Способ изготовления стеклоизделий

ай ш)Эщ) С 03 С 27/00 СОЮЗ СОВЕТСНИХаааааааеаахРЕСПУБЛИН ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНавтааааамт авщататъатаи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ(56) 1, Авторское свидетельство СССРВ 300871, кл. 6 02 В 3/00, 1969.2, Авторское свидетельство СССРУ 463092, кл, С 03 Р 5/ОО, 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, нагреваполученного блока до температуры,меньшей температуры деформации стеклозаготовок, выдержки при этой температуре и последующего отзига, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью обеспечения изготовленияоптического растра, нагрев полученного блока осуществляют до температуры размягчения припоечного стекла.Изобретение относится к способам изготовления изделий из стекла и может быть использовано в оптической технологии при изготовлении оптических растров. 5Известны способы изготовления оптических растров;, которые можно разделить на фотохимические, химические и механические.Известен фотохимический способ 1 О изготовления оптических растров, включающий экспонирование на фотопластинку через проекционный растр изображения вьмодного зрачка осветителя и последующую химическую обра ботку фотопластинки (проявление, задубливание и т,д.)Однако полимерные растры, получаемые фотохимическим способом, с течением времени мутнеют, т.е. становят ся менее прозрачными, что приводит к снижению светопропускания. Кроме того, из-за усадки желатина и полимеров указанным способом невозможно получить заранее рассчитанный профиль 25 преломляющей поверхности с необходимой для практики точностью. Желатиновые линзовые растры, полученные этими способами, имеют ограничения технологического характЕра на значе- ЗО ние апертуры линзового элемента растра, определяемые небольшой стрелкой прогиба линзового элемента, которая зависит от толщины фотоэмульсии (порядка 30 мкм).35Известен 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 эле 45 мент растра, что приводит к ограниче. . нию номенклатуры изготовляемых растров. Полученные этим способом растры 50не позволяют иметь высокиЕ параметры,шероховатости поверхности, Известныеспособы изготовления оптических раст.ров не позволяют получать растрыс криволинейной рабочей поверхностью,5которые могут быть использованыв сотовых конденсорах, упрощая егоконструкцию. Известен механический способ изготовления линзовых растров путемсборки его иэ отдельных оптическихэлементов. Указанная сборка можетбыть осуществлена путем последовательного склеивания линзовых элементовбоковыми поверхностями, или приклеиванием их к общей подложке 3 .Способ изготовления линзовых растров последовательным приклеиваниемэлементов не позволяет обеспечитьточность упаковки линзовых элементоврастра из-за их перекоса, вследствиенеравномерного растекания и усадкиклея в процессе полимериэации, чтоне позволяет обеспечить точность шага оптического растра,Растры, полученные, путем последовательного приклеивания отдельныхэлементов, имеют малую механическуюпрочность и термостойкость. Например,при работе в мощном лазерном пучкеони могут рассыпаться или деформироваться иэ-за разрушения слоев клея.Наиболее близким к предложенномупо технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления стеклоизделий путем блокировки стеклозаготовок, с припоечнымстеклом, нагрева полученного блокадо температуры, меньшей температурыдеформации 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 его формане сохраняется.Цель изобретения - обеспечениеизготовления оптического растра.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу изготовлениястеклоизделий путем блокировки стеклозаготовок с припоечным стеклом, нагрева полученного блока до температу"ры,меньшей температуры деформациистеклозаготовок выдержки при этойтемпературе и последующего отжига,нагрев полученного блока осуществляютдо температуры размягчения припоечного стекла.На фиг1 представлен оптический растр, вид сбоку, разрез, для случая, когда между боковыми поверхностями стеклозаготовок (элементов растра)3 1124 помещено припоечное стекло в виде тонких стеклянных пластин толщиной 0,05 мм; на фнг., 2 - то же, стекло- заготовки (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 И 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 а - термообработка без поджииа элементов растра д уг к другу, кри О вая 8 - термообработка с поджимом элементов растра друг к другуП р и м е р 1. Значения режимов термообработки определяются такими параметрами, как температура размяг чення, спекания, отжига материалаУказанные параметры являются физическими константами материалов, и их конкретные значения зависят от марок (типов) используемых материалов.