TWI729505B

TWI729505B - 氟磷酸鹽光學玻璃、光學預製件、元件及儀器

Info

Publication number: TWI729505B
Application number: TW108134388A
Authority: TW
Inventors: 孫偉
Original assignee: 大陸商成都光明光電股份有限公司
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2019-09-24
Publication date: 2021-06-01
Also published as: CN110963706A; TW202012333A

Abstract

本發明提供一種氟磷酸鹽光學玻璃、光學預製件、元件及儀器，屬於光學玻璃技術領域。所述光學玻璃以陽離子摩爾百分比計含有P⁵⁺ ：2-20%，Al³⁺ ：20-40%，Ba²⁺ ：0.5-10%，Sr²⁺ ：5-25%，Ca²⁺ ：15-35%，Mg²⁺ ：1-15%；以陰離子摩爾百分比計，含有F^- ：83-95%，O^2- ：5-17%。本發明氟磷酸鹽光學玻璃的折射率（nd）為1.42-1.45，阿貝數（vd）為93-96，密度（ρ）為3.55 g/cm³ 以下，氣泡度為B級以上，熱膨脹係數（α₂₀ _℃ _-120 _℃ ）為160×10^-7 /K以下，耐水作用穩定性（D_W ）為2類以上，抗析晶性能優異。

Description

氟磷酸鹽光學玻璃、光學預製件、元件及儀器

本發明屬於光學玻璃技術領域，具體為一種氟磷酸鹽光學玻璃、光學預製件、元件及儀器。

氟磷酸鹽光學玻璃是一種具有低折射率、低色散的新型玻璃材料，在光學系統中可以消除二級光譜特殊色散，提高分辨率，改善光學系統的成像質量，而且還具有低的軟化特性，可以直接精密模壓成型製成非球面透鏡，能夠較好地消除色差，球差，像差，減少系統體積和重量等。

目前，氟磷酸鹽光學玻璃已被廣泛應用在數位相機、高畫質監控、天文望遠鏡等高精密、高分辨率的光學儀器組合透鏡中，成為具有潛在市場前景的新型光電材料。這些領域的具體應用對氟磷酸鹽光學玻璃的性能提出了更高的要求，現有公開的文獻中，已有對於80或更大阿貝數的氟磷酸鹽光學玻璃的報導，但這些氟磷酸鹽光學玻璃密度較高，化學性能穩定性及抗析晶性能較差，且熱膨脹係數高，氣泡度等級低，在模壓及加熱過程容易造成破損。

本發明的目的在於提供一種折射率為（nd）為1.42-1.45，阿貝數（vd）為93-96的氟磷酸鹽光學玻璃、光學預製件、元件及儀器。本發明氟磷酸鹽光學玻璃密度低、化學穩定性及抗析晶性能優異，熱膨脹係數低，模壓及熱加工不易破損，氣泡度級別高，能夠實現穩定批量生產。

本發明目的通過以下技術方案來實現：氟磷酸鹽光學玻璃，陽離子含有P⁵⁺ 、Al³⁺ 和鹼土金屬離子，陰離子含有F^- 和O^2- ；所述光學玻璃的熱膨脹係數（α₂₀ _℃ _-120 _℃ ）為160×10^-7 /K以下；密度（ρ）為3.55 g/cm³ 以下；耐水作用穩定性（D_W ）為2類以上。

進一步的，以陽離子摩爾百分比計含有P⁵⁺ ：2-20%，Al³⁺ ：20-40%，Ba²⁺ ：0.5-10%，Sr²⁺ ：5-25%，Ca²⁺ ：15-35%，Mg²⁺ ：1-15%；以陰離子摩爾百分比計，含有F^- ：83-95%，O^2- ：5-17%。

氟磷酸鹽光學玻璃，以陽離子摩爾百分比計含有P⁵⁺ ：2-20%，Al³⁺ ：20-40%，Ba²⁺ ：0.5-10%，Sr²⁺ ：5-25%，Ca²⁺ ：15-35%，Mg²⁺ ：1-15%；以陰離子摩爾百分比計，含有F^- ：83-95%，O^2- ：5-17%。

進一步的，還含有Ln³⁺ ：0-6%，Na⁺ ：0-10%，Li⁺ ：0-10%， K⁺ ：0-10%，其中Ln³⁺ 為La³⁺ 、Gd³⁺ 、Y³⁺ 和Yb³⁺ 中的一種或幾種。

