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Dokumentenidentifikation DE3443149C2 28.10.1993
Titel Optischer Körper und Verfahren zu seiner Herstellung
Anmelder Corning Glass Works, Corning, N.Y., US
Erfinder Borrelli, Nicholas Francis, Elmira, N.Y., US;
Trotter, Donald McLean, Corning, N.Y., US
Vertreter Reinhard, H., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Skuhra, U., Dipl.-Ing.; Weise, R., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 80801 München
DE-Anmeldedatum 27.11.1984
DE-Aktenzeichen 3443149
Offenlegungstag 29.08.1985
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 28.10.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.10.1993
IPC-Hauptklasse G02B 1/00
IPC-Nebenklasse C03C 3/085   C03C 21/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen optischen Körper gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Körpers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4 bzw. 6.

Die europäische Anmeldung EP 01 33 788 A2 beschreibt die Herstellung optischer Linsenkörper mit einer kristallisierten Matrix und optischen Linsenelementen, die über wenigstens eine Fläche des Glaskörpers hervorragen. Die Linsen können auch stabförmig durch den gesamten Glaskörper führen und an entgegengesetzten Enden hervorstehen.

Aus der DE 23 41 839 B2 ist eine Linsenrasterplatte und ein Verfahren zu ihrer Herstellung bekannt, bei der ein Elektromigrationsprozeß mit anschließendem thermischen Diffusionsprozeß vorgesehen ist. Bei dem Elektromigrationsprozeß strömen Ionen aus dem Glaskörper in die Tonschicht, während Ionen aus der Salzschmelze in den Glaskörper durch Öffnungen zur Bildung eines länglichen Bereichs mit einem höheren Brechungsindex unterhalb jeder der Öffnungen fließen. Danach wird der elektrische Strom abgestellt und der Glaskörper über eine bestimmte Zeitdauer auf derselben Temperatur gehalten, damit Ionen aus den länglichen Bereichen thermisch in angrenzende Bereiche des Glaskörpers diffundieren können und damit Ionen, die in dem Glaskörper vorhanden sind, in die länglichen Bereiche diffundieren können. Hierbei geht es jedoch nicht um die Herstellung von Linsen, die über die Oberfläche eines Körpers hervorstehen, und es wird auch keine Ionenaustauschreaktion angesprochen, wodurch Linsen, die über eine Oberfläche eines Körpers hinausragen, in ihrem Profil geändert werden.

Nach der US 2 628 160 können Photokern bildungsfähige Gläser chemisch skulpturiert werden. Durch selektive Bestrahlung und anschließende Wärmebehandlung können bestimmte Glasbereiche kristallisiert werden, wobei die kristallisierten und die unkristallisierten Glasbereiche sehr unterschiedlich ätzfähig sind. Nicht angesprochen sind in dieser Druckschrift Linsen oder Ionenaustauschreaktionen. Vielmehr werden die Gläser lediglich bei der oben genannten europäischen Patentanmeldung zur Entwicklung optischer Muster mit Hilfe einer durchsichtigen Maske mit opakem Muster hergestellt, wobei die abgedeckten Teile mangels Kernbildung glasklar bleiben.

