具体实施方式

本发明涉及注入离子用来降低用于透射红外光、尤其是在从800nm至3μm的波长范围内的基板的红外反射率的用途，其中，离子被注入基板中。

根据本发明，离子注入包括N、H、O、He、Ne、Ar或Kr的带正电离子的注入。根据本发明，带正电的注入离子包括带单个电荷离子和带多个电荷的离子的混合物。有利的是，离子注入包括注入N、H、O或He的带正电离子，因为它们需要较小的加速电压。

本发明的用途和包括本发明的制品的优选陈述(特征)和实施例在下文中设定。如此定义的本发明的每个陈述和实施例可以与任何其他陈述和/或实施例组合，除非明确地相反地指出。特别地，可以将指示为优选或有利的任何特征与指示为优选或有利的任何其他特征或陈述进行组合。

根据本发明的实施例，本发明的注入基板在基板的注入表面处除了双层结构之外不包括其他层。

至此，本发明尤其是通过以下编号的陈述和实施例中的一个或多个实施例与任何其他陈述和/或实施例中的任何一个或任意组合来得到。

1.一种注入离子用来降低用于透射红外光的基板的在800nm与3μm之间的波长范围内的红外反射率的用途，其中，所述离子选自N、O、He、Ne、Ar或Kr的离子的带单个电荷的离子和带多个电荷的离子的混合物；以及所述离子以包括在10¹⁶离子/cm²与2×10¹⁷离子/cm²之间的剂量以及包括在5.5kV与450kV之间的加速电压AV被注入所述基板中。

2.根据陈述1所述的注入离子用来降低用于透射红外光的基板的红外反射率的用途，其中，所述离子以包括在10¹⁶离子/cm²与1.5×10¹⁷离子/cm²之间、优选在10¹⁶离子/cm²与9.5×10¹⁶离子/cm²之间的剂量被注入所述基板中。

3.根据前述陈述1至2中任一项所述的注入离子用来降低用于透射红外光的基板的红外反射率的用途，其中，所述基板选自蓝宝石基板、熔融石英基板、或玻璃基板。

4.根据前述陈述1至3中任一项所述的注入离子用来降低用于透射红外光的基板的红外反射率的用途，其中，所述基板选自钠钙硅玻璃基板、铝硅酸盐玻璃基板、以及硼硅酸盐玻璃基板。

5.根据前述陈述1至4中任一项所述的注入离子用来降低用于透射红外光的基板的红外反射率的用途，其中，所述基板是钠钙玻璃基板，所述钠钙玻璃基板包含以玻璃的总重量百分比表示的含量的以下项：总铁(表示为Fe₂O₃)0.002至0.06％，以及Cr₂O₃ 0.0001至0.06％。

6.根据前述陈述1至5中任一项所述的注入离子用来降低用于透射红外光的基板的红外反射率的用途，其中，所述基板是平面光学基板或透镜。

7.根据前述陈述1至6中任一项所述的注入离子用来降低用于透射红外光的基板的红外反射率的用途，其中，所述基板在800nm与3μm之间的所述波长范围内的平均参考反射率降低至少1％、优选地降低至少2％、更优选地降低至少3％。

8.根据前述陈述1至7中任一项所述的注入离子用来降低用于透射红外光的基板的红外反射率的用途，其中，所述基板的参考反射率在波长λmin处呈现最小值，其中，800nm≤λmin≤3μm。

9.根据前述陈述1至8中任一项所述的注入离子用来降低用于透射红外光的基板的红外反射率的用途，其中，所述基板在波长λ-500处的参考反射率最大为13％，其中，λ-500＝λmin-500nm。

10.根据前述陈述1至9中任一项所述的注入离子用来降低用于透射红外光的基板的红外反射率的用途，其中，所述基板在可见光波长范围内的参考反射率最多为13％。

11.根据前述陈述1至10中任一项所述的注入离子用来降低用于透射红外光的基板的红外反射率的用途，其中，所述加速电压AV与所述离子的平均标准原子量Zavr的比率AV/Zavr包括在0.0029×λ_min×kV/nm-1.25kV至0.0026×λ_min×kV/nm+0.68kV的范围内，其中，λmin为在从800nm至3μm的红外波长范围内的所述参考反射率的最小值的波长。