氟磷酸鹽光學玻璃，以陽離子摩爾百分比計由P⁵⁺ ：2-20%，Al³⁺ ：20-40%，Ba²⁺ ：0.5-10%，Sr²⁺ ：5-25%，Ca²⁺ ：15-35%，Mg²⁺ ：1-15%，Na⁺ ：0-10%，Li⁺ ：0-10%， K⁺ ：0-10%，Ln³⁺ ：0-6%組成，Ln³⁺ 為La³⁺ 、Gd³⁺ 、Y³⁺ 和Yb³⁺ 中的一種或幾種，以陰離子摩爾百分比計，由F^- ：83-95%，O^2- ：5-17%組成。

進一步，玻璃的折射率（nd）為1.42-1.45，優選為1.43-1.44；阿貝數（vd）為93-96，優選為94-95.5。

進一步，其中：P⁵⁺ ：3-15%，和/或Al³⁺ ：25-38%，和/或Ba²⁺ ：1-8%，和/或Sr²⁺ ：10-22%，和/或Ca²⁺ ：20-33%，和/或Mg²⁺ ：2-12%，和/或Ln³⁺ ：0-5%，和/或Na⁺ ：0-4%，和/或Li⁺ ：0.5-5%，和/或K⁺ ：0-5%。

進一步，其中：Ba²⁺ /Ca²⁺ 為0.01-0.155，和/或Ba²⁺ /（Ca²⁺ +Mg²⁺ ）為0.08-0.13，和/或 O^2- / F^- 為0.105-0.2。

進一步，其中：P⁵⁺ ：5-10%，和/或Al³⁺ ：30-35%，和/或Ba²⁺ ：1-5%，和/或Sr²⁺ ：15-20%，和/或Ca²⁺ ：25-30%，和/或Mg²⁺ ：5-10%，和/或Ln³⁺ ：0.5-3%，和/或Na⁺ ：0.5-2%，和/或Li⁺ ：0.5-3%，和/或K⁺ ：0-2%。

進一步，其中：Ba²⁺ /Ca²⁺ 為0.05-0.155，和/或Ba²⁺ /（Ca²⁺ +Mg²⁺ ）為0.09-0.125，和/或 O^2- / F^- 為0.11-0.18。

進一步，其中：Ba²⁺ /Ca²⁺ 為0.1-0.15，和/或Ba²⁺ /（Ca²⁺ +Mg²⁺ ）為0.1-0.12，和/或 O^2- / F^- 為0.11-0.15。

進一步，其中：Y³⁺ ：0-5%，優選為0-4%，更優選為0.5-3%；La³⁺ ：0-5%，優選為0-3%，更優選為0-1%；Gd³⁺ ：0-5%，優選為0-3%，更優選為0 -1%；Yb³⁺ ：0-5%，優選為0-3%，更優選為0-1%。

進一步，其中：F^- 含量為85-92%，更優選為87-91%；O^2- 含量為8-15%，更優選為9-13%。

進一步，玻璃的熱膨脹係數（α₂₀ _℃ _-120 _℃ ）為155×10^-7 /K以下；密度（ρ）為3.53 g/cm³ 以下；氣泡度為B級以上，優選為A級以上，更優選為A₀ 級以上；耐水作用穩定性（D_W ）為1類以上。

採用上述的氟磷酸鹽光學玻璃製成的光學預製件。

採用上述的氟磷酸鹽光學玻璃和光學預製件製成的光學元件。

採用上述的光學元件製成的光學儀器。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

通過合理的組份設計，使得本發明氟磷酸鹽光學玻璃具有優異化學穩定性、抗析晶性能、熱膨脹係數和氣泡度，本發明氟磷酸鹽光學玻璃的折射率（nd）為1.42-1.45，阿貝數（vd）為93-96，熱膨脹係數（α₂₀ _℃ _-120 _℃ ）為160×10^-7 /K以下；密度（ρ）3.55 g/cm³ 以下；氣泡度為B級以上；耐水作用穩定性（D_W ）為2類以上。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

