방사선 손상에 대해 현저하게 개선된 안정성을 갖는 유리,이것의 제조 방법 및 그 이용 document_id A220517003840

본 발명은 유리, 특히, 높은 내부 투과율과 방사선 손상에 대한 높은 안정성, 즉, 물리적인 압축 및 솔라리제이션에 대한 낮은 경향을 갖는 중 헤비플린트 유리(heavy flint glass)에 관한 것이며, 그것의 이미징 및 프로젝션에서의 이용 뿐만 아니라 광통신 기술 및 전기통신 및 컴퓨터 제조에서의 이용에 관한 것이다. 현대 광학적 고성능 설비에 대하여, 이미징 정확도 및 해상도에 관한 요구조건은 점점 더 높아지고 있다. 이는, 한편으로, 개별적인 투사 영역들의 보다 더 큰 이미징이 달성되고; 그러나, 다른 한편으로는 이미징될 구조들은 더욱더 작은 칫수로 이미징되고 높은 포인트에서 세밀한 정확도로 이미징되어야 한다는 것을 의미한다. 이러한 이유로, 더욱 더 작은 파장, 즉, 더 높은 에너지를 갖는 빛으로 노광시키는 것이 필수적인바, 이는 광학적 요소들의 에너지 부하를 증가시킨다. 또한, 예를 들면, 마이크로 리소그래피와 같은 다양한 기술 적용예에 대하여, 생산 속도를 증가시키기 위해, 더욱 더 짧은 노광시간이 요구되고, 이에 의해 상기 광학 설비를 통하여 지나가는 방사속(radiant power) 및/또는 방사선 밀도, 즉, 시간당 방사선 노광이 비자발적으로 상승하여야 한다. 또한, 광학 시스템에 대하여, 특히 통신 공학 및 전기통신에 있어서, 높은 발광 효율, 즉, 높은 투과율이 중요한 목적이다. 이는, 개별적인 광학 설비들의 개량에 대한 높은 요구조건들을 의미할 뿐만 아니라, 통상적으로는 유리인, 상기 광학 설비들에 사용되는 재료에 대한 높은 요구조건을 의미하는 것이다. 따라서, 예를 들면, 높은 에너지 밀도의 이용은, 소위 솔라리제이션이라 불리우는 현상으로 귀결되고, 이에 따라, 투과율, 즉, 광학적 요소의 방사선 투과성이 크게 감소하게 되는 것으로 알려져 있다. 그러나, 광학 요소의 전체 발광 효율이 그로 인해 감소되었을 뿐만 아니라, 이러한 결합에 있어서 흡수된 방사선에 의해 상기 광학 요소의 매트릭스 속으로 증가하는 양의 에너지가 도입되었다. 이러한 에너지의 상기 매트릭스로의 방출은 추가적으로 압축, 즉, 상기 광학 재료의 고밀도화로 귀결된다. 이러한 고밀도화는 상기 재료 매트릭스의 수축을 야기하고, 이는 또한 특히 굴절능(refraction power)과 같은 광학적 성질들의 변화로 귀결된다. 그러나, 상기 굴절속의 이러한 변화는, 상기 광학적 요소에 대해 본래 계산된 방사선 경로를 변화시키며, 이에 따라 이미징될 구조는 흐려지게 되며, 즉, 이미징 정확도가 낮아진다. 이러한 효과는 또한 강화되는데, 이는 이러한 압축이 상기 방사선 및 상기 방출된 에너지에 대하여 각각 비례하며, 각각의 단일 부품들 및 광학 시스템의 이들 요소들 내부의 국부 영역들이 또한 상이한 방사선 노광을 받기 때문이다. 이로 인해, 광학 시스템에 있어서, 기하학적으로 불규칙적인 뒤틀림이 발생하고 이는 전체 렌즈들 내에서 이례적인 현상이다. 따라서, 사용간에 이러한 영향은 달성가능한 점 해상도 및 이미지 선명도의 강한 감소로 귀결된다. 