DE102008059158B4 - Multilayer optical filter - Google Patents

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Abstract

Optischer Filter mit mehreren übereinander angeordneten Schichten, umfassend:
– mindestens eine erste Schicht (101) mit einer vorbestimmten Schichtdicke, die ein Material aus einer ersten Materialgruppe umfasst, wobei ein Realteil einer Permittivität von Materialien aus der ersten Materialgruppe in einem vorbestimmten Spektralbereich negativ ist,
– mindestens eine zweite Schicht (102) mit einer vorbestimmten Schichtdicke, die ein Material aus einer zweiten Materialgruppe umfasst, wobei ein Realteil einer Permittivität von Materialien aus der zweiten Materialgruppe in dem vorbestimmten Spektralbereich positiv ist,
wobei die vorbestimmten Schichtdicken derart ausgewählt sind, dass der optische Filter (100) bei senkrechtem Lichteinfall von Licht, das zumindest teilweise s-polarisiert oder unpolarisiert ist, eine erste Transmissionskurve in dem vorbestimmten Spektralbereich mit einem Maximum (205) der Transmission bei einer ersten Wellenlänge (207) aufweist, und dass der optische Filter bei Lichteinfall des zumindest teilweise s-polarisierten oder unpolarisierten Lichts, mit Einfallswinkeln in einem Bereich zwischen 0° und 30° eine Transmissionskurve in...An optical filter having a plurality of superimposed layers, comprising:
At least one first layer (101) having a predetermined layer thickness comprising a material of a first material group, wherein a real part of a permittivity of materials of the first material group is negative in a predetermined spectral range,
At least one second layer (102) having a predetermined layer thickness comprising a material of a second material group, wherein a real part of a permittivity of materials of the second material group in the predetermined spectral region is positive,
wherein the predetermined layer thicknesses are selected such that the optical filter (100), upon incident light of at least partially s-polarized or unpolarized, has a first transmission curve in the predetermined spectral range with a maximum (205) of transmission at a first wavelength (207), and that the optical filter, upon incident light of the at least partially s-polarized or unpolarized light, with angles of incidence in a range between 0 ° and 30 °, a transmission curve in ...

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Filter mit mehreren übereinander angeordneten Schichten, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen optischen Filters.The The present invention relates to an optical filter with a plurality of superimposed arranged layers, and a method for producing a such optical filter.

Viele moderne optische Systeme verwenden optische Filter. Es können beispielsweise Tiefpass-, Hochpass- oder Bandpassfilter zum Einsatz kommen. Die Filter sind in der Regel für einen vorbestimmten Spektralbereich λ1 < λ < λ2 ausgelegt. Ein Bandpassfilter transmittiert beispielsweise Licht der Wellenlänge λ in einem oder mehreren schmalbandigen Wellenlängenbereichen λ1i < λ < λ2i, i = 1, ..., n. Licht anderer Wellenlängen, d. h. im sogenannten Off-Band, wird im vorbestimmten Spektralbereich abgeblockt. Ein optischer Bandpassfilter kann beispielsweise als ein Interferenzfilter realisiert werden, welcher einen Schichtstapel aus mehreren dielektrischen dünnen Schichten umfasst.Many modern optical systems use optical filters. For example, low-pass, high-pass or band-pass filters can be used. The filters are usually designed for a predetermined spectral range λ 1 <λ <λ 2 . A bandpass filter, for example, transmits light of wavelength λ in one or more narrowband wavelength ranges λ 1i <λ <λ 2i , i = 1, ..., n. Light of other wavelengths, ie in the so-called off-band, is blocked in the predetermined spectral range. For example, an optical bandpass filter can be realized as an interference filter comprising a layer stack of a plurality of dielectric thin layers.