下面結合具體原理對本發明氟磷酸鹽光學玻璃中含有的各組份的作用和限定範圍進行詳細解釋說明。

需要說明的是，本說明書中每種陽離子組份和陽離子組份的總含量以“陽離子摩爾百分比”表示，每種陰離子組份和陰離子組份的總含量以“陰離子摩爾百分比”表示。“陽離子摩爾百分比”是指某種陽離子組份占全部陽離子摩爾含量的百分比，“陰離子摩爾百分比”是指某種陰離子組份占全部陰離子摩爾含量的百分比。

需要說明的是，各成份的離子價不過是為了方便而使用的代表值，與其他的離子價沒有區別。光學玻璃中存在的各成份的離子價存在為代表值以外的可能性。例如，P通常以離子價為5價的狀態在玻璃中存在，因此在本說明書中以“P⁵⁺ ”作為代表，但是存在以其他的離子價的狀態存在的可能性，同時也在本發明的保護範圍之內。

P⁵⁺ 是氟磷酸鹽光學玻璃中作為網絡結構而發揮作用的重要組份，其與O^2- 共同構成玻璃骨架的主要元素，能保持成玻穩定性的同時有效提高玻璃的機械性能。本發明氟磷酸鹽光學玻璃中，當P⁵⁺ 的含量低於2%時，玻璃的析晶傾向增大，穩定性變差；當P⁵⁺ 的含量高於20%時，會對玻璃的性能造成很大影響，難以獲得本發明所需的光學常數。因此，為了兼顧玻璃的穩定性及光學性能，將P⁵⁺ 的含量限定為2-20%，優選為3-15%，更優選為5-10%。

Al³⁺ 是氟磷酸鹽光學玻璃中用於提高耐失透性和化學穩定性的重要成份，當其含量不足20%時，玻璃的化學穩定性降低，因此下限為20%，優選為25%，更優選為30%；含量高於40%時，會由於其它成份含量的減少而不能得到所需的折射率和阿貝數，同時玻璃的轉變溫度Tg會大幅上升，造成成型溫度升高，乳濁趨勢增大、脆性增加、磨耗度增大，因此，將Al³⁺ 的含量上限為40%，優選為38%，更優選為37%，進一步優選為36%，更進一步優選為35%。

Ba²⁺ ，Sr²⁺ ，Ca²⁺ ，Mg²⁺ 等鹼土金屬的主要作用是提高玻璃的化學穩定性和抗析晶性能，使玻璃達到預期的光學性能，控制折射率和阿貝數，同時能優化光學玻璃的生產工藝。

具體地，Ba²⁺ 對提高玻璃的耐失透性和折射率有利，當其含量低於0.5%，玻璃的化學穩定性和耐失透性變差；含量高於10%時，則達不到所需的折射率和阿貝數，同時還會增加玻璃的比重。因此，將Ba²⁺ 的含量限定為0.5-10%，優選為1-8%，更優選為1-5%。

Sr²⁺ 對提高玻璃的耐失透性有效，並可以有效調整玻璃的折射率和比重，若含量過多，會使玻璃的折射率和色散變大，很難達到預想的光學性質，同時也會降低玻璃的化學穩定性。因此，為了獲得更好的光學性能，將Sr²⁺ 的含量限定為5-25%，優選為10-22%，更優選為15-20%。

Ca²⁺ 可以降低玻璃的阿貝數和比重，穩定玻璃的形成，改善玻璃的耐酸性和耐磨性能，其含量過低達不到所需的光學性能，含量過高則玻璃耐失透性和化學穩定性惡化。因此，將Ca²⁺ 的含量限定為15-35%，優選為20-33%，更優選為25-30%。

Mg²⁺ 具有提高玻璃熱穩定性和耐研磨性能的作用，其加入是為了有效提高玻璃的成玻璃性、耐失透性和可加工性能，其含量過低對可加工性調整較低，增加玻璃加工難度，含量過高則其它鹼土金屬含量降低，達不到所需的光學性能。因此，將Mg²⁺ 的含量限定為1-15%，優選為2-12%，更優選為5-10%。

對於鹼土金屬的加入種類及各成份含量，發明人研究發現，當加入四種鹼土金屬（Ba²⁺ ，Sr²⁺ ，Ca²⁺ ，Mg²⁺ ）協同作用，共同對玻璃的性能進行調整，才能在得到本發明氟磷酸鹽光學玻璃的折射率和阿貝數，使玻璃具有良好的化學穩定性（包括耐水作用穩定性和耐酸作用穩定性），氣泡度等級以及抗析晶性能，同時模壓及加熱不易破損，降低生產工藝難度。