12.一种基板内的双层用来降低所述基板的红外参考反射率的用途，其中，所述双层从基板表面开始并且朝向所述基板的芯部包括：第一层，所述第一层具有折射率n₁，其中，0.95×n_b≤n₁≤1.05×n_b，n_b为体基板的折射率；以及第二层，所述第二层是多孔层、具有折射率n₂，其中，n₂<n_b，相应的折射率为在从800nm至3μm的所述波长范围内的平均折射率，并且其中，优选地，所述第一层和所述第二层的固相由与所述基板的体材料相同的材料组成。

13.根据任一前述陈述所述的基板内的双层用来降低所述基板的红外参考反射率的用途，其中，所述第一层具有的厚度在10nm至120nm的范围内，所述多孔的第二层具有的厚度在110nm至400nm的范围，并且具有的孔密度在40％至80％范围内，并且其中，优选地，所述第一层和所述第二层的固相由与所述基板的体材料相同的材料组成。

14.一种用于控制800nm与3μm之间的范围内的红外光的光学组件，所述光学组件包括通过陈述1至14中任一项所述的方法获得的用于透射红外光的离子注入基板。

15.一种用于控制800nm与3μm之间的范围内的红外光的光学组件，所述光学组件包括用于透射800nm与3μm之间的红外光范围内的红外光的离子注入基板、以及红外敏感光学部件和/或红外光源，其中，所注入的离子选自N、H、O、He、Ne、Ar和Kr的离子中的一种或多种离子，并且以包括在10¹⁶离子/cm²与2×10¹⁷离子/cm²之间的剂量以及包括在5.5kV与450kV之间的加速电压AV被注入所述基板中。

16.一种用于控制800nm与3μm之间的范围内的红外光的光学组件，所述光学组件包括用于透射800nm与3μm之间的红外光范围内的红外光的基板、以及红外敏感光学部件和/或红外光源，其中，用于透射红外光的所述基板包括双层，所述双层从基板表面开始并且朝向所述基板的芯部包括：第一层，所述第一层具有折射率n₁，其中，0.95×n_b≤n₁≤1.05×n_b，n_b为体基板的折射率；以及第二层，所述第二层为多孔层、具有折射率n₂，其中，n₂<n_b，相应的折射率为800nm至3μm波长范围内的平均折射率，并且其中，所述基板的参考反射率在波长λ_min处呈现最小值，其中，800nm≤λ_min≤3μm，并且其中，所述基板在波长波长λ_-500处的参考反射率最大为13％，其中，λ_-500＝λ_min-500nm。

17.根据陈述17所述的光学组件，其中，所述第一层具有的厚度在10nm至120nm的范围内，并且所述多孔的第二层具有的厚度在110nm至400nm的范围内，并且具有的孔密度在40％至80％的范围内。

18.根据前述陈述15至18中任一项所述的光学组件，所述光学组件包括：红外光源，其中，所述红外光源是以波长λ_L发射的红外激光器，并且其中，所述基板的参考反射率在波长λmin处呈现最小值，其中，0.95λ_L≤λ_min≤1.05λ_L。

已经发现，可以通过改变注入的离子的量和离子的注入深度来改变红外光反射率的程度。

根据本发明的实施例，离子剂量包括在10¹⁶离子/cm²与2×10¹⁷离子/cm²之间、有利地在10¹⁶离子/cm²与1.5×10¹⁷离子/cm²之间、更有利地在10¹⁶离子/cm²与9.5×10¹⁶离子/cm²之间。在这些范围内，剂量可以为至少2×10¹⁶离子/cm²、至少4×10¹⁶离子/cm²或甚至至少6×10¹⁶离子/cm²。离子剂量可以例如通过暴露于离子束的持续时间来控制，并且还取决于离子束的通量。

注入离子可以存在于基板中、超过多孔的第二层。根据本发明的实施例，在本发明的实施例的基板中除了多孔的第二层之外不存在额外的多孔层。根据本发明的另一实施例，在基板中存在一个另外的多孔的第三层，该多孔的第三层具有的孔密度与多孔的第二层的孔密度不同。

对于给定的离子或离子混合物，可以通过离子源的加速电压来控制注入深度。

提供包含带单个电荷的离子和带多个电荷的离子的混合物的离子束的电子回旋共振(ECR)离子源尤其有用，因为对于特定的加速电压，某些种类的双电荷离子(例如N²⁺)将具有相应带单个电荷的离子N⁺的两倍注入能量。因此，无需增大加速电压就可以达到更大的注入深度。诸位发明人已经发现，提供包含用相同的加速电压加速的带单个电荷的离子与带多个电荷的离子的混合物的离子束的离子源由于它们可以提供比带单个电荷的离子束更高的通量而特别有用。因此，它们能够在较短的时间量内达到一定剂量。根据本发明，ECR离子源可以提供至少0.5mA、有利地至少0.8mA、更有利地至少1.0mA且不大于50mA的离子电流。