Herkömmliche schmalbandige Filter weisen dabei den Nachteil auf, dass die Funktion des Filters stark vom Einfallwinkel und von der Polarisation des einfallenden Lichts abhängig ist. Demzufolge wird die Funktion der Filter für Lichtstrahlen, die nicht senkrecht zur Filteroberfläche einfallen, deutlich beeinträchtigt. Die Abhängigkeit der Lage des Transmissionsbandes zum Einfallswinkel des Lichts ist für den Filter, der in der Druckschrift US 2002/0163708 A1 offenbart wird, in 1 beispielhaft veranschaulicht. Die Kurven wurden für die angegebene Filterstruktur für verschiedene Einfallswinkel θ (in der Figur mit T bezeichnet) von p-polarisiertem Licht (p) berechnet. Bereits bei einer Änderung des Einfallswinkels θ von 0 auf 15° ist eine deutliche Verschiebung des Transmissionsbandes ersichtlich. Bei einem Einfallswinkel von θ = 45° ist nicht nur die Position wesentlich zu höheren Wellenlängen verschoben, sondern es sind auch die maximale Transmission wesentlich verringert und die Halbwertsbreite des Transmissionsbandes wesentlich vergrößert. Bei einem Einfallswinkel von θ = 60° ist das Transmissionsband komplett verschwunden. Wie aus 2 ersichtlich zeigt der in der Druckschrift „Induced Transmission in Absorbing Films Applied to Band Pass Filter Designs”, Peter H. Berning und A. F. Turner, Journal of the Optical Society of America, Vol. 47, Nr. 3, März 1957, Seite 230, offenbarte Filter ebenfalls eine Verschiebung des Peaks der Transmissionskurve bei einer Änderung des Einfallswinkels von 0° auf 60°. Auch diese Transmissionskurven wurden für die in der Veröffentlichung angegebene Filterstruktur berechnet. Wird ein derartiger Filter beispielsweise als Farbfilter in einem optischen System verwendet, so verschiebt sich das Passband von transmittiertem Licht bei nicht senkrechtem Lichteinfall deutlich. Wird ein derartiger Filter für eine wellenlängen-abhängige Messung vor einem optischen Sensor verwendet, so wird bei nicht senkrechtem Lichteinfall ein anderer als der gewünschte Wellenlängenbereich vermessen, wodurch die Messung gegebenenfalls unbrauchbar wird. Bei Verwendung eines solchen Filters in einem Farbsensor wird die Farbwiedergabe des Sensors bei nicht senkrecht einfallendem Licht verfälscht.Conventional narrowband filters have the disadvantage that the function of the filter is heavily dependent on the angle of incidence and the polarization of the incident light. As a result, the function of the filters for light rays that are not normal to the filter surface is significantly affected. The dependence of the position of the transmission band to the angle of incidence of the light is for the filter described in the document US 2002/0163708 A1 is disclosed in 1 exemplified. The curves were calculated for the indicated filter structure for different angles of incidence θ (denoted T in the figure) of p-polarized light (p). Even with a change in the angle of incidence θ from 0 to 15 °, a clear shift of the transmission band is evident. At an angle of incidence of θ = 45 ° not only the position is shifted significantly to higher wavelengths, but it is also the maximum transmission significantly reduced and the half-width of the transmission band significantly increased. At an incident angle of θ = 60 °, the transmission band has completely disappeared. How out 2 as shown in the publication "Induced Transmission in Absorbing Films Applied to Band Pass Filter Designs," Peter H. Berning and AF Turner, Journal of the Optical Society of America, Vol. 47, No. 3, March 1957, page 230, also disclosed a shift in the peak of the transmission curve with a change in the angle of incidence from 0 ° to 60 °. These transmission curves were also calculated for the filter structure given in the publication. If such a filter is used, for example, as a color filter in an optical system, then the pass band of transmitted light shifts significantly when light is not incident vertically. If such a filter is used for a wavelength-dependent measurement in front of an optical sensor, a light other than the desired wavelength range is measured when the incidence of light is not normal, as a result of which the measurement may become unusable. When using such a filter in a color sensor, the color reproduction of the sensor is distorted when the light is not incident perpendicularly.

Die Druckschrift „Omnidirectional transmission bands of one-dimensional metal-dielectric periodic structures” J. L. Zhang et al., Journal of the Optical Society of America B, Volume 25, Nr. 9 (2008) Seiten 1474 ff offenbart einen optischen Filter gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, der ein omnidirektionales Transmissionsband für auschließlich p-polarisiertes Licht aufweist. Der Filter ist nicht für andere Polarisationsarten geeignet. Auch ändert sich die Form des Transmissionsbandes, das mehrere lokale Maxima aufweist, wesentlich mit dem Einfallswinkel des einfallenden Lichts.The Publication "Omnidirectional Transmission bands of one-dimensional metal-dielectric periodic structures "J. Zhang et al., Journal of the Optical Society of America B, Volume 25, No. 9 (2008) pages 1474 et seq. Discloses an optical filter according to the generic term of claim 1, which is an omnidirectional transmission band for exclusively p-polarized Has light. The filter is not for other polarization types suitable. Also changes the shape of the transmission band, the several local maxima substantially with the angle of incidence of the incident light.