進一步地，發明人在研究中發現，Ba²⁺ /Ca²⁺ 及Ba²⁺ /（Ca²⁺ + Mg²⁺ ）的比值對玻璃的密度、氣泡度、化學穩定性以及抗析晶性能有很大影響，當Ba²⁺ /Ca²⁺ 的比值高於0.155時，玻璃比重增加，難以達到輕量化的目的；當Ba²⁺ /Ca²⁺ 的比值低於0.01時，玻璃容易產生氣泡，抗析晶性能下降。因此，為了平衡Ba²⁺ 和Ca²⁺ 的加入量，降低玻璃的密度，提高氣泡度等級及抗析晶性能，將Ba²⁺ /Ca²⁺ 限定為0.01-0.155，優選為0.03-0.155，更優選為0.05-0.155，進一步優選為0.1-0.15。

當Ba²⁺ /（Ca²⁺ + Mg²⁺ ）的比值高於0.13時，則Ba²⁺ 、Ca²⁺ 、Mg²⁺ 的加入量不平衡，玻璃比重增大；當Ba²⁺ /（Ca²⁺ + Mg²⁺ ）的比值低於0.08時，玻璃的化學穩定性變差，抗析晶性能下降。因此，為降低玻璃的密度，提高玻璃化學穩定性及抗析晶性能，將Ba²⁺ /（Ca²⁺ + Mg²⁺ ）限定為0.08-0.13，優選為0.09-0.125，更優選為0.1-0.12。

鹼金屬Li⁺ 、Na⁺ 和K⁺ 能夠降低玻璃的黏性、玻璃的轉移溫度並容易製造玻璃的成份，但導入過多會降低穩定性，導致玻璃的熱膨脹係數增加，耐水穩定性降低。因此，將Na⁺ 的含量限定為0-10%，優選為0-4%，更優選為0.5-2%；將Li⁺ 限定為0-10%，優選為0.5-5%，更優選為0.5-3%；K⁺ 的含量限定為0-10%，優選為0-5%，更優選為0-2%，進一步優選為不引入。

Ln³⁺ （La³⁺ 、Gd³⁺ 、Yb³⁺ 、Y³⁺ ）作為稀土類元素是保持玻璃的低分散性和提高折射率的成份，含量過高，達不到上述效果，但過量加入會使玻璃折射率超出所需範圍，同時會使熔解溫度上升，降低玻璃的化學穩定性。因此，將稀土類元素Ln³⁺ 的總含量限定為0-6%，優選為0-5%，更優選為0.5-3%。其中Y³⁺ ：0-5%，優選為0-4%，更優選為0.5-3%；La³⁺ ：0-5%，優選為0-3%，更優選為0-1%；Gd³⁺ ：0-5%，優選為0-3%，更優選為0-1%；Yb³⁺ ：0-5%，優選為0-3%，更優選為0-1%。

在不損害本發明的玻璃特性的範圍內，根據需要能夠添加0-5%上述未曾提及的其他陽離子成份，如Si⁴⁺ 、B³⁺ 、Ti⁴⁺ 、Nb⁵⁺ 、W⁶⁺ 、Zr⁴⁺ 、Zn²⁺ 、Ge⁴⁺ 、Te⁴⁺ 、Ce⁴⁺ 、Sb³⁺ 和Sn⁴⁺ 等。但是 V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag以及 Mo等過渡金屬成份，即使單獨或複合地少量含有的情况下，玻璃也會被著色，在可見光區域的特定的波長產生吸收，從而減弱本發明的提高可見光透過率效果的性質，因此，特別是對於可見光區域波長的透過率有要求的光學玻璃，優選實際上不包含。

Pb、Th、Cd、Tl、Os、Be以及Se的陽離子，近年來作為有害的化學物質而有控制使用的傾向，不僅在玻璃的製造工序，直至加工工序以及產品化後的處置上對環境保護的措施是必需的。因此，在重視對環境的影響的情况下，除了不可避免地混入以外，優選實際上不含有它們。由此，光學玻璃變得實際上不包含污染環境的物質。因此，即使不採取特殊的環境對策上的措施，本發明的光學玻璃也能夠進行製造、加工以及廢棄。