Aus der US 37 51 238 ist ein dreistufiges Verfahren zur chemischen Verfestigung eines Kaliumsilikatglasgegenstandes bekannt. Dabei wird zunächst die Oberfläche des Glasgegenstandes mit K&spplus;-Ionen aus einer externen Quelle kontaktiert, um einen Austausch von Na&spplus;-Ionen durch K&spplus;-Ionen innerhalb der Oberfläche des Gegenstandes zu veranlassen. Danach wird der Gegenstand auf eine Temperatur oberhalb der unteren Kühltemperatur des Glases, jedoch unterhalb von dessen dilatometrischen Erweichungspunktes erwärmt, um Spannungen abzubauen, die durch die Substitution der kleineren Na&spplus;-Ionen durch die großen K&spplus;-Ionen verursacht werden. Danach wird dann die Oberfläche des Gegenstandes mit K&spplus;-Ionen von einer externen Quelle bei einer Raumtemperatur unterhalb der unteren Kühltemperatur des Glases, jedoch oberhalb von 200°C kontaktiert, damit die in der Oberfläche des Glases über die erste Ionenaustauschreaktion plazierten K&spplus;-Ionen veranlaßt werden, weiter in diesen Glasgegenstand anstelle von Na&spplus;-Ionen zu wandern und den weiteren Austausch von Na&spplus;-Ionen durch K&spplus;-Ionen innerhalb der Oberfläche des Gegenstandes zu bewirken, um in diesem dadurch Druckspannung zu entwickeln. Das endgültige Produkt des Verfahrens besitzt eine Oberflächenschicht mit Druckspannungen und der Hochtemperaturionenaustauschvorgang führt bei diesem vorbekannten Verfahren nicht direkt zu einem fertigen Produkt, sondern lediglich dazu, die K&spplus;-Ionen dazu zu bringen, tiefer in den Glasgegenstand zu wandern. Verwertbare Hinweise in Richtung auf die Verringerung von Linsenkrümmungen durch Hochtemperaturionenaustausch zwecks Erhöhung der Brechkraft der Linsen sind dieser Druckschrift nicht zu entnehmen.

Das Durchführen eines Ionenaustausches in einem Schmelzbad zum Einfärben und Dekorieren von Glas ist aus der US 2 075 446 bekannt. Nach der US 3 656 923 wird ein Ionenaustausch zur chemischen Verfestigung eingesetzt. In der verfestigenden Behandlung entsprechend der US 3 751 238 wird ein Natriumsilikatglas mit Kaliumionen ausgetauscht und gleichzeitig oder anschließend zwecks Neuordnung der Glasstruktur und Spannungsabbaus bis über die Glasentspannungstemperatur erhitzt und sodann erneut unter der Entspannungstemperatur mit Kaliumionen behandelt, womit ein verbessertes Spannungsprofil erreicht werden soll. Die mechanische Verfestigung wurde jedoch nie zur optischen Verstärkung in Beziehung gesetzt.

Das Einführen eines photosensitiven Elementes wie Silber in das Glas durch Ionenaustausch beschreiben beispielsweise die US 2 904 432 und die US 2 732 298.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optischen Körper der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung mit guter optischer Qualität und hoher Linsenbrechkraft verfügbar zu machen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe produktseitig durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale und verfahrensseitig durch die in den Ansprüchen 4 bzw. 6 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Bevorzugte weitere Ausgestaltungen des Produktes bzw. des Verfahrens sind den jeweils nachgeordneten Patentansprüchen zu entnehmen.

In vorteilhafter Weise werden bei der Erfindung Aberrationen beim Brechungsindex und der Dispersion durch eine Kombination von Ionenaustausch und Wärmebehandlung korrigiert. Überdies können vorteilhaft dann, wenn der Ionenaustausch bei einer Temperatur oberhalb der unteren Kühltemperatur des Glases oder bei Durchführung bei einer Temperatur unterhalb der unteren Kühltemperatur des Glases und einer nachfolgenden Erhitzung des Glases oberhalb seiner unteren Kühltemperatur, nicht nur diese störenden Aberrationen korrigiert, sondern auch die Brechkraft der Linse signifikant erhöht werden. Dabei kommt es bei dem Austausch der Ni&spplus;-Ionen durch Na&spplus;- und/oder K&spplus;-Ionen aus einer externen Quelle in günstiger Weise dazu, daß sowohl radiale als auch axiale Konzentrationsgradienten die Alkalimetallionen in dem Glas auftreten. Dies hat zur Folge, daß die Konzentration der Li&spplus;-Ionen in der Mitte der Linse größer ist als in deren Oberfläche, und daß die Konzentrationen der Na&spplus;- und/oder K&spplus;-Ionen in der Oberfläche der Linse insoweit vergrößert ist, als die Li&spplus;-Ionen einzeln entsprechend durch Na&spplus;- oder K&spplus;-Ionen ausgetauscht worden sind. Dieser Austausch von Li&spplus;- Ionen durch Na&spplus;-Ionen und/oder K&spplus;-Ionen bei Temperaturen oberhalb der unteren Kühltemperatur des Glases verringert vorteilhaft den Krümmungsradius der Linsen. Dieses Phänomen führt wiederum dazu, daß die Brechkraft bzw. Stärke der Linse zunimmt, wobei das Phänomen nicht auftritt, wenn der Ionenaustausch bei Temperaturen oberhalb der unteren Kühltemperatur des Glases durchgeführt wird oder wenn der Austausch bei solchen Temperaturen durchgeführt wird und die Linsen nicht auf Temperaturen oberhalb der unteren Kühltemperatur des Glases erhitzt wird.