Um die oben genannten Nachteile zu vermeiden ist es wünschenswert, einen optischen Filter bereitzustellen, bei welchem die Spektraltransmission in einem breiten Einfallswinkelbereich vom Einfallswinkel weitgehend unabhängig ist (omnidirektionaler Filter). Die optischen Eigenschaften des Filters sollten also auch bei nicht senkrechtem Lichteinfall im Wesentlichen erhalten bleiben.Around to avoid the above-mentioned disadvantages, it is desirable to provide an optical filter in which the spectral transmission in a wide angle of incidence range from the angle of incidence largely independently is (omnidirectional filter). The optical properties of the Filters should therefore also in non-normal light incidence substantially remain.

Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten optischen Filter, insbesondere einen Bandpassfilter, bereitzustellen.Consequently It is an object of the present invention to provide an improved optical filter, in particular a bandpass filter.

Diese Aufgabe wird mit Hilfe der Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.These The object is achieved with the aid of the features of the independent claims. In the dependent claims are preferred embodiments of the invention.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein optischer Filter mit mehreren übereinander angeordneten Schichten bereitgestellt. Der optische Filter umfasst mindestens eine erste Schicht mit einer vorbestimmten Schichtdicke, die ein Material aus einer ersten Materialgruppe umfasst, wobei ein Realteil einer Permittivität von Materialien aus der ersten Materialgruppe in einem vorbestimmten Spektralbereich negativ ist. Der optische Filter umfasst des weiteren mindestens eine zweite Schicht mit einer vorbestimmten Schichtdicke, die ein Material aus einer zweiten Materialgruppe umfasst, wobei ein Realteil einer Permittivität von Materialien aus der zweiten Materialgruppe in dem vorbestimmten Spektralbereich positiv ist. Dabei sind die vorbestimmten Schichtdicken derart ausgewählt, dass der Filter bei senkrechtem Lichteinfall eine erste Transmissionskurve in dem vorbestimmten Spektralbereich mit einem Maximum der Transmission bei einer ersten Wellenlänge aufweist, und dass der optische Filter bei Lichteinfall mit Einfallswinkeln in einem Bereich zwischen 0° und 30° eine Transmissionskurve in dem vorbestimmten Spektralbereich mit einem Maximum der Transmission bei einer zweiten Wellenlänge aufweist, die weniger als 25% der Halbwertsbreite (Full Width Half Maximum, FWHM) der ersten Transmissionskurve gegenüber der ersten Wellenlänge verschoben ist, wobei das einfallende Licht zumindest teilweise s-polarisiert oder unpolarisiert ist.According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical filter having a plurality of stacked layers. The optical filter comprises at least a first layer having a predetermined layer thickness comprising a material of a first group of materials, wherein a real part of a permittivity of materials of the first group of materials in a predetermined spectral range is negative. The optical filter further comprises at least one second layer having a predetermined layer thickness comprising a material of a second material group, wherein a real part of a permittivity of materials of the second material group in the predetermined spectral region is positive. In this case, the predetermined layer thicknesses are selected such that the filter has a first transmission curve in the predetermined spectral range with a maximum of the transmission at a first wavelength at normal incidence of light, and that the optical filter in case of incidence of light with incidence angles in a range between 0 ° and 30 ° a transmission curve in the predetermined spectral range having a maximum of transmission at a second wavelength shifted less than 25% of the full width half maximum (FWHM) of the first transmission curve from the first wavelength, the incident light at least partially s-polarized or is unpolarized.

