本發(fā)明屬于膠合劑，具體涉及一種光學(xué)膠合劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、紅外波段包括近紅外波段(1-3μm)、中紅外波段(3-5μm)、遠(yuǎn)紅外波段(8-14μm)。光學(xué)成像系統(tǒng)，多需用到光學(xué)成像鏡頭以用于接收成像物體發(fā)出的成像光和成像。光學(xué)成像系統(tǒng)獲得的物像會(huì)受到多種可能導(dǎo)致像差的因素，如球面像差、彗形像差、像散、像場(chǎng)彎曲和畸變等因素的影響。為了能夠得到高質(zhì)量和低畸變的成像效果，光學(xué)鏡頭就需要具有高緊湊性、高消像差等優(yōu)點(diǎn)，而通過(guò)鏡頭膠合工藝能夠有效消除各種像差，改善成像質(zhì)量。此外，紅外光纖系統(tǒng)中也需要紅外光學(xué)膠合劑進(jìn)行光纖器件的膠合，提高系統(tǒng)緊湊性和穩(wěn)定性。

2、膠合工藝是指將兩個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件(如透鏡、濾鏡、光纖端帽、光纖耦合器等)通過(guò)膠合劑膠合在一起，形成一個(gè)完整光學(xué)系統(tǒng)的工藝。這種工藝常常被用于制作復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，如望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、攝影鏡頭和光纖系統(tǒng)等。膠合工藝中使用的膠合劑需要滿足：具有穩(wěn)定的光學(xué)性能、良好的機(jī)械性能、長(zhǎng)期穩(wěn)定性且易于加工。常見(jiàn)的用于膠合工藝的膠合劑有uv膠、硅膠、丙烯酸酯膠、玻璃膠等，在近紅外波段常用的膠合劑包括硅膠、聚酰亞胺(pi)、環(huán)氧樹(shù)脂等。

3、膠合劑的材料對(duì)透過(guò)的波段有一定的影響，常用的膠合劑的材料可以在可見(jiàn)光和近紅外波段透過(guò)，這些材料都具有良好的透明度和光學(xué)性能，并且能夠保持穩(wěn)定性。但當(dāng)前所有的膠合劑的材料中都含有大量的有機(jī)物和水，所以無(wú)法適用于更長(zhǎng)波長(zhǎng)的中、遠(yuǎn)紅外波段。此外，在紅外光學(xué)器件連接研究領(lǐng)域，為了保證膠合質(zhì)量，要求其膠合劑必須與膠合元件的折射率相近，即需要較高折射率的膠合劑。

4、如何減少折射率差異大或者由于折射率不匹配或相差較大引起的菲涅耳反射而導(dǎo)致功率損失仍是中、遠(yuǎn)紅外領(lǐng)域亟需解決的核心問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種能應(yīng)用于全波段紅外領(lǐng)域的光學(xué)膠合劑。

2、本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種能隨著溫度變化改變流動(dòng)性的光學(xué)膠合劑。

3、本發(fā)明所要解決的第三個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種上述光學(xué)膠合劑的制備方法。

4、本發(fā)明所要解決的第四個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種上述光學(xué)膠合劑的應(yīng)用。

5、本發(fā)明解決上述第一個(gè)和第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種光學(xué)膠合劑，其特征在于，該光學(xué)膠合劑包含as、s、i元素；其中：

6、as的原子百分比范圍是10at％～50at％；

7、s的原子百分比范圍是10at％～68at％；

8、i的原子百分比范圍是0～35at％。

9、改進(jìn)地，在該發(fā)明中，所述光學(xué)膠合劑還包括se元素；其中：

10、as的原子百分比范圍是10at％～50at％。

11、s的原子百分比范圍是x；

12、se的原子百分比范圍是y，其中x+y＝10at％～68at％，y>0；

13、i的原子百分比范圍是0～35at％。

14、本申請(qǐng)的光學(xué)膠合劑，所述光學(xué)膠合劑的折射率范圍是2.11～2.24。

15、本發(fā)明解決上述第三個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種上述光學(xué)膠合劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟；