Die Analyse mit der Mikrosonde hat gezeigt, daß der Ionenaustausch radiale und axiale Konzentrationsgefälle von Alkaliionen in den Linsen erzeugt. Insbesondere werden die Lithium- und Kaliumkonzentrationen in den Linsenmitten im Vergleich zu den Außenbezirken verringert, wobei dieses radiale Gefälle verschwindet, wenn die Ionenaustauschtiefe überschritten wird. Das axiale Gefälle entsteht durch tiefenmäßige Änderungen der Alkalizusammensetzungen, beginnend mit vollem Austausch an der Oberfläche.

Die drei Alkaliionen unterscheiden sich voneinander in ihrer elektrischen Polarisationsfähigkeit. Dies zeigt die Tabelle I.

Elektrische Polarisationsfähigkeit von Alkaliionen in 10<sup>-24</sup> cm³ Ion Polarisationsfähigkeit Li&spplus; 0,03 Na&spplus; 0,14 K&spplus; 1,33


Außerdem modifizieren die verschiedenen Feldstärken der Ionen die Polarisationsfähigkeit der Sauerstoffanionen in verschiedenem Maße. Diese dominieren die Polarisationsfähigkeit des Glases, weil sie am zahlreichsten und am stärksten polarisierbar sind. Als Endergebnis dieser beiden Wirkungen verringert die äquimolekulare Ersetzung von Li&spplus; durch K&spplus; den Brechungsindex des Glases erheblich, und in noch stärkerem Maße ist dies bei Ersetzung von Li&spplus; durch Na&spplus; der Fall, wie aus dem Vergleich mit ausschließlich Li, Na oder K enthaltenden analogen Gläsern sonst gleicher Zusammensetzung hervorgeht.

Als weitere Folge wird auch die Dispersion entsprechend den Kramers-Kronig Verhältnisgleichungen verändert. Die Konzentrationsgefälle der Alkaliionen erzeugen also Brechungsindex- und Dispersionsgefälle, so daß sie Linsen mit veränderten optischen Eigenschaften im Vergleich zu ebenso geformten homogenen Linsen bedingen. Diese Wirkungen sind andererseits so gering, daß die bilderzeugenden Wirkungen nicht verloren gehen. Je nach der Verwendung können geringe Änderungen der optischen Eigenschaften der Linsen gleichwohl von Bedeutung sein.

Die konkrete Gestalt der Gefälle hängt empfindlich von den Behandlungsbedingungen ab. Das jeweils gewünschte Profil richtet sich nach dem Verwendungszweck.