Der optische Filter ist beispielsweise ein Bandpassfilter, wobei die Transmissionskurve einen Peak mit dem Transmissionsmaximum aufweist, der das Transmissionsband des Filters definiert. Die Verwendung der Materialien mit unterschiedlicher Permittivität für die Schichten, sowie die Wahl der Schichtdicken ermöglicht es, dass sich das Transmissionsband des optischen Filters bei einer Änderung des Einfallswinkels in dem vorab genannten Bereich nur unwesentlich verschiebt. Bei einer Ausführungsform kann der Einfallswinkelbereich auch 50° betragen. Der Wellenlängenbereich und somit die Farbe des transmittierten Lichts bleibt damit auch bei verschiedenen Einfallswinkeln wesentlich konstanter als bei herkömmlichen optischen Filtern. Die vorab genannten Nachteile können mit dem erfindungsgemäßen Filter verringert bzw. vermieden werden. Da sich das Maximum der Transmissionskurve um weniger als 25% der Halbwertsbreite der Transmissionskurve verschiebt, kann der erfindungsgemäße optische Filter auch in Systemen verwendet werden, bei denen Lichtstrahlen nicht senkrecht oder unter mehreren verschiedenen Einfallswinkeln auf den optischen Filter fallen. Die Verfälschung einer Farbwiedergabe oder einer Wellenlängen-abhängigen Messung in einem solchen System wird damit wesentlich verringert. Auch kann mit einem derartigen Filter eine omnidirektionale Transmission unabhängig von der Polarisation des einfallenden Lichts erzielt werden.Of the optical filter is for example a bandpass filter, wherein the Transmission curve has a peak with the transmission maximum, which defines the transmission band of the filter. The usage the materials with different permittivity for the layers, as well as the choice of layer thicknesses allows that the transmission band of the optical filter in case of change the angle of incidence in the aforementioned range only insignificantly shifts. In one embodiment The incident angle range can also be 50 °. The wavelength range and thus the color of the transmitted light remains with it at different angles of incidence much more constant than at usual optical filters. The aforementioned disadvantages can with the filter according to the invention be reduced or avoided. Since the maximum of the transmission curve shifts by less than 25% of the half-width of the transmission curve, the inventive optical Filters can also be used in systems where light rays not perpendicular or at several different angles of incidence fall onto the optical filter. The falsification of a color rendering or a wavelength-dependent measurement in such a system is thus significantly reduced. Also can with such a filter an omnidirectional transmission independent of the polarization of the incident light can be achieved.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die mindestens eine erste Schicht einen ersten Brechungsindex und die mindestens eine zweite Schicht einen zweiten Brechungsindex auf, wobei die Materialien für die mindestens eine erste und die mindestens eine zweite Schicht derart ausgewählt sind, dass ein Gradient einer Dispersion des ersten Brechungsindex und ein Gradient einer Dispersion des zweiten Brechungsindex in dem vorbestimmten Spektralbereich das gleiche Vorzeichen aufweisen. Erfüllen die Materialien diese Bedingung, so kann eine Verschiebung des Transmissionsmaximums sowie eine Verbreiterung der Transmissionskurve mit größeren Einfallswinkeln verringert werden.According to one embodiment The present invention comprises the at least one first layer a first refractive index and the at least one second layer a second refractive index, wherein the materials for the at least a first and the at least one second layer are selected such that a gradient of a dispersion of the first refractive index and a gradient of a dispersion of the second refractive index in the predetermined spectral range have the same sign. Fulfill the materials this condition, so can a shift of the transmission maximum and a broadening of the transmission curve with larger angles of incidence reduced become.

Der vorbestimmte Spektralbereich kann der Wellenlängenbereich zwischen 180 und 2000 nm, vorzugsweise der Wellenlängenbereich zwischen 400 und 1000 nm sein.Of the predetermined spectral range, the wavelength range between 180 and 2000 nm, preferably the wavelength range between 400 and 1000 nm.

Die vorbestimmten Schichtdicken können weiterhin derart ausgewählt sein, dass das Maximum der Transmission bei der ersten Wellenlänge bei senkrechtem Lichteinfall bei einem ersten Transmissionswert liegt, und dass das Maximum der Transmission bei der zweiten Wellenlänge bei Lichteinfall mit Einfallswinkeln in einem Bereich zwischen 0° und 30° bei einem zweiten Transmissionswert liegt, der weniger als 10% geringer ist als der erste Transmissionswert. Somit wird die Intensität des transmittierten Lichts auch dann nur unwesentlich abgeschwächt, wenn sich der Einfallswinkel des Lichts in dem Bereich zwischen 0° und 30° ändert. Der Einfallswinkelbereich kann bei einer Ausführungsform auch 0°–50° betragen.The predetermined layer thicknesses can continue selected in this way be that the maximum of the transmission at the first wavelength at vertical Light incident is at a first transmission value, and that the maximum of the transmission at the second wavelength Light incidence with angles of incidence in a range between 0 ° and 30 ° at a second transmission value less than 10% less as the first transmission value. Thus, the intensity of the transmitted Light then only marginally attenuated when the angle of incidence of the light in the range between 0 ° and 30 °. The angle of incidence range may in one embodiment as well 0 ° -50 °.

Weiterhin können die vorbestimmten Schichtdicken derart ausgewählt werden, dass die erste Transmissionskurve bei senkrechtem Lichteinfall eine erste Halbwertsbreite aufweist, und dass die Transmissionskurve bei Lichteinfall mit Einfallswinkeln in einem Bereich zwischen 0° und 30° eine zweite Halbwertsbreite aufweist, die sich um weniger als 25% von der ersten Halbwertsbreite unterscheidet. Somit wird das Passband bzw. Transmissionsband auch bei nicht senkrechtem Lichteinfall nicht wesentlich verbreitert oder verkleinert. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn nur eine schmalbandige Transmission über einen großen Einfallswinkelbereich erwünscht ist.Farther can the predetermined layer thicknesses are selected such that the first Transmittance curve at normal incidence of light a first half width has, and that the transmission curve at incident light with angles of incidence in a range between 0 ° and 30 ° one second half width, which is less than 25% of the first half width differs. Thus, the passband or transmission band even with non-normal incidence of light significantly widened or reduced. This is especially true advantageous if only a narrow-band transmission over a huge Incidence angle range desired is.