在本发明的实施例中，离子束，离子束中的离子的至少90％包含选自N、O、He、Ne、Ar和Kr的物质的带单个电荷的离子和双电荷离子，并且单电荷物质与双电荷物质的比率至少为55/25。相应的单电荷物质和双电荷物质为N⁺和N²⁺、O⁺和O²⁺、He⁺和He²⁺、Ne⁺和Ne²⁺、Ar⁺和Ar²⁺、Kr⁺和Kr²⁺。氢仅作为带单个电荷的离子H⁺提供。

在某些实施例中，正在进行注入的基板相对于离子束移动以便处理其整个表面。

根据本发明，基板可以包括平坦的、片状的基板或非平坦的基板，比如棱镜或透镜。可以在进行离子注入之前，通过流延、切割、弯曲、研磨或压制以获得期望形状来获得基板。

在不平坦的光学元件上测量反射并比较反射率值非常复杂。因此，就本文而言，“参考反射率”一词在适当时对于所有基板定义并使用。基板的参考反射率是基板材料的1.6mm厚平片材的反射率，适当时通过相同的离子注入处理，或适当时包含相同的双层。参考反射是在已离子注入的表面上、作为从表面以8°角度反射的入射光的百分比测量的。平均参考反射率是通过对所选波长范围内的测量值求平均值来计算。

反射中的参考颜色是根据此测量值计算的，并使用CIELAB颜色坐标a*和b*在光源D65下使用10°观察者角度来表示。CIE L^*a^*b^*或CIELAB是国际照明委员会(InternationalCommission on Illumination)指定的颜色空间，并且除其他之外通常是在玻璃工业中使用。除非另有说明，否则可见光参考反射率Rc和反射中的反射色a*_Rc、b*_Rc是在接近垂直于基板表面的8°角处测量的。

反射率通常使用在适当波长范围内工作的分光光度计来测量。在下面的实例中，测量针对上至2.5μm的波长进行。光学模拟表明从这些测量中可以外推至少上至3μm波长的反射率值。

贯穿本文，当指示数字范围时，该范围的极限被认为包括在该范围内。此外，在数值范围内的所有整数和子域值清楚地包括在内，如同明确地写出一样。

根据应用，在800nm至3μm的IR波长范围内尽可能获得低的红外(IR)参考反射率可能是相关的，或者在某个波长λ_min处尽可能降低参考反射率可能是相关的，其中，λ_min在800nm至3μm的范围内。

根据本发明的实施例，通过使用离子注入工艺来降低基板在红外波长范围内、尤其是在800nm至3μm的波长范围内的参考反射率，离子注入工艺包括以下操作：

a.提供选自N₂、H₂、O₂、He、Ne、Ar和Kr的源气体，

b.电离源气体，以便形成N、O、He、Ne、Ar或Kr的离子，其中，离子包含N、O、He、Ne、Ar或Kr的带单个电荷的离子和带多个电荷的离子的混合物。

c.用加速电压使离子加速以便形成束，其中，第一加速电压包括在5.5kV与450kV之间，并且

d.将基板的表面定位在束的轨迹中，以便获得包括在10¹⁶离子/cm²与2×10¹⁷离子/cm²之间的离子剂量。

诸位发明人已经发现，可以减小在红外波长范围内、尤其是在800nm与3μm之间的参考反射率。尤其是在800nm与3μm之间平均参考反射率。

根据本发明的离子的注入可以将基板在800nm至3μm的波长范围内的平均参考反射率降低至少1％、有利地降低至少2％、更有利地降低至少3％。

诸位发明人已经发现，通过使用以取决于注入离子的标准原子量的加速电压注入的离子，红外波长范围内、尤其是800nm与3μm之间的参考反射率可以在特定波长λ_min处降至最低。标准原子量是由国际纯粹与应用化学联合会IUPAC定义的相对原子质量。当注入离子的混合物时，无论是不同同位素的混合物还是来自不同化学元素的离子的混合物，平均标准原子量Z_avr是所用离子的相对原子质量的平均值。

图1示出了根据本发明的某些实施例的用于透射IR光的三种不同的基板(101、102、103)相比于未处理过的基板(100)在800nm与2500nm的波长(λ)范围内的参考反射率(RR)曲线。三个参考反射率曲线(101、102、103)中的每一个参考反射率曲线均显示在特定波长λ_min(101)、λ_min(102)和λ_min(103)处的最小参考反射率。

