一种钙钛矿纳米晶玻璃滤光片及其制备方法和光学元件与流程

本发明涉及一种钙钛矿纳米晶玻璃滤光片及其制备方法和光学元件，属于玻璃滤光片。

背景技术：

1、滤光片是光学器件中常用的功能组件，用于选择性地滤除特定波长的光线。滤光片广泛应用于医疗设备、光学仪器、摄影摄像等领域。传统滤光片通常使用玻璃镀膜的方式制成，但它们存在着成本较高以及使用寿命较短的局限性。

2、在玻璃滤光片中，过渡金属离子和稀土离子着色剂滤光片的玻璃透射区有多余吸收峰且陡度差；金属胶体着色剂滤光片玻璃使用贵金属盐导致成本高且截止程度低。这两类玻璃仅适用于对滤波性能要求不高的情况，因此，需要开发一种新型的滤光片技术，以克服这些问题。

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、鉴于现有技术中存在的问题，例如：现有的玻璃滤光片的截止程度低，陡度差等，本发明的主要目的之一在于提供一种钙钛矿纳米晶玻璃滤光片。本发明的钙钛矿纳米晶玻璃滤光片的熔点较低，大大降低了熔炼温度，且原料成本低，从而节约了生产成本。

3、此外，本发明的钙钛矿纳米晶玻璃滤光片还减少了形成量子点的卤化物挥发，并显著提高玻璃滤光片的截止陡峭程度，实现工作波长(450-490nm)区域可控调控截止且透射区具有高的透过率。并且，本发明的钙钛矿纳米晶玻璃滤光片具有较好的化学稳定性，可满足行业发展对玻璃性能的要求。

4、进一步，本发明还提供一种钙钛矿纳米晶滤光片玻璃的制备方法，该制备方法简单易行，原料易于获取，适合大批量生产。

5、用于解决问题的方案

6、本发明首先提供一种钙钛矿纳米晶玻璃滤光片，其包括以质量百分比计的以下组分：

7、bi2o3：50～80％；

8、b2o3：8～25％；

9、la2o3：1～10％；

10、al2o3：0～3％；

11、na2so4：0～1％；

12、并且，所述钙钛矿纳米晶玻璃滤光片还包含有cs2o、pbbr2、nacl和nabr。

13、根据本发明所述的钙钛矿纳米晶玻璃滤光片，其中，以质量百分比计，所述cs2o的含量为8～18％，所述pbbr2的含量为5～15％，所述nacl的含量为1～3％，所述nabr的含量为1～3％。

14、根据本发明所述的钙钛矿纳米晶玻璃滤光片，其中，以质量百分比计，cs2o、pbbr2、nacl和nabr的含量之和cs2o+pbbr2+nacl+nabr为10～30％；和/或，

15、cs2o与pbbr2的质量比为0.7～0.8:1，或者，cs2o与pbbr2的质量比为1.5～1.8:1。

16、根据本发明所述的钙钛矿纳米晶玻璃滤光片，其中，当所述钙钛矿纳米晶玻璃滤光片的厚度为2mm时，其截止波长为450nm以上；和/或，

17、当所述钙钛矿纳米晶玻璃滤光片的厚度为2mm时，在520～550nm波段处的透过率为65％以上，在550～630nm波段处的透过率为70％以上，在630～800nm波段处的透过率为79％以上。

18、根据本发明所述的钙钛矿纳米晶玻璃滤光片，其中，所述钙钛矿纳米晶玻璃滤光片的耐酸稳定性为2级或1级；所述钙钛矿纳米晶玻璃滤光片的耐水稳定性为2级或1级。

19、本发明还提供一种根据本发明所述的钙钛矿纳米晶玻璃滤光片的制备方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：

20、将所述钙钛矿纳米晶玻璃滤光片的各组分原料混合，得到混合料；

21、将所述混合料进行熔炼、成型并退火后，得到铋酸盐前驱体玻璃；

22、将所述铋酸盐前驱体玻璃进行热处理，得到钙钛矿纳米晶玻璃滤光片。

23、根据本发明所述的制备方法，其中，所述熔炼包括将所述混合料放置于熔炼炉中熔化后再均化，得到熔融玻璃；

24、优选地，所述均化是在梯度搅拌的条件下进行的；更优选地，所述梯度搅拌包括在40rpm的转速下进行4～12h、在30rpm的转速下进行4～12h、在20rpm的转速下进行1～3h、在10rpm的转速下进行1～3h中的两种或两种以上的组合；