Das einfallende Licht kann teilweise p-polarisiert sein, und ist erfindungsgemäß zumindest teilweise s-polarisiert oder unpolarisiert. Der optische Filter kann auch derart konfiguriert werden, dass eine oder alle der vorab genannten optischen Eigenschaften für eine Kombination der vorab genannten Polarisationsarten, oder für s-polarisiertes oder unpolarisiertes Licht erzielt werden.The incident light may be partially p-polarized, and is at least according to the invention partially s-polarized or unpolarized. The optical filter can also be configured such that one or all of the advance mentioned optical properties for a combination of advance polarization types mentioned, or for s-polarized or unpolarized Be achieved light.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die magnetische Permeabilität der Materialien der ersten Materialgruppe und der Materialien der zweiten Materialgruppe positiv. Es ist somit unproblematisch, Materialien der ersten und der zweiten Materialgruppe bereitzustellen. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber optischen Filtern, bei denen ein Material sowohl eine negative elektrische Permittivität als auch eine negative magnetische Permeabilität aufweisen muss.According to one embodiment The present invention is the magnetic permeability of the materials the first material group and the materials of the second material group positive. It is therefore unproblematic, materials of the first and the second material group. This is an essential one advantage over optical filters, in which a material has both a negative electrical permittivity as well as having a negative magnetic permeability.

Die magnetische Permeabilität der Materialien der zweiten Materialgruppe kann beispielsweise größer als 0,9 sein.The magnetic permeability For example, the materials of the second material group may be greater than Be 0.9.

Die erste Materialgruppe kann beispielsweise Metalle, metalldielektrische Gemische und nanostrukturierte Materialien umfassen. Die zweite Materialgruppe kann Oxide, insbesondere metallische Oxide, metallische Fluoride, Halbleiter und deren Gemische, und nanostrukturierte Materialien umfassen. Beispielsweise kann die erste Materialgruppe Silber, Gold, Aluminium und Kupfer umfassen. Die zweite Materialgruppe kann Galliumphosphid (GaP), Titandioxid (TiO2), Siliziumdioxid (SiO2), Aluminiumoxid (Al2O3), und Magnesiumfluorid (MgF) umfassen.The first group of materials may include, for example, metals, metal dielectrics, and nanostructured materials. The second group of materials may include oxides, especially metallic oxides, metallic fluorides, semiconductors and mixtures thereof, and nanostructured materials. For example, the first material group may include silver, gold, aluminum and copper. The second group of materials may include gallium phosphide (GaP), titanium dioxide (TiO 2 ), silicon dioxide (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), and magnesium fluoride (MgF).

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung liegt die Schichtdicke der mindestens einen ersten Schicht in einem Bereich zwischen 8 und 50 nm. Die Schichtdicke der mindestens einen zweiten Schicht kann in einem Bereich zwischen 20 und 100 nm liegen. Mit Schichtdicken in diesen Bereichen lässt sich ein omnidirektionaler optischer Filter realisieren.According to one embodiment The invention provides the layer thickness of the at least one first Layer in a range between 8 and 50 nm. The layer thickness the at least one second layer may be in a range between 20 and 100 nm lie. With layer thicknesses in these areas can be realize an omnidirectional optical filter.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Abfolge von ersten und zweiten Schichten und/oder die Abfolge der Schichtdicken in dem optischen Filter nicht periodisch. Mit einer derartigen Anordnung von Schichten bzw. Schichtdicken kann die omnidirektionale Transmission des optischen Filters verbessert werden.According to one another embodiment is the sequence of first and second layers and / or the sequence the layer thicknesses in the optical filter are not periodic. With Such an arrangement of layers or layer thicknesses can improves the omnidirectional transmission of the optical filter become.