根据本发明的实施例，当离子以加速电压AV被注入时，参考反射率在800nm至3μm的红外波长范围内被降低，其中，在波长λ_min处取得最小值，使得加速电压AV与注入离子的平均标准原子量Z_avr的比率包括在0.0029×λ_min×kV/nm-1.25kV至0.0026×λ_min×kV/nm+0.68kV的范围内，其中，λ_min为在从800nm至3μm的红外波长范围内参考反射率最小值的波长。

在某些实施例中，本发明还涉及在基板内的双层的用途，以降低基板在800nm至3μm的波长范围内的参考反射率。

双层从基板表面开始并且朝向基板的芯部包括：第一层，该第一层具有的折射率与体基板的折射率几乎相同；以及多孔的第二层，该多孔的第二层的折射率低于体基板的折射率。第一层具有折射率n₁，其中，0.95×n_b≤n₁≤1.05×n_b，n_b为体基板的折射率；并且第二层具有折射率n2，其中，n₂<n_b，相应的折射率为800nm至3μm波长范围内的平均折射率。优选地，第一层和第二层的固相，即第一层和第二层的不是孔隙的部分，基本上由与基板的体材料相同的材料组成。在当前情况下，基本上相同的材料意味着材料除了可能存在于基板中的诸如碱金属离子之类的组分外是相同的，这些组分在离子注入后易于向基板的芯部迁移。

图2示出了用于透射红外光(200)的基板的示例性实施例(未按比例)，该基板从基板表面(204)开始并且朝向基板(205)的芯部具有：第一层(201)，该第一层具有的折射率与体基板的折射率相同，以及多孔的第二层(202)，该多孔的第二层的折射率低于体基板的折射率。第一层具有厚度t₁，并且多孔的第二层具有厚度t₂。

第一层不具有可检测的孔隙度。孔隙的可检测性的尺寸下限为约3nm的直径。多孔的第二层的孔隙填充有通过注入离子的重组形成的气体。发现由相同气体形成的注入离子将遍及第一层的固体材料以小于10原子％的浓度存在。

出于本发明的目的，折射率是在800nm至3μm的波长范围内的平均折射率。

在本发明的实施例中，第一层可以具有厚度t₁，该厚度在10nm至120nm的范围内，多孔的第二层具有厚度t₂，该厚度在110nm至400nm的范围内，并且比率t₂/t₁在3至11的范围内。除非另有说明，否则本文中的所有厚度均为几何或物理厚度。

特别地，多孔的第二层可以具有的孔密度在15％至80％的范围内、有利地在25％至70％的范围内、更优选地在25％至65％的范围内。如下面解释的，在多孔层的截面的TEM图像上确定孔密度。较高的孔密度对于低参考反射率是有利的，但是往往会降低已处理的基板的机械耐久度。在孔密度在30％至60％的范围内的情况下、尤其是当与上述层厚度相组合时，在参考反射率降低与机械耐久度之间获得了良好的折衷。

根据本发明的另一实施例，当第一层的厚度在0.04×λ_min-21nm至0.04×λ_min-15的范围内并且多孔的第二层的厚度在0.11×λ_min+24nm至0.11×λ_min+88nm的范围内时，参考反射率在800nm至3μm的红外波长范围内被降低，其中，在波长λ_min处取得最小值，其中，λ_min是在800nm至3000nm的红外波长范围内参考反射率最小值的波长。

根据上文中的本发明的某些实施例，在从800nm至3μm、尤其是从800nm至2.5μm的IR波长范围内基板的平均参考反射率被降低总入射光的1％、尤其是降低2％、并且甚至降低3％。

根据本发明的实施例，在从800nm至3μm、尤其是从800m至2.5μm的IR波长范围内的选定波长λ_min处，基板的平均参考反射率被降低总入射光的1.5％、尤其是降低2.5％、并且甚至降低3.5％。

根据本发明的实施例，在从800nm至1600nm的波长范围内的平均参考反射率被降低总入射光的1％、尤其是降低2％、并且甚至降低3％。

根据本发明的某些实施例，λ_min在800nm至1200nm的波长范围内、尤其是在900nm至1100nm的波长范围内。发现了本发明的处理过的基板于是在反射中具有中性或绿蓝色。特别地，由反射中的a*_Rc和b*_Rc的颜色坐标表示的、在基板的离子注入侧上的反射光的CIELAB颜色坐标是中性或蓝绿色，即-10≤a*_Rc≤1并且-20≤b*_Rc≤1，或者更接近中性或具有较弱的蓝绿色调，即-5≤a*_Rc≤0.5并且-15≤b*_Rc≤0.5，甚至非常中性或具有略微蓝绿色调，即-4≤a*_Rc≤0并且-10≤b*_Rc≤0。

