностей, входяа(их в контакт с ней, например двояковыпуклые линзы. Затем проводят термообработку блока указанным образом.

При этом под действием собственного

secs отдельные элементы растра утап" ливаются в размягченной подложке, являющейоя припоечным стеклом 2, и нри охлаждении получается. неразъемное соединение.

При изготовлении оптических растpos .указанным способом после блокировки целесообразно отдельные элемен-. ты растра механически поджимать друг к другу или к подложке. При этом весь процесс изготовления растра сокращается.

Предлагаемый способ по сравнению с базоным, в качестве которого принят 5. серийный механический способ получения оптического растра с использованием клея, поэволяет повысить производительность и снизить трудоемкость изготовления растра. Так, на изготов- ЗО ление по базовому способу единицы продукции одного растра обычно требу-. ется не менее 24 ч, по предлагаемому способу 10-12 ч.

Предлагаемый способ позволяет получить неразъемное соединение (растр), исключив использование клея, который может оказаться достаточно токсичным, и тем самым улучшить условия труда, а также позволяет снизить трудоемкость изготовления за счет одновре-: менного получения в результате термообработки неразъемного соединения элементов нескольких растров в отличие от последовательного, как это имеет место в базовом способе. Кроме того, снижает утомляемость рабочего при изготовлении иэделия.

Использование предлагаемого способа позвдяет получить растр с повышенной механической и лучевой прочностью, что позволяет использовать его в мощных лазерных пучках. Растр, полученный по базовому способу, невозможно использовать в лазерных пучках из-за разрушения под действием лазерного излучения слоев клея.

Предлагаемый способ обеспечивает повышение точности упаковки элементов растра в блоке, т.е. обеспечивает точность шага, что повышает качество получаемого растра.

Базовый епособ не позволяет обеспечить точность упаковки элементов растра из-sa нх перекоса, вследствие неравномерного растекания и усадкн клея в процессе полимеризации.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет получить оптический растр с криволинейной рабочей поверхностью, а также получить растр, отдельные элементы которого по конструкции сложнее, чем простая линза, например двухлинзовый компонент.

Я и

Фиг.6

: а

San ñ

ЩО

Фиг.7

Составитель Л. Голубева . Редактор И.Дыяын Техред М, бергель Корректор С.йекмар

Заказ 8200/23 Тираа 468 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1f3035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Уигород, ул.Проектная, 4