Grenzflächen der mindestens einen ersten Schicht und der mindesten einen zweiten Schicht, an denen die Schichten auf andere Schichten des optischen Filters treffen, können im Wesentlichen eben sein und im Wesentlichen parallel zu einander verlaufen. Weiterhin können die mindestens eine erste Schicht und die mindestens eine zweite Schicht im Wesentlichen homogen sein.Interfaces of the at least one first layer and the at least one second Layer on which the layers on other layers of the optical Filters can meet to be essentially flat and essentially parallel to each other run. Furthermore you can the at least one first layer and the at least one second Layer be substantially homogeneous.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Schichten in einer Abfolge von Schichtgruppen der Form M1-D1-M2 angeordnet. Dabei bezeichnen M1 und M2 jeweils eine Schichtgruppe, die mindestens eine erste Schicht umfasst, und D1 bezeichnet eine Schichtgruppe, die mindestens eine zweite Schicht umfasst. Dabei kann die mindestens eine erste Schicht der Schichtgruppe M1 eine Schichtdicke aufweisen, die größer oder kleiner ist als die Schichtdicke der mindestens einen ersten Schicht der Schichtgruppe M2. Beispielsweise kann die mindestens eine erste Schicht der Schichtgruppe M1 Silber umfassen und eine Schichtdicke zwischen 10 und 14 nm aufweisen. Die mindestens eine zweite Schicht der Schichtgruppe D1 kann beispielsweise GaP umfassen und eine Schichtdicke zwischen 30 und 40 nm aufweisen. Weiterhin kann die mindestens eine erste Schicht der Schichtgruppe M2 Silber umfassen und eine Schichtdicke zwischen 30 und 40 nm aufweisen. Mit einer derartigen Anordnung und Ausgestaltung der Schichten kann ein optischer Filter mit einer Transmissionskurve, beispielsweise mit einem Maximum bei 575 nm unter senkrechtem Lichteinfall, erhalten werden, die sich in einem Einfallswinkelbereich von 0 bis 30° nur unwesentlich ändert. Insbesondere durch verschiedene Schichtdicken der Schichten aus Schichtgruppen M1 und M2 lässt sich die Omnidirektionalität des optischen Filters verbessern. Mit anderen Schichtdicken kann eine Transmissionskurve mit einem Maximum bei einer anderen Wellenlänge und/oder mir einer anderen Bandbreite realisieren werden.According to one embodiment In accordance with the invention, the layers are in a sequence of layer groups of the form M1-D1-M2. Where M1 and M2 respectively a layer group comprising at least a first layer, and D1 denotes a layer group comprising at least a second layer includes. In this case, the at least one first layer of the layer group M1 have a layer thickness which is greater or less than that Layer thickness of the at least one first layer of the layer group M2. For example, the at least one first layer of the layer group M1 Comprise silver and have a layer thickness between 10 and 14 nm. The at least one second layer of the layer group D1 can be, for example, GaP and have a layer thickness between 30 and 40 nm. Furthermore, the at least one first layer of the layer group M2 silver and have a layer thickness between 30 and 40 nm. With such an arrangement and design of the layers can an optical filter with a transmission curve, for example with a maximum at 575 nm under normal incidence be, which changes only insignificantly in an incident angle range of 0 to 30 °. Especially by different layer thicknesses of the layers of layer groups M1 and M2 leaves the omnidirectionality of the optical filter. With other layer thicknesses can a transmission curve with a maximum at a different wavelength and / or to realize me another bandwidth.