Die Entstehung der Konzentrationsgefälle tritt unabhängig davon ein, ob der Glaskörper zwecks Spannungsabbaus und Änderung des Linsenprofils zwecks Steigerung der Linsenstärke über die Entspannungstemperatur erhitzt wurden. Da die zum Spannungsabbau erforderliche Zeitdauer gering im Vergleich zur Ionenaustauschdauer ist, entsteht nur eine geringe Unschärfe der Konzentrationsgefälle durch diese zusätzliche Behandlung. Zum Ionenaustausch unter oder über der Entspannungstemperatur kann daher eine Behandlung über der Entspannungstemperatur treten, die allein das körperliche Linsenprofil ändert. So läßt sich die genaue Kombination eines bestimmten Linsenprofils und Konzentrationsgefälles erzeugen.

Von besonderer Bedeutung ist die überraschende Entdeckung, daß der Ionenaustausch erheblich die Linsenkrümmung verringern kann, was zu einer Erhöhung der Linsenstärke führt. Im Gegensaz zur chemischen Verstärkungsbehandlung wird die optische Stärke nur erhöht, wenn das Glas über die Entspannungstemperatur erhitzt wird. Bei Änderung der Linsenkrümmung wird das Glas praktisch spannungsfrei.

Dies ist beispielsweise besonders günstig bei Anwendungen zur Bildreproduktion, z. B. in Kopiergeräten. Durch Erhöhung der Linsenstärke läßt sich die Baugröße erheblich verkleinern.

Der Austausch von Lithiumionen eines Lithiumsilikatglases durch Natrium, Kalium und Silber ist an sich bekannt. Auf diesem Austausch unter der Glasentspannungstemperatur beruht die chemische Verfestigung von Gläsern und Glaskeramiken. Es wurde jedoch nun gefunden, daß dieser Austausch sehr viel rascher und stärker in einem klaren Glas als in einem kristallisierten Glas abläuft. Mag dieser auf einer Austauschhemmung durch Kristalle oder einfach einem Lithiumionenmangel nach Kristallisierung beruhen, Tatsache bleibt ein normaler Austausch in klarem Glas und wenig oder gar kein Austausch in der kristallinen Matrix.

Wird der Ionenaustausch unter der Glasentspannungstemperatur durchgeführt, so muß das Glas anschließend über die Entspannungstemperatur erhitzt werden. Günstiger ist es, durch höhere Austauschtemperatur beide Schritte zu verbinden.

Leider neigt das Silberion zur spontanen Reduktion. Wird eine durchlässige Optik verlangt, so werden daher Natrium- und Kaliumionen zum Austausch verwendet.

Jede geeignete Ionenquelle kann verwendet werden. In der Praxis werden meist Schmelzbäder verwendet, meist mit Nitratsalzen, obwohl andere Salze ebenfalls geeignet sind. Bei Anwendung höherer Temperaturen können geeignete Salzmischungen verwendet werden, um eine Verschlechterung der Salze und den Angriff auf das Glas zu vermeiden.

Die optische Leistung eines Linsenkörpers vor und nach dem Ionenaustausch kann mit einem Mikroskop mit geeichter Fokussierungseinstellung zur Messung von Bildabständen von Objekten bekannter Entfernung über und unter dem Linsenkörper gemessen werden.

Die Linsenstärke P steht mit der Linsenkrümmung r in Beziehung



wobei r in Metern, P in Dioptrien und NG=Brechungsindex.

Die Linsen entgegengesetzter Enden des Linsenkörpers sind gewöhnlich infolge der Bestrahlung nur einer Oberfläche verschieden. Die tieferen Bereiche empfangen eine geschwächte Strahlendosis, so daß eine verschieden starke Kristallisierung im Glaskörper eintritt. Meist entsteht so eine schwächere Linse am Boden, bzw. dem der Bestrahlungsfläche entgegengesetzten Ende.

In der Zeichnung zeigt die Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines Linsenkörperteils nach der Erfindung;

die Fig. 2a, 2b, 2c und 2d sind Schaubilder der Ionenkonzentration eines Linsenkörpers nach Fig. 1 in verschiedenen Tiefen.