根据本发明，基板是蓝宝石基板、熔融石英基板、或玻璃基板。特别地，基板是可以属于不同类别的玻璃基板。因此，玻璃可以尤其选自钠钙硅玻璃、铝硅酸盐玻璃、以及硼硅酸盐玻璃。

根据本发明，基板可以是平面光学基板(例如，窗玻璃、反射镜、偏振器、分光镜或棱镜)、球面透镜(例如，平凹/平凸、双凹/双凸或弯月面透镜)、非球面透镜(例如，抛物面、双曲或混合透镜)或消色差透镜。根据本发明，基板可以是光学组件的一部分，例如成像透镜、扩束器、目镜、物镜或眼镜。本发明的基板尤其可以是用于透射来自红外灯或红外激光器、例如发射波长范围为800nm至1.6μm的红外光的激光器的红外光的窗户或透镜。特别地，基板可以是用于透射波长为λ_L的红外激光的基板，优选地，基板在波长λ_min处具有的反射率最小值，其中，0.95λ_L≤λ_min≤1.05λ_L。

根据本发明的有利实施例，基板的温度在注入期间保持在基板的玻璃化转变温度以下。优选地，温度保持在低于600℃、更优选低于500℃、最优选低于400℃。

特别地，本发明的基板的玻璃组合物包含按氧化物计、以玻璃总重量的百分比表示的以下项：

SiO₂ 55-85％，

Al₂O₃ 0-30％，

B₂O₃ 0-20％，

Na₂O 0-25％，

CaO 0-20％，

MgO 0-15％，

K₂O 0-20％，

BaO 0-20％。

在另一特定实施例中，本发明的光学元件的玻璃组合物包含按氧化物计、以玻璃总重量的百分比表示的以下项：

SiO₂ 55-78％，

Al₂O₃ 0-18％，

B₂O₃ 0-18％，

Na₂O 0-20％，

CaO 0-15％，

MgO 0-10％，

K₂O 0-10％，

BaO 0-5％。

特别地，本发明的光学元件的硼硅酸盐玻璃组合物包含按氧化物计、以玻璃总重量的百分比表示的以下项：

SiO₂ 60-70％，

B₂O₃ 10-20％，

K₂O 5-15％，

Na₂O 1-15％，

BaO 1-10％，

Sb₂O₃ <1％，

CaO <1％，

TiO₂ <1％，

ZnO <1％。

任选地，这种硼硅酸盐玻璃组合物还包含1至5重量％的CeO₂，以提高对辐射、尤其是电离辐射的抵抗。

在有利的实施例中，由于较低的生产成本，本发明的光学元件的玻璃包括钠钙玻璃。有利地，根据该实施例，本发明的光学元件的玻璃组合物包含按氧化物计、以玻璃总重量的百分比表示的以下项：

SiO₂ 60-75％，

Al₂O₃ 0-6％，

B₂O₃ 0-4％，

Na₂O 5-20％，

CaO 0-15％，

MgO 0-10％，

K₂O 0-10％，

BaO 0-5％。

除了其任何上述组合物之外，玻璃还可以包含其他组分，这些组分的性质和量可以根据期望效果而变化。

任选地，为了进一步提高IR光的透射率，本发明的光学元件的玻璃组合物进一步包括在特定含量范围内的铬。

因此，根据本发明的可选实施例，本发明的光学元件的玻璃组合物进一步包含按氧化物计、以玻璃总重量的百分比表示的以下项：

总铁(表示为Fe₂O₃) 0.002至0.06％，

Cr₂O₃ 0.0001至0.06％。

结合低水平的铁和铬的这种玻璃组合物在红外透射率、以及可见光范围的透射率和透射率的中性颜色方面表现出特别好的性能。其示例性玻璃组合物在国际申请中进行了描述：WO 2014128016 A1、WO 2014180679 A1、WO 2015011040 A1、WO 2015011041 A1、WO2015011042 A1、WO 2015011043 A1和WO 2015011044 A1，这些申请通过援引并入本文。特别地，这些玻璃组合物类似地包含相对于玻璃总重量为0.002至0.06重量％的铬(表示为Cr₂O₃)。这样的铬含量可以进一步提高红外透射。