Weiterhin kann eine weitere Schichtgruppe mit mindestens einer zweiten Schicht mit einer Schichtdicke vorgesehen werden, die größer oder kleiner ist als die Schichtdicke der zweiten Schicht der Schichtgruppe D1.Farther may be another layer group with at least one second layer be provided with a layer thickness which is greater or less than that Layer thickness of the second layer of the layer group D1.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Schichten in einer Abfolge von Schichtgruppen der Form (D-M-D-M)-(M-D-M-D) angeordnet. Dabei bezeichnet M eine Schichtgruppe, die mindestens eine erste Schicht umfasst, und D bezeichnet eine Schichtgruppe, die mindestens eine zweite Schicht umfasst. Beispielsweise umfasst jede Schichtgruppe D eine zweite Schicht aus TiO2 mit einer Schichtdicke in einem Bereich zwischen 40 und 100 nm. Jede Schichtgruppe M kann beispielsweise eine erste Schicht aus Silber mit einer Schichtdicke zwischen 10 und 50 nm umfassen. Mit einer derartigen Auswahl der Schichtdicken bei dieser Abfolge von Schichten kann eine schmalbandige Transmission des optischen Filters erzielt werden, wobei es sich die Position des Transmissionsbandes und die maximale Transmission über einen großen Einfallswinkelbereich kaum ändern. Die Form der Transmissionskurve des optischen Filters bleibt über einen Winkelbereich von mindestens 0 bis 30°, oder sogar von 0° bis 50° im Wesentlichen unverändert.According to a further embodiment of the invention, the layers are arranged in a sequence of layer groups of the form (DMDM) - (MDMD). Here, M denotes a layer group comprising at least a first layer, and D denotes a layer group comprising at least one second layer. For example, each layer group D comprises a second layer of TiO 2 having a layer thickness in a range between 40 and 100 nm. Each layer group M may comprise, for example, a first layer of silver with a layer thickness between 10 and 50 nm. With such a selection of the layer thicknesses in this sequence of layers, a narrow-band transmission of the optical filter can be achieved, wherein the position of the transmission band and the maximum transmission hardly change over a large incident angle range. The shape of the transmission curve of the optical filter remains substantially unchanged over an angular range of at least 0 to 30 °, or even from 0 ° to 50 °.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Schichten in einer Abfolge von Schichtgruppen der Form D1-M1-D2-M2-D3 angeordnet, wobei M1 und M2 jeweils eine Schichtgruppe bezeichnen, die mindestens eine erste Schicht umfasst, und wobei D1, D2 und D3 jeweils eine Schichtgruppe bezeichnen, die mindestens eine zweite Schicht umfasst. Die Schichtgruppe D1 kann beispielsweise eine zweite Schicht aus GaP mit einer Schichtdicke zwischen 30 und 50 nm, die Schichtgruppe M1 eine erste Schicht aus Silber mit einer Schichtdicke zwischen 30 und 50 nm, die Schichtgruppe D2 eine zweite Schicht aus GaP mit einer Schichtdicke zwischen 45 und 65 nm, die Schichtgruppe M2 eine erste Schicht aus Silber mit einer Schichtdicke zwischen 30 und 50 nm und die Schichtgruppe D3 eine zweite Schicht aus GaP mit einer Schichtdicke zwischen 10 und 30 nm umfassen. Mit einer derartigen Ausgestaltung des optischen Filters kann der optische Filter eine Transmissionskurve aufweisen, deren Form sowohl für unterschiedliche Einfallswinkel, z. B. im Bereich zwischen 0° und 30° oder zwischen 0° und 50°, als auch für verschiedene Polarisationen, beispielsweise s-, p- und unpolarisiertes einfallendes Licht, im Wesentlichen konstant bleibt. Aufgrund der Unabhängigkeit der Transmission vom Einfallswinkel und von der Polarisation ist ein derartiger optischer Filter vielseitig einsetzbar.According to a further embodiment, the layers are arranged in a sequence of layer groups of the form D1-M1-D2-M2-D3, wherein M1 and M2 each denote a layer group comprising at least a first layer, and wherein D1, D2 and D3 each one Denote a layer group comprising at least a second layer. The layer group D1 can be, for example, a second layer of GaP with a layer thickness between 30 and 50 nm, the layer group M1 a first layer of silver with a layer thickness between 30 and 50 nm, the layer group D2 a second layer of GaP with a layer thickness between 45 and 65 nm, the layer group M2 comprises a first layer of silver with a layer thickness between 30 and 50 nm and the layer group D3 comprises a second layer of GaP with a layer thickness between 10 and 30 nm. With such a configuration of the optical filter, the optical filter may have a transmission curve, the shape of both for different angles of incidence, z. B. in the range between 0 ° and 30 ° or between 0 ° and 50 °, as well as for different polarizations, such as s-, p- and unpolarized incident light, remains substantially constant. Due to the independence of the transmission from the angle of incidence and from the polarization, such an optical filter is versatile used.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die vorbestimmten Schichtdicken derart ausgewählt, dass die maximale Transmission bei senkrechtem Lichteinfall mindestens 30% beträgt, und dass die Halbwertsbreite der Transmission weniger als 250 nm beträgt. In anderen Ausführungsformen können die Schichtdicken auch so ausgewählt sein, dass bei senkrechtem Lichteinfall eine Transmission von mindestens 35% erreicht wird bei einer Halbwertsbreite der Transmissionskurve von weniger als 100 nm. Es wird somit eine gute Transmission in einem schmalbandigen Wellenlängenbereich erhalten.According to one another embodiment the predetermined layer thicknesses are selected such that the maximum transmission at normal incidence at least 30%, and that the half width of the transmission is less than 250 nm is. In other embodiments can they Layer thickness also selected be that at normal incidence of light transmission of at least 35% is achieved with a half width of the transmission curve less than 100 nm. Thus, there is good transmission in a narrow band wavelength range receive.