Es wurden eine Reihe von Linsenkörpern nach Bellmann u. a. und einem Glas der folgenden Zusammensetzung hergestellt, in Gew.-%:

SiO&sub2; 79,1 Li&sub2;O 9,4 Na&sub2;O 1,6 K&sub2;O 4,2 Al&sub2;O&sub3; 4,2 ZnO 1,0 Sb&sub2;O&sub3; 0,4 Au 0,0012 Ag 0,115 CeO&sub2; 0,015 SnO 0,003


Jedes Versuchsstück bestand aus einem 2 mm dicken Glasstreifen. Zur selektiven Belichtung wurden Chromrastermasken mit opaken Rasterpunkten bestimmter Anordnung auf eine Fläche der Glasstreifen gelegt und diese 20 Minuten mit UV-Licht bestrahlt. Sodann wurden sie zur weiteren Kernbildung 30 Minuten auf 560°C erhitzt und zur anschließenden Kristallisierung weiter 30 Minuten auf 600°C erhitzt. Es entstanden klare Linsen (klarer Glaszylinder beidseitig mit Kugelkappen) in opaker Matrix.

Vor und nach jeder Behandlung entsprechend den folgenden Beispielen wurde die Linsenstärke gemessen.

Beispiel 1

Eine Gruppe von Linsen aufweisenden Probestücken wurde 60 Std. in ein 375°C heißes Natriumnitratschmelzbad getaucht und anschließend 22 Std. in eine 450°C heiße Kaliumnitratschmelze gebracht. Sodann wurde ein Probestück entnommen, gewaschen, getrocknet und für die Abtastung mit einer Mikrosonde bereitet.

Die Fig. 1 zeigt den Querschnitt durch einen Teil des Probestücks mit einem Teil des Linsensystems 10. Dieses enthält einen klaren (nicht kristallisierten) zylindrischen Teil 12, eine sphärische Linse 14 und die kristallisierte, opake Matrix 16. Die waagerechten Linien zeigen die Stufen der Abtastung mit der Mikrosonde entlang einem Durchmesser des zylindrischen Teils 12, deren Tiefen mit a, b, c und d bezeichnet sind und den Meßwertangaben der Fig. 2 entsprechen.

In den vier Schaubildern der Fig. 2 sind die Kalium-, Natrium- und Lithiumwerte mit K, Na, Li gekennzeichnet. Der Zylinderdurchmesser ist entlang der Waagerechten abgetragen, z. B. in µm. Die Prozente der Ionenkonzentration sind auf der Senkrechten als Logarithmen wiedergegeben.

Wie ersichtlich, nimmt die Natriumkonzentration mit der Tiefe zu, die Kaliumkonzentration dagegen ab. Die Abtastkennlinie (geglättete 8-Punkte-Linien) zeigen die bei den Behandlungsbedingungen erhaltenen Radialgefälle, die in einer Tiefe über die Austauschtiefe hinaus praktisch verschwinden.

Beispiel 2

Ein wie oben beschrieben hergestelltes Probestück mit Linsen wurde bei 375°C in ein NaNO&sub3; Bad getaucht, nach 1 Std. entnommen, gereinigt und gewogen, dann wieder 3 Std. in das Salzbad gelegt, gewogen und einer 65 Std. Salzschmelzbadbehandlung unterzogen. Schließlich wurde es in ein 450°C heißes Kaliumnitratbad gebracht und 22 Std. belassen. Die Glasentspannungstemperatur betrug 416°C.

Der Gewichtszuwachs nach jeder Behandlung wurde in % und als Δm/m&sub0; (%) ausgedrückt:

Δm/m&sub0; (%) 1 Std. 375° 0,06 4 Std. 375° 0,12 69 Std. 375° 0,49 mehr als 22 Std. 450° 0,82


Die Linsenstärke wurde vor und nach jeder Behandlung in Dioptrien gemessen, wobei die Rückseite schwächere Linsen als die Vorderseite zeigte. Es wurden nach jeder Behandlung übereinstimmende Stärken von 520 Dioptrien für die Vorderseite und 425 Dioptrien für die Rückseite gemessen, also keine Veränderung bis nach der Behandlung in der Kaliumsalzschmelze, worauf die Stärke 775 und 560 Dioptrien auf der Vorderseite bzw. Rückseite betrug.