16、(1)將光學(xué)膠合劑的各元素按比例投入玻璃管中；

17、(2)打開(kāi)玻璃管的管口，將玻璃管中抽真空；

18、(3)將玻璃管置入搖擺爐中做搖擺加熱，直至該玻璃管內(nèi)各元素均被熔制呈液態(tài)，然后冷卻該玻璃管內(nèi)的液態(tài)物質(zhì)，即制得所述光學(xué)膠合劑。

19、本發(fā)明解決上述第四個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種上述光學(xué)膠合劑的應(yīng)用，其特征在于，所述光學(xué)膠合劑用于將至少兩個(gè)光學(xué)元件膠合在一起。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：第一、本發(fā)明的光學(xué)膠合劑在全波段的光譜范圍具有良好的透過(guò)性，同時(shí)該光學(xué)膠合劑具有較高折射率，在紅外領(lǐng)域具有更好的匹配性，實(shí)驗(yàn)證明本申請(qǐng)的光學(xué)膠合劑能有效減少不同折射率材料的玻璃間的菲涅爾反射，并且可以提高玻璃的最高功率閾值，從而提升玻璃傳輸效率。

21、第二、本申請(qǐng)的光學(xué)膠合劑由砷(as)、硫(s)、碘(i)或砷(as)、硫(s)、硒(se)碘(i)元素組成，其中砷元素起成玻作用，s元素利于玻璃呈液態(tài)，se元素對(duì)成玻和利于玻璃呈液態(tài)都起作用，se元素與i元素由于其相對(duì)較強(qiáng)的離子特性，其功能可以切斷化學(xué)鍵，從而破壞網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致玻璃呈液態(tài)，即本申請(qǐng)的光學(xué)膠合劑呈液態(tài)，在性質(zhì)上介于普通無(wú)機(jī)玻璃和有機(jī)聚合物之間，在室溫下黏度大于1000pa·s，具有低tg，在常溫下具有流動(dòng)性，其流動(dòng)性隨溫度變化可以變化，可以控制膠合劑的流動(dòng)性和黏度，如果兩個(gè)光學(xué)元件之間未粘貼到位，可以通過(guò)溫度變化來(lái)改善光學(xué)膠合劑的流動(dòng)性，對(duì)光學(xué)元件重新調(diào)整后進(jìn)行粘貼；同時(shí)本申請(qǐng)的光學(xué)膠合劑呈液態(tài)更有利于膠合時(shí)的操作，粘結(jié)光學(xué)元件或者鏡頭鏡片的時(shí)候不易出現(xiàn)空氣縫隙。

技術(shù)特征：

1.一種光學(xué)膠合劑，其特征在于，該光學(xué)膠合劑包含as、s、i元素；其中：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)膠合劑，其特征在于：所述光學(xué)膠合劑還包括se元素；其中：

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)膠合劑，其特征在于：所述光學(xué)膠合劑的折射率范圍是2.11～2.24。

4.一種權(quán)利要求1～3中任一權(quán)利要求所述的光學(xué)膠合劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟；

5.一種權(quán)利要求1～3中任一權(quán)利要求所述的光學(xué)膠合劑的應(yīng)用，其特征在于，所述光學(xué)膠合劑用于將至少兩個(gè)光學(xué)元件膠合在一起。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種光學(xué)膠合劑及其制備方法和應(yīng)用，該光學(xué)膠合劑包含As、S、I元素；其中：As的原子百分比范圍是10at％～50at％；S的原子百分比范圍是10at％～68at％；I的原子百分比范圍是0～35at％。本發(fā)明的光學(xué)膠合劑在全波段的光譜范圍具有良好的透過(guò)性，同時(shí)該光學(xué)膠合劑具有較高折射率，在紅外領(lǐng)域具有更好的匹配性，實(shí)驗(yàn)證明本申請(qǐng)的光學(xué)膠合劑能有效減少不同折射率材料的玻璃間的菲涅爾反射，并且可以提高玻璃的最高功率閾值，從而提升玻璃傳輸效率。

技術(shù)研發(fā)人員：王訓(xùn)四,陳可可,肖峰,王弦歌,王雨楊,夏樂(lè),白勝闖,王榮平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧波大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19