이러한 개선된 기술로 인해 이러한 시스템들은 현재 더 긴 작동 수명을 가지기 때문에, 상기 광학 요소들의 증가된 조사 시간이 발생하고 이에 따라 그것들의 에너지 부하는 증가되며 그것들의 적용 시간 및 그에 따른 그것들의 분할 상환(amortization) 및 그것들의 실행가능한 이용이 각각 제한되고 이는 다시 더 높은 비용으로 귀결된다. 이러한 유리 재료들의 광학적 품질, 즉, 방사선 투과성을 개선하려는 시도가 이미 수행되어 왔다. 예를 들면, DE 973 350 호에는 평균 산란 및/또는 v 값들에 대해 낮은 굴절율을 갖는 광학 실리케이트 유리가 기재되어 있다. 이로 인해 상기 유리들은 높은 분산력을 가져야 한다. 오목 렌즈용의 이러한 유리들은 5 내지 30 중량%의 알카리 금속 산화물, 30 내지 70 중량%의 SiO2 및 B2O3 뿐만 아니라 0.15 내지 35 중량%의 불소를 포함하며, 여기서, 5 중량% 까지의 알카리 토 금속 산화물 및 다음 물질들, 즉, AlO3, TiO2, Sb2O3, As2O3 및 PbO 중 적어도 하나가 포함되어야 한다. Al2O3 및 TiO2 의 각각의 함량은 30 중량% 보다 더 작거나 또는 동일하여야 하고, PbO 의 함량은 55 중량% 보다 더 작거나 또는 동일해야 하며, Sb2O3 의 함량은 35 중량% 보다 더 작거나 또는 동일해야 하며, As2O3 의 함량은 5 중량% 보다 더 작거나 또는 동일해야 한다. 이에 따라, 63.5 보다 더 높은 v 값이 달성되어야 하는 경우, Al2O3 + Sb2O3 + As2O3 의 함량은 B2O3 의 함량보다 더 높아야 한다. DE 973 350 호의 가르침에 따르면, 대체로 상기 유리 구조 내에서 산소를 대체하는 상당한 양의 불화물의 첨가에 의해 낮은 굴절능이 달성된다. DE-A 26 03 450 호에는, 가시광선 영역에서 높은 투과율을 갖는 광학 납 실리케이트 유리들이 기재된다. 본 공보에 따르면 역시, 광 투과율을 감소시키는 도입된 불순물들을 차폐시키는 다량의 불화물의 추가에 의해 우수한 광학적 특성들이 달성된다. 공식 출원 번호 102 07 732.0 를 갖는 출원에 따르면 납 유리들이 제안되는데, 이것들은 광학적 및 물리학적 안정성, 특히 솔라리제이션 및 압축에 대한 개선된 특성들을 가지며 우수한 내부 투과율을 갖는다. 이러한 납 유리들은 매우 더 작은 굴절능을 가지며, 이에 따라, 예를 들면, 일련의 중 플린트 유리들(SF(독일어:' S chwer f lint'))과 같은, 납 함량이 높은 유리들 보다 상당히 더 낮은 방사선 민감성을 가진다. SF 유리들은 높은 함량의 납 산화물 및 추가적인 함량의 알카리 금속 산화물을 갖는 것을 특징으로 한다. SF 유리들의 한가지 장점은 그것들의 높은 굴절능과 연관되어 있으며 광학적 디자인 영역에서 더 짧은 촛점 길이의 달성을 가능하게 하며, 이에 따라 더 작은 조립품 크기가 실현될 수 있다는 점이다. 추가적으로 납의 함량이 높은 유리들은 매우 낮은 응력-광학 계수를 가지는데, 이것은 상기 유리들을 특히 편광 제어 색채 관리 시스템(a polarization controlled colourmanagement system) 및/또는 반사 LCD 들에 의해 작동하는 디지탈 투사 영역에서의 적용에 특히 적합하게 한다. 그러나, 상기 SF 유리의 높은 납 비율은 다시 에너지의 직접적인 흡수에 의한 증가된 방사선 민감성으로 귀결된다.