Dieser dramatische Anstieg beruht auf zwei Faktoren. Die Temperatur von 450°C lag über der Glasentspannungstemperatur. Die bei der Natriumbehandlung entstehenden Spannungen wurden also abgebaut und die Linsenform verändert. Ferner erhöhte sich die Linsenstärke durch den Austausch von K&spplus;-Ionen gegen Li&spplus;. Das Beispiel 3 bestätigt dies.

Beispiel 3

Ein weiteres Probestück wurde in einem 450°C heißen KNO&sub3; Schmelzbad 1 Std., 5 Std. und 21 Std. behandelt und nach jeder Behandlung der Gewichtsverlust und die Linsenstärke gemessen. Gewichtsverlust in %:

Δm/m&sub0; (%) 1 Std. 450°C 0,05 5 Std. 450°C 0,13 21 Std. 450°C 0,26


Die Linsenstärke war etwas, jedoch nicht so viel wie nach Beispiel 2, größer nach der Abschlußbehandlung, was die Na&spplus;-Rolle beleuchtet. Die Anfangswerte waren 520 (vorne), 425 (hinten), die Schlußwerte 590 (vorne), 540 (hinten), jeweils in Dioptrien.

Beispiel 4

Ein drittes Linsen tragendes Probestück wurde 16 Std. in ein 375°C heißes NaNO&sub3;-Bad getaucht. Es wurde ein Gewichtsverlust von 0,19% aber keine Änderung der Linsenstärke beobachtet.

Die Probe wurde an der Luft 1 Std. auf 450°C erhitzt. Die Linsenstärke nahm von 425 auf 520 (vorne) bzw. 500 auf 550 (hinten) Dioptrien zu. Die Probe wurde sodann für weitere 4 Std. auf 450°C erhitzt, wonach keine weitere Veränderung festgestellt wurde. Die durch den Na&spplus;-Austausch erzeugten Spannungen waren also bereits nach der einstündigen Behandlung bei 450°C voll abgebaut.

Beispiel 5

In den vorhergehenden Beispielen war die durch selektive Bestrahlung und Wärmebehandlung erzeugte Linsengröße konstant, 300 µm im Durchmesser, mittiger Abstand 400 µm. Um die Wirkung unabhängig von der Linsengröße zu zeigen, wurden Linsen in verschiedenem Abstand und verschiedener Größe hergestellt.

200 µm Durchmesser, 240 µm Abstand,

300 µm Durchmesser, 340 µm Abstand,

400 µm Durchmesser, 480 µm Abstand.

Jede Linsenprobe wurde 16 Std. in eine 425°C heiße Schmelze aus 60% KNO&sub3; und 40% NaNO&sub3; eingetaucht, und die Linsenstärke (Vorderseite/Rückseite) vor und nach der Behandlung gemessen.

Beispiel 6

Zwei Proben mit 300 µm bzw. 400 µm im Durchmesser betragenden Linsen wurde vor der Linsenentwicklung einer Ionenaustauschbehandlung unterworfen. Beide wurden 1 Std. bei 375°C in eine NaNO&sub3;-Schmelze eingetaucht. In entsprechenden, unbehandelten Stücken wurden Linsen gleicher Größe entwickelt.



Dies zeigt die negative Auswirkung eines vorherigen Ionenaustauschs auf die Linsenstärke. Bei lang dauernder Behandlung kann die Linsenstärke Null werden, so daß praktisch keine funktionellen Linsen entstehen.


