Способ получения менисков из кристаллов фтористого лития



Владельцы патента RU 2712680:

Акционерное общество "Научно-производственное объединение Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова" (АО "НПО ГОИ им. С.И. Вавилова) (RU)

Изобретение относится к технологии получения менисков, оболочек и заготовок линз оптических систем современных оптических, оптоэлектронных и лазерных приборов, работающих в ультрафиолетовой, видимой и ИК-областях спектров, и может быть использовано для получения выпукло-вогнутых линз из кристаллов фтористого лития. Способ заключается в изготовлении заготовок путем пластической деформации дисков кристаллов фтористого лития, вырезанных из пластин, перпендикулярных кристаллографическим осям 3-го или 4-го порядка, при этом пластическую деформацию осуществляют в вакууме полусферическим пуансоном с радиусом Rп в изотермических условиях при температуре 680-710°С с постоянной скоростью 2-5 мм/с в матрице с радиусом рабочей поверхности R=(Rп+rм)sin β, где Rп - радиус пуансона, rм - радиус плеча матрицы, а β - центральный угол - половина угловой апертуры заготовки, до стрелы прогиба h≤(1-cos β)⋅(Rп+rм), далее охлаждают до температуры 400°С со скоростью не более 5°С/мин. Технический результат - получение менисков из кристаллов фтористого лития высокого оптического качества. 2 пр.

 

Изобретение относится к технологии получения менисков, оболочек и заготовок линз оптических систем современных оптических, оптоэлектронных и лазерных приборов, работающих в ультрафиолетовой, видимой и ИК-областях спектров, и может быть использовано для получения выпукло-вогнутых линз из кристаллов фтористого лития.

Кристаллы фтористого лития имеют полосу пропускания от 0,105-7,0 мкм, а предел прозрачности в ультрафиолетовой области спектра является рекордным для оптических материалов.

В России в области оптических материалов был разработан и опробован промышленный способ получения заготовок сложной формы (прессования колпаков) из монокристаллов фтористого лития - высокопрозрачного в широком диапазоне длин волн излучения кристаллического материала. Основную операцию технологического процесса - прессование разогретого монокристалла осуществляют на воздухе в предварительно разогретой пресс-форме, поверхность которой посыпают измельченным графитом, на пневматическом прессе. Отпрессованный колпак выталкивателем поднимается на пресс-формой и переносится в термостат. Затем партия колпаков охлаждается. Однако, данный процесс позволяет получать заготовки с дефектной структурой из-из больших скоростей деформации при центрально-кольцевом способе нагружения и большой концентрацией и неравномерностью распределения дислокаций, а также количеством залеченных микротрещин, особенно на периферии колпака.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является технология оптических линз из монокристаллов кремния или германия, заявленная в патенте РФ №2042518, опубликованном 27.08.1995 по индексам МПК B29D 11/00, С30В 33/00, G02B 1/00. Данная технология заключается в деформировании дисков монокристаллов кремния или германия, вырезанных перпендикулярно кристаллографическим осям 3-го или 4-го порядка, которые деформируют с постоянной скоростью не более 2×10-2 мм/с в матрице, рабочая поверхность которой образована вращением кривой, состоящей из двух сопряженных дуг окружностей с радиусами Rз и rм, величины которых определяются из соотношений:

[(rм+R3)(rм+R3-hmax)-rm√(rm-RЗ)2-r2]2=R23(rм+R3)2-r2R23,

где Rз=R-δ;

h≅hmax≅R, где R - радиус полусферического пуансона;

r - радиус исходной заготовки;

rм - радиус плеча матрицы;

δ - толщина заготовки;

hmax - глубина матрицы;

h - заданная стрела прогиба заготовки или линзы.

Однако указанный способ не позволяет получать мениски из фтористого лития в связи с высокой пластичностью кристалла и необходимостью его специальной обработки.

Задача изобретения заключается в получении менисков и заготовок выпукло-вогнутых линз кристаллов фтористого лития высокого оптического качества путем пластической деформации.