接著，對陰離子成份進行具體說明。

本發明氟磷酸鹽光學玻璃中，O^2- 和F^- 為陰離子成份，其加入是為了實現所需的光學性能和玻璃穩定性。

具體地，F^- 是使玻璃具有低分散以及反常色散的關鍵組份，對於降低折射率溫度係數和Tg有效果，其含量過低，則難以達到所需性能；若其含量過高，會削弱玻璃的化學穩定性，增加熱膨脹係數和磨耗度，尤其是熔化過程中，F^- 的揮發不僅會污染環境，而且會使玻璃的內部組成不均勻，造成數據異常和條紋等缺陷。因此，將F^- 的含量限定為83-95%，優選為85-92%，更優選為87-91%。

O^2- 是構成氟磷酸鹽光學玻璃網絡結構的必要組份，其含量過低，玻璃穩定性差且難以達到本發明所需的折射率，含量過高則難以獲得所需的色散和反常色散。因此，將O^2- 的含量限定為5-17%，優選為8-15%，更優選為9-13%。

發明人在研究中發現，O^2- 和F^- 的摩爾含量比值O^2- / F^- 對氟磷酸鹽光學玻璃的熱膨脹係數、模壓性能以及成玻性能有很大影響，當O^2- / F^- 的比值低於0.105時，玻璃的熱膨脹係數較高，模壓性能較差，當O^2- / F^- 的比值高於0.2時，不利於成玻性能。因此，為了降低玻璃的熱膨脹係數，使模壓及熱加工不易破損，提高成玻性能，將O^2- / F^- 的比值限定為0.105-0.2，優選為0.11-0.18，更優選為0.11-0.15。

陰離子中可含有Cl^- ，Cl^- 可以上述陽離子的氯化物的形式引入，優選以BaCl₂ 的形式引入，在本發明中作為澄清劑，其含量為0-1%。

下面對本發明氟磷酸鹽光學玻璃的性能進行說明。

折射率（nd）和阿貝數（vd）按照GB/T7962.1-2010測試方法進行測試。

熱膨脹係數（α₂₀ _℃ _-120 _℃ ）按照GB/T7962.16-2010測試方法進行測試。

密度（ρ）按照GB/T7962.20-2010測試方法進行測試。

氣泡度按照GB/T7962.8-2010測試方法進行測試。

耐水作用穩定性（D_W ）按照GB/T17129測試方法進行測試。

本發明中玻璃的抗析晶性能測試方法為：將樣品玻璃切割為20×20×10mm規格，放入溫度為Tg+230℃溫度的馬弗爐中保溫預設30分鐘，取出後放入保溫棉中徐冷，冷却後肉眼觀察表面析晶情况，無明顯析晶記做“A”，有明顯析晶記為“B”。

經過測試，本發明提供的氟磷酸鹽光學玻璃具有以下性能：

折射率（nd）為1.42-1.45，優選為1.43-1.44；阿貝數（vd）為93-96，優選為94-95.5；密度（ρ）3.55 g/cm³ 以下，優選為3.53 g/cm³ 以下；氣泡度為B級以上，優選為A級以上，更優選為A₀ 級以上；熱膨脹係數（α₂₀ _℃ _-120 _℃ ）為160×10^-7 /K以下，優選為155×10^-7 /K以下。

生產光學玻璃的熔融和成型方法可以採用本領域技術人員公知的技術。將玻璃原料（碳酸鹽、硝酸鹽、偏磷酸鹽、氟化物、氧化物等）按照玻璃各離子的配比稱重配合並混合均勻後，投入熔煉裝置中（如鉑金坩堝），然後在900～1250℃採取適當的攪拌、澄清、均化後，降溫至900℃以下，澆注或漏注在成型模具中，最後經退火、加工等後期處理，或者通過精密壓型技術直接壓制成型。

本發明的氟磷酸鹽光學玻璃可用作壓力成型用玻璃預型材料，或者也可直接將熔融玻璃壓力成型。用作玻璃預型材料的製造方法及熱成型方法無特別限制，可使用公知的製造方法及成型方法。

本發明還提供一種光學元件，由上述光學玻璃按照本領域技術人員熟知的方法形成，比如直接對熔融、軟化的光學玻璃進行壓力加工，製造光學元件。或者對本發明光學玻璃製作的玻璃預型材料進行壓力加工，製造光學元件。