Anspruch[de]
  1. 1. Optischer Körper aus einem durch Bestrahlung kernbildungsfähigen und kristallisierbaren Lithiumsilikat-Glaskörper mit einer klaren sphärischen Glaslinsenanordnung, die in den Lithiumsilikat-Glaskörper integriert ist und über wenigstens eine Oberfläche desselben hinausragt, wobei jede Linse von einer kristallisierten Glasmatrix umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Linse (10) eine sich über ihre Oberfläche erstreckende annähernd spannungsfreie Schicht aufweist, in welcher
    1. a) der Gehalt an Lithiumionen niedriger als bei dem Normalwert der Glaszusammensetzung ist,
    2. b) der Gehalt an Natrium- und/oder Kaliumionen größer als bei dem Normalwert der Glaszusammensetzung ist, und in welcher
    3. c) die Verteilung der Natrium- und/oder Kaliumionen sowohl durch radiale als auch axiale Konzentrationsgradienten bestimmt ist.
  2. 2. Optischer Linsenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß stabförmige, parallel zueinander liegende Linsen (10) vorgesehen sind, die zu beiden Seiten des Glaskörpers sphärisch hervorstehen.
  3. 3. Optischer Linsenkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenoberflächen optisch verstärkt sind.
  4. 4. Verfahren zur Herstellung eines optischen Körpers, bei dem ein durch Bestrahlung kernbildungsfähiger und kristallisierbarer Lithiumsilikat-Glaskörper wahlweise zur Schaffung einer kristallinen Matrix kristallisiert wird, welche jede Linse in einer Anordnung von sphärischen klaren Linsen umgibt, welche in den Lithiumsilikat-Glaskörper integriert sind und über wenigstens eine Oberfläche desselben hinausragen, dadurch gekennzeichnet, daß Lithiumionen in einer sich unter der Oberfläche jeder Linse erstreckenden Schicht bei einer Temperatur oberhalb der unteren Kühltemperatur des Glases derart durch Natrium und/oder Kaliumionen aus einer externen Quelle ersetzt werden, daß diese Schicht annähernd spannungsfrei ist, und daß darin der Gehalt an Lithiumionen niedriger als bei dem Normalwert der Glaszusammensetzung ist, der Gehalt an Natrium- und/oder Kaliumionen größer als bei dem Normalwert der Glaszusammensetzung ist, und die Verteilung der Natrium- und/oder Kaliumionen sowohl durch radiale als auch axiale Konzentrationsgradienten bestimmt ist.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den ionenausgetauschten Linsen durch Erhitzen über die Entspannungstemperatur die Linsenstärken erhöht werden.
  6. 6. Verfahren zur Herstellung eines optischen Körpers, bei dem ein durch Bestrahlung kernbildungsfähiger und kristallisierbarer Lithiumsilikat-Glaskörper wahlweise zur Schaffung einer kristallinen Matrix kristallisiert wird, welche jede Linse in einer Anordnung von sphärischen klaren Linsen umgibt, welche in den Lithiumsilikat-Glaskörper integriert sind und über wenigstens eine Oberfläche desselben hinausragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lithiumionen in einer sich unterhalb der Oberfläche jeder Linse erstreckenden Schicht bei einer Temperatur an der oder unterhalb der unteren Kühltemperatur des Glases durch Natrium- und/oder Kaliumionen aus einer externen Quelle ersetzt werden, und daß danach der Glaskörper auf eine Temperatur oberhalb der unteren Kühltemperatur des Glases derart erhitzt wird, daß die Schicht annähernd spannungsfrei wird und in dieser der Gehalt an Lithiumionen geringer ist als bei dem Normalwert der Glaszusammensetzung, der Gehalt an Natrium- und/oder Kaliumionen größer ist als bei dem Normalwert der Glaszusammensetzung und die Verteilung der Natrium- und/oder Kaliumionen sowohl durch radiale als auch axiale Konzentrationsgradienten bestimmt ist.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ionenaustausch durch Behandlung in einem Schmelzbad durchgeführt wird.






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