Производят изготовление оптического линзового растра нэ стеклозаготовок 1 марки К 8, в качестве припоеч" ного стекла 2 исйользуют стекло марки ТФв виде пластинок толщиной 0,05 мм, имеющее коэффициент линей 35 ного расширени, близкий к коэффициентулинейного 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 .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 пфследующим охлаждением в течение 4- .56 45 ч до 20 С (фиг, 7, кривая 6 )000 4ляемой допусками, остаются неизменными. Весь процесс изготовления оптического растра занялч беэ охлажде"ния после отжига, а с охлаждением -не более 12 ч.При изготовлении оптического растра стеклозаготовки 1 можно поджиматьдруг к другу. ПРоцесс термообработкив этом случае описывается кривой о(фиг. ). При этом время выдержки притемпературе термообработки блока сокращается на 1 ч, а весь процесс занимает не более 10 ч.П р и м е р 2. Используют те жематериалы, что и в примере 1.Элементы растра.(стеклозаготовки 1) выполнены в,виде плосковыпуклых линзИхблокируют основанием с припоечнымстеклом 2 в виде подложки (фиг, 2).Режим термообработкн как в примере 1.Так как термообработку блока проводят при температуре меньшей, чемтемпература размягчения материалаэлементов растре, то оптические свойства последних остаются неизменнымн,т.е. линзовый растр будет обладатьзаранее известными характеристиками.Предлагаемая технология изготовления растров позволяет обеспечитьточность упаковки отдельных элемен"тов растра за счет постоянства шагамежду элементами растра, а следовательно, повышение качества получаемо"го растра.Проведение термообработки при пониженном давлении, например Ю вакууме, обеспечивает частичное нли пол"ное устранение газов (воздухе) иззоны контакта элементов растра, что ,повышает механическую и лучевую прочность соединения и качество получаемого растра.Предлагаемый способ позволяет получить растры с криволинейной рабочейповерхностью, выполняющие одновре"менно еще и функции линзы, что упро.щает конструкцию сотовых конденсаторов вследствие. уменьшения числаоптических элементов. Так как получаемый растр устанавливают на приспособление 3 (фиг. 3 и 4)имеющее заданную криволинейную форму, и нагревают до температуры размягчения припоечного стекла 2 под действиемсобственного веса, он принимает форму приспособления 3. Так как температура, до которойнагревают полученный блокзйечитель"но меньше температуры размягчения . 55элементов растра (стеклозаготовок),то форма поверхности этих элементови отклонения ее от заданной, опредеПредлагаемая технология позволяет 1получить растр, отдельные элементы3124000 5которого по конструкции сложнее, чем простая линза (фиг, 5 и 6). Это достигается тем, что на подложке, являющейся припоечным стеклом 2, блокируют отдельные линзовые элементы 5 стеклозаготовки 1, ие имеющие прелом- лающих плоских поверхностей, входящих в контакт с ней, например двояковыпуклые линзы. Затем проводят термообработку блока указанным образом. 10 При этом под действием собственного веса отдельные элементы растра утап" ливаются в размягченной подложке, являющейоя припоечным стеклом 2, и при охлаждении получается. неразъем" ф ное соединение.При изготовлении оптических растров .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 базовым, в качестве которого принят . серийный механический способ получения оптического растра с использованием клея, поэволяет повысить производительность и снизить трудоемкость изготовления растра. Так, на изготов ление по базовому способу единицы продукции одного растра обычно требуется 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 полученця в результате термообработки неразъемного соединенияэлементов нескольких растров в отличие от последовательного, как этоимеет место в базовом способе. Крометого, снижает утоипяемость рабочегопри изготовлении иэделия.Использование предлагаемого способа позвляет получить растр с повышенной механической и лучевой прочностью, что позволяет использоватьего в мощных лазерных пучках. Растр,полученный по базовому способу, невозможно использовать в лазерныхпучках из-за разрушения под действием лазерного излучения слоев клея.Предлагаемый способ обеспечиваетповышение точности упаковки элементов растра в блоке, т.е. обеспечивает точность шага, что повышает качество получаемого растра,Базовый способ не позволяет обеспечить точность упаковки элементоврастра из-за нх перекоса, вследствиенеравномерного растекания и усадкнклея в процессе полимеризации.Кроме того, предлагаемый способпозволяет получить оптический растрс криволинейной рабочей поверхностью,а также получить растр, отдельныеэлементы которого по конструкциисложнее, чем простая линза, напримердвухлинзовый компонент..Редактор М,Дьаын Техред М.бергель Корректор С.й каз 8200/2В Тираа 468 Подписное НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Рауаская наб., д. 4/5