本發明還提供一種光學儀器，利用上述製作的光學元件製成。例如雙凸、雙凹、平凸、平凹、凹凸透鏡等各種透鏡、反射鏡、稜鏡、衍射光栅等，可應用於數位照相機、數位攝影機、照相手機等設備。

下面結合具體實施例對本發明氟磷酸鹽光學玻璃成份及性能進行詳細說明，但本發明並不限於下述實施例。

[光學玻璃實施例]

本發明實施例1-37及對比例1-3氟磷酸鹽光學玻璃的組成與折射率（nd），阿貝數（vd），密度（ρ）、氣泡度、熱膨脹係數（α₂₀ _℃ _-120 _℃ ）、耐水作用穩定性（D_W ）以及抗析晶性能的結果一起在表1-4中表示，各個組份的成份是用摩爾%表示的。

表1

表2

表3

表4

[光學預製件實施例]

將實施例1-37所得到的光學玻璃切割成預定大小，再在表面上均勻地塗布脫模劑，然後將其加熱、軟化，進行加壓成型，製作凹彎月形透鏡、凸彎月形透鏡、雙凸透鏡、雙凹透鏡、平凸透鏡、平凹透鏡等各種透鏡、稜鏡的預製件。或者使用實施例1-37所得到的光學玻璃，形成精密加壓成型用的預成型品，再精密加壓成型加工成透鏡及稜鏡的形狀，製作預製件。

[光學元件實施例]

將上述光學預製件實施例所得到的這些預製件退火，在降低玻璃內部的變形的同時進行微調，使得折射率等光學特性達到所需值。

接著，對各預製件進行磨削、研磨，製作凹彎月形透鏡、凸彎月形透鏡、雙凸透鏡、雙凹透鏡、平凸透鏡、平凹透鏡等各種透鏡、稜鏡。所得到的光學元件的表面上還可塗布防反射膜。

[光學儀器實施例]

將上述光學元件實施例制得的光學元件通過光學設計，通過使用一個或多個光學元件形成光學部件或光學組件，可用於例如成像設備、傳感器、顯微鏡、醫藥技術、數位投影、通信、光學通信技術/信息傳輸、汽車領域中的光學/照明、光刻技術、準分子雷射器、晶片、電腦晶片以及包括這樣的電路及晶片的集成電路和電子器件。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。