因此，根据本发明的另一可选实施例，本发明的光学元件的玻璃组合物进一步包含按氧化物计、以玻璃总重量的百分比表示的以下项：

总铁(表示为Fe₂O₃) 0.002至0.06％

Cr₂O₃ 0.0015至1％

Co 0.0001至1％。

这种铬和钴基玻璃组合物在红外透射方面表现出特别好的性能，同时在美学或颜色(从蓝色到中性强烈染色或直至不透明)方面提供了有趣的可能性。其示例性组合物在专利申请WO 2015091106A1中披露，该专利申请通过援引并入本文。

根据本发明的另一可选实施例，本发明的光学元件的玻璃组合物进一步包含按氧化物计、以玻璃总重量的百分比表示的以下项：

总铁(表示为Fe₂O₃) 0.002至1％，

Cr₂O₃ 0.002至0.5％，

Co 0.0001至0.5％。

有利地，根据该实施例，组合物包括：0.06％<总铁≤1％。

这种基于铬和钴的组合物可以被用于获得蓝绿色范围的有色玻璃板，其颜色和光透射率可与传统的基于钠钙的蓝色和绿色玻璃相媲美，但是具有特别高的红外透射率。其示例性组合物在专利申请WO2016202606A1中披露，该专利申请通过援引并入本文。

根据本发明的另一可选实施例，本发明的光学元件的玻璃组合物进一步包含按氧化物计、以玻璃总重量的百分比表示的以下项：

这种基于铬、钴和硒的玻璃组合物在红外透射方面表现出特别好的性能，同时在美学/颜色(灰色-青铜色范围内的灰色中性至轻微染色强烈)方面提供了有趣的可能性。这样的组合物在专利申请WO 2016202689 A1中披露，该专利申请通过援引并入本文。

可选地，作为铬的替代，本发明的光学元件的玻璃组合物进一步以特定浓度包含其他组分，以进一步提高IR光的透射率。

根据本发明的替代可选实施例，本发明的光学元件的玻璃组合物进一步包含按氧化物计、以玻璃总重量的百分比表示的以下项：

总铁(表示为Fe₂O₃) 0.002至0.6％，

CeO₂ 0.001至1％。

这样的组合物在专利申请WO 2015071456 A1中披露，该专利申请通过援引并入本文。

根据本发明的另一替代可选实施例，本发明的光学元件的玻璃组合物进一步包含按氧化物计、以玻璃总重量的百分比表示的以下项：

总铁(表示为Fe₂O₃) 0.002至0.06％，

以及以下组分之一：

锰(表示为MnO)，其量的范围为从0.01重量％至1重量％；

锑(表示为Sb₂O₃)，其量的范围为从0.01重量％至1重量％；

砷(表示为As₂O₃)，其量的范围为从0.01重量％至1重量％，或

铜(表示为CuO)，其量的范围为从0.0002重量％至0.1重量％。

这样的组合物在专利申请WO 2015172983 A1中披露，该专利申请通过援引并入本文。

根据本发明的另一替代可选实施例，本发明的光学元件的玻璃组合物进一步包含按氧化物计、以玻璃总重量的百分比表示的以下项：

总铁(表示为Fe₂O₃) 0.002至0.04％，

以及铬、硒、铜、铈、锰和锑中的一种和至少两种；其中，铬(表示为Cr₂O₃)的最大含量为0.02重量％；硒(表示为Se)的最大含量为0.08重量％；铜(表示为CuO)的最大含量为0.04重量％；铈(计为CeO₂)的最大含量为0.8重量％；锰(计为MnO)的最大含量为1.6重量％；锑(表示为Sb₂O₃)的最大含量为0.8重量％；该组合物具有公式：

A≤[10.02*(Cr₂O₃/Fe₂O₃)+4*(Se/Fe₂O₃)+2.73*(CuO/Fe₂O₃)+0.7*(CeO₂/Fe₂O₃)+0.23*(MnO/Fe₂O₃)+0.11*(Sb₂O₃/Fe₂O₃)]；A等于0.30。

这样的组合物在欧洲专利申请号WO 2016008906 A1中披露，该欧洲专利申请通过援引并入本文。

根据本发明的有利实施例，玻璃板的组合物具有小于15％的氧化还原。优选地，氧化还原小于10％、或小于5％或甚至小于3％。玻璃的氧化程度由氧化还原给出，该氧化还原被定义为Fe²⁺的原子重量与玻璃中存在的铁原子Fe_tot的总重量之比，Fe²⁺/Fe_tot。