Поставленная цель достигается способом, заключающимся в использовании дисков кристаллов фтористого лития, вырезанных из пластин, перпендикулярных кристаллографическим осям 3-го или 4-го порядка, которые деформируют в вакууме полусферическим пуансоном с радиусом Rп в изотермических условиях при температуре 680-710°С с постоянной скоростью 2-5 мм/с в матрице с радиусом рабочей поверхности R=(Rп+rм)sin β, где rм - радиус плеча матрицы, а β - центральный угол - половина угловой апертуры заготовки, причем стрела прогиба деформированной заготовки должна быть h≤(1-cos β)⋅(Rп+rм), далее охлаждают до температуры 400°С со скоростью не более 5°С/мин.

Форма рабочей поверхности оснастки (матрицы и пуансона) обуславливает необходимый уровень возникающих напряжений в критическом сечении в заданном температурном интервале при неоднородной пластической деформации и исключает образование сбросов и неоднородности в материале на периферии заготовки, наличие которых может резко снижать оптическую однородность оптической детали. Также позволяет получать заготовки из блочных кристаллов, т.к. напряжения на растянутой поверхности заготовки меньше предельных напряжений сдвига блока по его границе. Регулируемое охлаждение со скоростью не более 5 град/мин позволяет снизить напряжение в материале деформированного кристалла и, как следствие, двулучепреломление в детали. Использование оснастки позволяет получать заготовки оптических деталей со стрелой прогиба меньше или равной радиусу полусферического пуансона. Проведение процесса неоднородной пластической деформации в вакууме снижает окисление поверхности кристалла и предотвращает образование дефектов структуры в заготовке.

Представленный технологический процесс разработан и опробован опытным путем.

Пример №1. Диск из кристалла LiF диаметром 90,0 мм и толщиной 6,0 мм (кристаллографической плоскостью [100]) загружали в матрицу и затем в установке собирали прессоснастку (матрица, пуансон ∅ 34 мм, надставка) для пластической деформации. Затем вакуумировали установку до 10-3 мм. рт.ст. и нагревали со скоростью нагрева 10°С/мин до температуры 700°С. После технологической выдержки 0,1 часа деформировали со скоростью 5 мм/с на стрелу прогиба 19,0 мм. Деформированную заготовку охлаждали со скоростью 5°С/мин до температуры 400°С и далее инерционно охлаждали до комнатной температуры. После разгрузки установки заготовку механически обрабатывали на необходимые радиусы заготовки детали, а затем готового мениска или линзы.

Пример №2. Диск, полученный из пластины, ориентированной по плоскости [100] кристалла LiF, диаметром 120,0 мм толщиной 12,0 мм загружали в прессоснастку в установке для пластической деформации, которую вакуумировали до 10-3 мм рт.ст., затем нагревали со скоростью нагрева 10°С/мин до температуры 705°С, выдерживали в изотермических условия 0,5 часа и деформировали со скоростью 4 мм/мин. Деформированную заготовку выдерживали при температуре деформирования 0,5 часа и охлаждали со скоростью 5°С/мин до температуры 400°С и далее инерционно охлаждали до комнатной температуры.

Данный технологически прием позволил получить заготовки менисков внутреннего радиуса (34±1)(49±1) мм высокого оптического качества, оптическая однородность которых на периферии подобна параметру в центральной области деформированной заготовки и в целом не ухудшает оптическую однородность кристалла.

Способ получения менисков из кристаллов фтористого лития, включающий изготовление заготовок путем пластической деформации дисков кристаллов фтористого лития, вырезанных из пластин, перпендикулярных кристаллографическим осям 3-го или 4-го порядка, при этом пластическую деформацию осуществляют в вакууме полусферическим пуансоном с радиусом Rп в изотермических условиях при температуре 680-710°С с постоянной скоростью 2-5 мм/с в матрице с радиусом рабочей поверхности R=(Rп+rм)sin β, где Rп - радиус пуансона, rм - радиус плеча матрицы, а β - центральный угол - половина угловой апертуры заготовки, до стрелы прогиба h≤(1-cos β)⋅(Rп+rм), далее охлаждают до температуры 400°С со скоростью не более 5°С/мин.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к офтальмологии. Офтальмологическая линза может содержать асферическую первую поверхность и аторическую вторую поверхность, расположенную противоположно первой поверхности и выполненную с возможностью размещения смежно с глазом пользователя.