無

Claims

一種氟磷酸鹽光學玻璃，其特徵在於，陽離子含有P⁵⁺、Al³⁺和鹼土金屬離子，陰離子含有F^-和O^2-；所述光學玻璃的熱膨脹係數(α_20℃-120℃)為160×10^-7/K以下；密度(ρ)為3.55g/cm³以下；耐水作用穩定性(D_w)為2類以上；Ba²⁺/(Ca²⁺+Mg²⁺)為0.08-0.13。
如申請專利範圍第1項所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特徵在於，以陽離子摩爾百分比計含有P⁵⁺：2-20%，和/或Al³⁺：20-40%，和/或Ba²⁺：0.5-10%，和/或Sr²⁺：5-25%，和/或Ca²⁺：15-35%，和/或Mg²⁺：1-15%；以陰離子摩爾百分比計，含有F^-：83-95%，和/或O^2-：5-17%。
一種氟磷酸鹽光學玻璃，其特徵在於，以陽離子摩爾百分比計含有P⁵⁺：2-20%，和Al³⁺：20-40%，和Ba²⁺：0.5-10%，和Sr²⁺：5-25%，和Ca²⁺：15-35%，和Mg²⁺：1-15%；以陰離子摩爾百分比計，含有F^-：83-95%，和O^2-：5-17%；Ba²⁺/(Ca²⁺+Mg²⁺)為0.08-0.13。
如申請專利範圍第1至3項中任一項所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特徵在於，還含有Ln³⁺：0-6%，和/或Na⁺：0-10%，和/或Li⁺：0-10%，和/或K⁺：0-10%，其中Ln³⁺為La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺和Yb³⁺中的一種或幾種。
一種氟磷酸鹽光學玻璃，其特徵在於，以陽離子摩爾百分比計由P⁵⁺：2-20%，和Al³⁺：20-40%，和Ba²⁺：0.5-10%，和Sr²⁺：5-25%，和Ca²⁺：15-35%，和Mg²⁺：1-15%，和Na⁺：0-10%，和Li⁺：0-10%，和K⁺：0-10%，和Ln³⁺：0-6%組成，Ln³⁺為La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺和Yb³⁺中的一種或幾種，以陰離子摩爾百分比計，由F^-：83-95%，和O^2-：5-17%組成；Ba²⁺/(Ca²⁺+Mg²⁺)為0.08-0.13。
如申請專利範圍第1至3中任一項或5項所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特徵在於，玻璃的折射率(nd)為1.42-1.45；阿貝數(vd)為93-96。
如申請專利範圍第1至3中任一項或5項所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特徵在於，其中：P⁵⁺：3-15%，和/或Al³⁺：25-38%，和/或Ba²⁺：1-8%，和/或Sr²⁺：10-22%，和/或Ca²⁺：20-33%，和/或Mg²⁺：2-12%，和/或Ln³⁺：0-5%，和/或Na⁺：0-4%，和/或Li⁺：0.5-5%，和/或K⁺：0-5%。
如申請專利範圍第1至3中任一項或5項所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特徵在於，其中：Ba²⁺/Ca²⁺為0.03-0.155，和/或O^2-/F^-為0.105-0.2。
如申請專利範圍第1至3中任一項或5項所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特徵在於，其中：P⁵⁺：5-10%，和/或Al³⁺：30-35%，和/或Ba²⁺：1-5%，和/或Sr²⁺：15-20%，和/或Ca²⁺：25-30%，和/或Mg²⁺：5-10%，和/或Ln³⁺：0.5-3%，和/或Na⁺：0.5-2%，和/或Li⁺：0.5-3%，和/或K⁺：0-2%。
如申請專利範圍第1至3中任一項或5項所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特徵在於，其中：Ba²⁺/Ca²⁺為0.05-0.155，和/或Ba²⁺/(Ca²⁺+Mg²⁺)為0.09-0.125，和/或O^2-/F^-為0.11-0.18。
如申請專利範圍第1至3中任一項或5項所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特徵在於，其中：Ba²⁺/Ca²⁺為0.1-0.15，和/或Ba²⁺/(Ca²⁺+Mg²⁺)為0.1-0.12，和/或O^2-/F^-為0.11-0.15。
如申請專利範圍第4項所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特徵在於，其中：Y³⁺：0-5%；和/或La³⁺：0-5%；和/或Gd³⁺：0-5%；和/或Yb³⁺：0-5%。
如申請專利範圍第5項中所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特徵在於，其中：Y³⁺：0-5%；和/或La³⁺：0-5%；和/或Gd³⁺：0-5%；和/或Yb³⁺：0-5%。
如申請專利範圍第4項中所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特徵在於，其中：Y³⁺：0-4%；和/或La³⁺：0-3%；和/或Gd³⁺：0-3%；和/或Yb³⁺：0-3%。
如申請專利範圍第5項中所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特徵在於，其中：Y³⁺：0-4%；和/或La³⁺：0-3%；和/或Gd³⁺：0-3%；和/或Yb³⁺：0-3%。
如申請專利範圍第4項中所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特徵在於，其中：Y³⁺：0.5-3%；和/或La³⁺：0-1%；和/或Gd³⁺：0-1%；和/或Yb³⁺：0-1%。
如申請專利範圍第5項中所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特徵在於，其中：Y³⁺：0.5-3%；和/或La³⁺：0-1%；和/或Gd³⁺：0-1%；和/或Yb³⁺：0-1%。
如申請專利範圍第1至3中任一項或5項所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特徵在於，其中：F^-含量為85-92%；和/或O^2-含量為8-15%。
如申請專利範圍第1至3中任一項或5項所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特徵在於，其中：F^-含量為87-91%；和/或O^2-含量為9-13%。
如申請專利範圍第1至3中任一項或5項所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特徵在於，玻璃的熱膨脹係數(α_20℃-120℃)為155×10^-7/K以下；和/或密度(ρ)為3.53g/cm³以下；和/或氣泡度為A級以上；和/或耐水作用穩定性(D_W)為1類以上。
一種光學預製件，其特徵在於，採用申請專利範圍第1至20項中任一項所述的氟磷酸鹽光學玻璃製成。
一種光學元件，其特徵在於，採用申請專利範圍第1至20項中任一項所述的氟磷酸鹽光學玻璃或申請專利範圍第21項所述的光學預製件製成。
一種光學儀器，其特徵在於，採用申請專利範圍第22項所述的光學元件製成。