诸位发明人惊奇地发现，带单个电荷的离子和带多个电荷的离子的混合物的离子注入引起反射率曲线在λ_min附近非常平坦。特别地，本发明的离子注入尤其是当与仅带单个电荷的离子的离子注入相比时可以使得参考反射率对波长<λ_min的增大不那么陡峭。特别地，本发明的离子注入尤其是当与仅带单个电荷的离子的离子注入相比时可以引起参考反射率对波长<λ_min的增大不那么高。

图3示出了利用Kr⁺带单个电荷的离子以200keV的能量和2.5×10¹⁶离子/cm²的剂量注入的根据本发明的某些实施例的用于透射IR光的三种不同基板(101、102、103)、不是根据本发明的未处理过的基板(100)和处理过的基板(104)在380nm至2500nm的波长(λ)范围内的参考反射率(RR)曲线。根据本发明的处理过的基板的参考反射率曲线，尤其是与基板(104)相比，显示出平坦的反射率曲线，在可见光波长范围内反射率的增大有限，并且反射率对比最小参考反射率波长小的波长的增大不那么陡峭。基板(104)的RR曲线是从POLATO Pietro等人的“Characterization by Nuclear and SpectrophotometricAnalysis of Near-Surface Modifications of Glass Implanted with Heavy Ions(注入重离子的玻璃的近表面修饰的核和分光光度分析的表征)”(《美国化学学会杂志》，第70卷第10期，第775-779页)中报告的反射数据外推的。

在本发明的某些实施例中，离子注入引起可见光范围内的参考反射率的有限增大。

在本发明的实施例中，在波长λ_-500(其中λ_-500＝λ_min-500nm)下的处理过的基板的参考反射率不升高到13％以上。

在本发明的实施例中，在380nm与780nm之间的波长的可见光范围内，处理过的基板的参考反射率不升高到13％以上。

在本发明的实施例中，离子注入更进一步引起可见光参考反射率的降低，尤其是对于λmin≤1100nm、尤其是对于λmin≤1000nm。

根据某些实施例，处理过的基板在可见光范围内的参考反射率至多为7％，尤其是对于λmin≤1100nm、更尤其是对于λmin≤1000nm。

在本发明的优选实施例中，位于被处理区域下方的被处理玻璃基板区域的体温度小于或等于玻璃基板的玻璃化转变温度。此温度例如受该离子束的离子电流、被处理的区域在该离子束中的停留时间以及该基板的任何冷却手段的影响。

根据本发明的离子的注入优选地在真空腔室中在包括在10^-7毫巴(mbar)与10^{- 2}mbar之间的压力下、更优选地在包括在5×10^-5mbar与2×10^-6mbar之间的压力下进行。

多孔的第二层的孔隙填充有气体。在第一层和多孔的第二层的整个固体材料中都发现了由相同气体形成的离子。

用于实施本发明方法的示例性离子源是来自Ionics SA的Hardion+ECR离子源。

本发明还涉及N、H、O、He、Ne、Ar或Kr的带单个电荷的离子和带多个电荷的离子的混合物用来降低蚀刻的玻璃基板的参考反射率的用途，该带单个电荷的离子和带多个电荷的离子的混合物以有效地降低玻璃基板的参考反射率的离子剂量和加速电压被注入玻璃基板中。

有利地，离子的注入深度可以包括在0.11μm与1μm之间、优选地在0.15μm与0.5μm之间。注入离子在基板表面与注入深度之间扩散。可以通过选择注入离子、通过加速能量来适应注入深度，并且可以取决于基板而在一定程度上改变注入深度。

根据本发明，O或N的单电荷和带多个电荷的离子的混合物分别优选包含O⁺和O²⁺或N⁺、N²⁺和N³⁺。

根据本发明的优选的实施例，O的单电荷和带多个电荷的离子的混合物包含比O⁺更少量的O²⁺。在本发明的更优选的实施例中，O的单电荷和带多个电荷的离子的混合物包含55％至98％的O⁺以及2％至45％的O²⁺。

根据本发明的另一个优选的实施例，N的单电荷和带多个电荷的离子的混合物包含比N⁺和N²⁺各自更少量的N³⁺。在本发明的更优选的实施例中，N的单电荷和带多个电荷的离子的混合物包含40％-70％的N⁺、20％-40％的N²⁺、和2％-20％的N³⁺。