Изобретение относится к оптическим материалам, способным создавать ряд визуальных эффектов. Однослойная система проецирования изображений для проецирования одного или более изображений включает структуру отражающих дугообразных элементов, имеющих верхнюю дугообразную поверхность, нижнюю поверхность и ограниченную верхней дугообразной и нижней поверхностями дугообразную зону, а также отражающий узор из рельефных микроструктур изображений, расположенных по крайней мере на некоторых из верхних дугообразных поверхностей дугообразных элементов или внутри них.

Использование: для рентгеновской микроскопии, микротомографии, спектроскопии, флуоресцентной спектрометрии. Сущность изобретения заключается в том, что линза для рентгеновского излучения, выполненная из полимерного материала, включает по меньшей мере одну рабочую поверхность, выполненную в виде параболоида вращения с радиусом кривизны в вершине параболоида до 0,4 мкм.

Изобретение относится к подложке для защищенных документов, таких как банкноты, и способу ее изготовления. Указанная подложка (S) содержит один или более бумажных слоев (11, 12) и полимерный слой (20), выполненный с возможностью приклеивания к стороне по меньшей мере одного из бумажных слоев (11, 12).

Изобретение относится к интегральной оптике, а именно к способам обработки стекла, что позволит при применении таких стёкол улучшить качество датчиков волнового фронта и получить объемное изображение в трехмерных стереоскопических системах.

Оптический элемент содержит светопрозрачную рабочую и периферическую светопоглощающую части, изготовленные из оптического стекла, имеющего в составе соединения металлов.

Изобретение может быть использовано как в приборах видимого диапазона спектра, так и в ИК-системах. Двухлинзовый объектив состоит из расположенных по ходу лучей склеенных отрицательного мениска, обращенного выпуклостью к предмету, и двояковыпуклой линзы.

Изобретение относится к конструкционным изделиям ИК-оптики, обеспечивающим, наряду с основной функцией пропускания излучения в требуемом спектральном диапазоне, защитные функции приборов и устройств от воздействий внешней среды.

Изобретение относится к приемникам фасеточного зрения и может быть использовано для создания омматидиев - базовых структурных единиц фасеточного зрения, например искусственных фасеточных глаз, которые можно использовать в миниатюрных системах видеонаблюдения и контроля.

Способ создания крупноформатных многоракурсных изображений, который включает в себя использование оптической пленки, содержащей массив суперлинз, образованных зафиксированными друг относительно друга двумя массивами положительных микролинз.

Настоящее изобретение относится к области медицины, а именно к легко использующимся силиконовым гидрогелиевым контактным линзам, содержащим: предварительно сформированные силиконовые гидрогелевые контактные линзы; и сшитое гидрофильное покрытие, находящееся на предварительно сформированных силиконовых гидрогелевых контактных линзах, где сшитое гидрофильное покрытие содержит от 5 до 80 мас.% полимерных цепей, полученных из сополимера, который представляет собой продукт полимеризации композиции, содержащей (1) от 0,1 до 30 мас.% одного или большего количества реакционноспособных виниловых мономеров и (2) по меньшей мере одного содержащего фосфорилхолин винилового мономера, где указанными одним или большими количествами реакционноспособных виниловых мономеров являются виниловые мономеры, имеющие карбоксигруппу или аминогруппу, где легко использующиеся силиконовые гидрогелевые контактные линзы обладают (1) временем разрушения водяной пленки (ВРВП), составляющим 5 с или более, (2) проницаемостью для кислорода, равной не менее 40 барреров, (3) модулем упругости, равным 1,5 МПа или менее и, (4) содержанием воды, составляющим от 18 до 70 мас.%, когда она полностью гидратирована.

Изобретение может быть использовано при лазерной обработке материалов, в том числе керамических, в частности при формировании отверстий и резке. Очистку поверхности проводят кипячением в хромовой смеси.