25、进一步优选地，所述熔化的温度为900～950℃，所述均化的温度为1000～1050℃。

26、根据本发明所述的制备方法，其中，所述成型包括通过浇注或漏注的方式成型；优选地，对所述熔融玻璃降温至800～850℃后，再浇注或漏注成型；和/或，

27、所述退火的温度为280～350℃；所述退火的时间为5～8h。

28、根据本发明所述的制备方法，其中，所述热处理包括将铋酸盐前驱体玻璃置于晶化炉中进行核化和晶化；

29、优选地，所述核化的温度为350～380℃，所述核化的时间为2～10h；和/或，所述晶化的温度为400～460℃，所述晶化的时间为6～24h。

30、本发明进一步提供一种光学元件，其中，包括根据本发明所述的钙钛矿纳米晶玻璃滤光片。

31、发明的效果

32、本发明的钙钛矿纳米晶玻璃滤光片具有生产成本低、在工作波长(450-490nm)区域可控调控截止且透射区具有高的透过率、化学稳定性良好的特性，具有优越的光学性能和耐久性。

33、进一步，本发明的钙钛矿纳米晶玻璃滤光片的制备方法简单易行，原料易于获取、成本低，熔炼温度低，适合大批量生产。

技术特征：

1.一种钙钛矿纳米晶玻璃滤光片，其特征在于，其包括以质量百分比计的以下组分：

2.根据权利要求1所述的钙钛矿纳米晶玻璃滤光片，其特征在于，以质量百分比计，所述cs2o的含量为8～18％，所述pbbr2的含量为5～15％，所述nacl的含量为1～3％，所述nabr的含量为1～3％。

3.根据权利要求2所述的钙钛矿纳米晶玻璃滤光片，其特征在于，以质量百分比计，cs2o、pbbr2、nacl和nabr的含量之和cs2o+pbbr2+nacl+nabr为10～30％；和/或，

4.根据权利要求1～3任一项所述的钙钛矿纳米晶玻璃滤光片，其特征在于，当所述钙钛矿纳米晶玻璃滤光片的厚度为2mm时，其截止波长为450nm以上；和/或，

5.根据权利要求1～3任一项所述的钙钛矿纳米晶玻璃滤光片，其特征在于，所述钙钛矿纳米晶玻璃滤光片的耐酸稳定性为2级或1级；所述钙钛矿纳米晶玻璃滤光片的耐水稳定性为2级或1级。

6.一种根据权利要求1～5任一项所述的钙钛矿纳米晶玻璃滤光片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼包括将所述混合料放置于熔炼炉中熔化后再均化，得到熔融玻璃；

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述成型包括通过浇注或漏注的方式成型；优选地，对所述熔融玻璃降温至800～850℃后，再浇注或漏注成型；和/或，

9.根据权利要求6～8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述热处理包括将铋酸盐前驱体玻璃置于晶化炉中进行核化和晶化；

10.一种光学元件，其特征在于，包括根据权利要求1～5任一项所述的钙钛矿纳米晶玻璃滤光片。

技术总结本发明提供一种钙钛矿纳米晶玻璃滤光片及其制备方法和光学元件。所述钙钛矿纳米晶玻璃滤光片包括以质量百分比计的以下组分：Bi2O3：50～80％；B2O3：8～25％；La2O3：1～10％；Al2O3：0～3％；Na2SO4：0～1％；并且，所述钙钛矿纳米晶玻璃滤光片还包含有Cs2O、PbBr2、NaCl和NaBr。本发明的钙钛矿纳米晶玻璃滤光片具有生产成本低、在工作波长(450‑490nm)区域可控调控截止且透射区具有高的透过率、化学稳定性良好的特性，具有优越的光学性能和耐久性。技术研发人员：姚冠鹏,胡锐,胡向平受保护的技术使用者：湖北新华光信息材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29