根据另一优选的实施例，本发明的玻璃板是通过狭缝拉伸工艺或通过熔融工艺，特别是溢流下拉熔融工艺形成的玻璃板。这些工艺(尤其是熔融工艺)生产的玻璃板的表面可以达到某些应用中所需的优异的平整度和光滑度，但与用于大规模玻璃生产的浮法工艺相比，它们也更昂贵。

根据本发明的基板可以具有从0.1mm至25mm的厚度。有利地，在显示器应用的情况下，根据本发明的玻璃板优选地具有从0.1mm至6mm的厚度。更优选地，在显示器应用的情况下并且由于重量的原因，根据本发明的玻璃板的厚度是从0.1mm至2.2mm。

在某些应用中，根据本发明的基板可以具有从10μm至100μm、有利地从50μm至100μm的厚度。

本发明的另一附加目的是提供一种用于发射、检测或测量在800nm与3μm之间的范围内的波长λ_L下的红外光的光学组件，该光学组件包括：

a.根据上文的本发明的任何实施例的用于透射红外光的基板，因此在800nm与3μm之间的红外光范围内具有低参考反射率，以及

b.红外敏感光学部件和/或红外光源。

红外敏感光学部件或红外传感器可以包括IR检测器(比如，运动传感器或高温计)、成像传感器(比如，电荷耦合器件或微辐射热测定仪阵列)。

红外光源可以是例如红外激光器或灯。红外光源也可以是发出红外范围内的热辐射的高温物体。

光学组件可以包括诸如在光探测和测距(LIDAR)设备中的红外光源和红外敏感光学部件两者。

本发明的光学组件还可以包括附加的光学元件，比如透镜、棱镜或盖。这些可以是或不是根据本发明的基板。

现在将仅以实例的方式连同一些不是根据本发明的对比实例来进一步描述本发明的实施例。提供以下实例用于说明性目的并且不旨在限制本发明的范围。

本领域技术人员意识到，本发明决不限于上述优选实施例。而是，在所附权利要求的范围内，许多修改和变化是可能的。

实例

通过透射电子显微镜(TEM)研究处理过的基板的微观结构、层厚度以及尤其是孔密度。使用聚焦离子束(FIB)程序制备截面样品。在制备期间，将工艺碳和铂保护层沉积在膜的顶部上。为了本发明的目的，通过本发明的方法在二维图像上确定的孔密度被认为是孔隙的三维尺寸和密度的表示。

使用图像分析软件ImageJ(由美国国立卫生研究院(National Institutes ofHealth，USA)开发)处理来自TEM的图像，以将孔隙识别为界限分明的明亮区域。通常具有不规则形状的孔的截面等效圆直径是如通过此图像分析方法确定的具有与孔的截面等效的面积的二维圆盘的直径。将孔密度评估为多孔第二层的被孔占据的截面面积的百分比。

层厚度也在TEM显微照片上进行评估。

离子注入实例是根据下表中详述的各种参数使用用于产生带单个电荷的离子和带多个电荷的离子的混合物的束的ECR离子源制备的。使用的离子源是来自Ionics S.A的Hardion+ECR离子源。

所有样品具有100cm²的尺寸并且通过以在10mm/s与100mm/s之间的选定的速度将基板位移通过离子束在整个表面上进行处理。

将被处理的基板的区域的温度保持在小于或等于基板的玻璃化转变温度的温度处。

对于所有实例，在真空室中在10^-6毫巴的压力下进行注入。

使用ECR离子源以及N₂源气体，将N的离子注入在1.6mm厚的普通透明钠钙玻璃基板中。在用本发明的离子注入方法进行注入之前，玻璃基板在从800nm至2.5μm的波长范围内的平均参考反射率(avg RR)为7.7％。关键的注入参数可以在下表1中找到。表1还显示了每个样品的平均参考反射率(avg RR)、最小参考反射率的波长λ_min以及在λ_min处的参考反射率(RR)。

表1

诸位发明人发现，当相对于注入离子的平均原子质量适配加速电压时，通过注入O、He、Ne、Ar和Kr的离子，发现了与从N₂源气体注入N相似的结果。

通过注入氮离子获得的本发明的基板的分析表明没有明显形成氮化硅Si₃N₄。

表2显示了加速电压，每一个加速电压均引起针对注入离子N、He或Kr的可比较的结果。

表2

从上面的表2中可以看出，通过调整加速电压，可以对宽范围的注入离子实现可较比的反射率结果。

表3显示了每个样品在λ_-500处的参考反射率(其中λ_-500＝λ_min-500nm)、以及在380nm至780nm波长范围内的最大反射率。

表3