Изобретение относится к системе (11) индикации на лобовом стекле для представления визуальной информации для наблюдателя с генератором (4) изображения для излучения первого изображения, включающей частичную область многослойного стекла (10) поверхностью проекции для отклонения проекции изображения, где также предусмотрены калибровочные средства (7, 8, 9) для выявления расхождения между первым изображением и проекцией изображения, содержится детектор (7) для регистрации характеристик отражения от многослойного стекла и предусмотрен генератор (4) изображения для генерирования скорректированного изображения в зависимости от расхождения.

Изобретение относится к получению монокристаллов метабората бария ΒaΒ2O4 (ВВО), применяемых в лазерных системах. Рост кристалла ВВО осуществляют в прецизионной нагревательной печи, обладающей высокой симметрией и стабильностью теплового поля из высокотемпературного раствора-расплава, включающего расплав бората бария ΒaΒ2O4 и комплексный растворитель на основе эвтектического состава LiF - NaF с избытком B2O3 от 3 до 7 вес.

Изобретение может быть использовано в космической технике, в оптическом приборостроении, в строительной индустрии. Пигмент для покрытий класса «солнечные оптические отражатели» приготовлен из порошка сульфата бария, который модифицирован наночастицами оксида алюминия в количестве 5 мас.%.

Изобретение относится к лазерно-струйной технологии и может применяться для локальной лазерной обработки. Лазерно-струйное устройство с вводом лазерного излучения в струйный лучевод содержит лазерный излучатель импульсно-периодического режима, малогабаритный мобильный инструмент, включающий узел формирования струйного лучевода и узел ввода лазерного излучения в струйный лучевод, оптоволоконный кабель для доставки излучения от лазера к мобильному модулю, систему снабжения инструмента жидкостью.

Изобретение относится к области получения наноструктурированных порошков твердых растворов на основе иттрий-алюминиевого граната, легированных редкоземельными элементами для производства керамики, используемой в качестве активной среды твердотельного лазера, термостойкого высокотемпературного электроизоляционного материала, окон или линз в оптических приборах, оптических элементах в ИК области спектра.

Изобретение относится к технологии получения соединений сложных оксидов со структурой граната, содержащих редкоземельные элементы, которые могут быть применены в технологии синтеза оптических керамических материалов лазерного качества при создании активных тел твердотельных лазеров различной геометрии.

Изобретение относится к области получения высоколегированного ионами эрбия прозрачного керамического материала со структурой иттрий-алюминиевого граната (Еr:ИАГ) для использования в качестве лазерного материала в медицине и оптической связи.

Группа изобретений относится к фарам транспортных средств. Рассеиватель фары содержит поликарбонатную подложку и внедренную защитную пленку, покрывающую поверхность поликарбонатной подложки.

Изобретение относится к синтезу монокристаллического CVD алмазного материала, который может быть использован в оптике, ювелирных изделиях, в качестве подложек для дальнейшего CVD роста алмазов, механических применениях, в области квантового зондирования и обработки информации.

Изобретение относится к технологии получения менисков, оболочек и заготовок линз оптических систем современных оптических, оптоэлектронных и лазерных приборов, работающих в ультрафиолетовой, видимой и ИК-областях спектров, и может быть использовано для получения выпукло-вогнутых линз из кристаллов фтористого лития. Способ заключается в изготовлении заготовок путем пластической деформации дисков кристаллов фтористого лития, вырезанных из пластин, перпендикулярных кристаллографическим осям 3-го или 4-го порядка, при этом пластическую деформацию осуществляют в вакууме полусферическим пуансоном с радиусом Rп в изотермических условиях при температуре 680-710°С с постоянной скоростью 2-5 ммс в матрице с радиусом рабочей поверхности Rsin β, где Rп - радиус пуансона, rм - радиус плеча матрицы, а β - центральный угол - половина угловой апертуры заготовки, до стрелы прогиба h≤⋅, далее охлаждают до температуры 400°С со скоростью не более 5°Смин. Технический результат - получение менисков из кристаллов фтористого лития высокого оптического качества. 2 пр.

Наверх