Die vorbestimmten Schichtdicken können auch derart ausgewählt sein, dass die Transmissionskurve bei Lichteinfall bei Einfallswinkeln in einem Bereich zwischen 0° und 30° nur ein lokales Maximum bei einer vorbestimmten Wellenlänge in einem Wellenlängenbereich aufweist, der sich von einer Halbwertsbreite der ersten Transmissionskurve oberhalb der vorbestimmten Wellenlänge bis zu einer Halbwertsbreite der ersten Transmissionskurve unterhalb der vorbestimmten Wellenlänge erstreckt. Somit kann ein schmales, klar definiertes Transmissionsband des optischen Filters auch bei verschiedenen Einfallswinkeln realisiert werden.The predetermined layer thicknesses can also selected in this way be that the transmission curve at incident light at angles of incidence in a range between 0 ° and 30 ° only a local maximum at a predetermined wavelength in a wavelength range which differs from a half-width of the first transmission curve above the predetermined wavelength up to a half width the first transmission curve extends below the predetermined wavelength. Thus, a narrow, clearly defined transmission band of the realized optical filter even at different angles of incidence become.

Gemäß einer Ausführungsform werden die vorab genannten optischen Eigenschaften bei Lichteinfall mit Einfallswinkeln in einem Bereich zwischen 0° und 50° erzielt. Somit kann die Omnidirektionalität des optischen Filters weiter verbessert werden.According to one embodiment become the above-mentioned optical properties in case of light obtained with angles of incidence in a range between 0 ° and 50 °. Thus, the omnidirectionality of the optical Filters are further improved.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der optische Filter mindestens zwei erste Schichten in einer ersten Schichtgruppe und/oder mindestens zwei zweite Schichten in einer zweiten Schichtgruppe. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann eine Feineinstellung der Transmissionskurve des optischen Filters über die Schichtdicken der Schichten in den Schichtgruppen erfolgen. Somit kann der optische Filter verbesserte und vorteilhafte optische Eigenschaften erzielen.According to one another embodiment The optical filter comprises at least two first layers in one first layer group and / or at least two second layers in a second layer group. In such an embodiment can a fine adjustment of the transmission curve of the optical filter over the Layer thicknesses of the layers in the layer groups take place. Thus, can the optical filter improved and advantageous optical properties achieve.

Es sollte klar sein, dass die vorab genannten Schichtdicken nur beisbielhaft sind, und dass mit anderen Schichtdicken Transmissionskurven mit Maxima bei anderen Wellenlängen und mit anderen Passband-Breiten erhalten werden können.It It should be clear that the above-mentioned layer thicknesses only beisbielhaft are, and that with other layer thicknesses transmission curves with Maxima at other wavelengths and with other passband widths.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Filters mit mehreren übereinander angeordneten Schichten bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Herstellen von mindestens einer Schicht mit einer vorbestimmten Schichtdicke, die ein Material aus einer ersten oder einer zweiten Materialgruppe umfasst, wobei ein Realteil einer Permittivität von Materialien aus der ersten Materialgruppe in einem vorbestimmten Spektralbereich negativ ist, und wobei ein Realteil einer Permittivität von Materialien aus der zweiten Materialgruppe in dem vorbestimmten Spektralbereich positiv ist, und Aufbringen von mindestens einer weiteren Schicht mit einer vorbestimmten Schichtdicke auf die mindestens eine Schicht, wobei die weitere Schicht ein Material aus der anderen der ersten und der zweiten Materialgruppe umfasst, Dabei sind die vorbestimmten Schichtdicken derart ausgewählt, dass der optische Filter bei senkrechtem Lichteinfall eine erste Transmissionskurve in dem vorbestimmten Spektralbereich mit einem Maximum der Transmission bei einer ersten Wellenlänge aufweist, und dass der optische Filter bei Lichteinfall mit Einfallswinkeln in einem Bereich zwischen 0° und 30° eine Transmissionskurve in dem vorbestimmten Spektralbereich mit einem Maximum der Transmission bei einer zweiten Wellenlänge aufweist, die weniger als 25% der Halbwertsbreite (FWHM) der ersten Transmissionskurve gegenüber der ersten Wellenlänge verschoben ist, wobei das einfallende Licht zumindest teilweise s-polarisiert oder unpolarisiert ist.According to one Another aspect of the present invention is a method for Production of an optical filter with several superimposed Layers provided. The method comprises the following steps: Producing at least one layer having a predetermined layer thickness, which is a material from a first or a second material group , wherein a real part of a permittivity of materials from the first Material group in a predetermined spectral range is negative, and wherein a real part of a permittivity of materials from the second Material group in the predetermined spectral range is positive, and applying at least one further layer with a predetermined one Layer thickness on the at least one layer, wherein the other Layer a material from the other of the first and the second Material group includes, where are the predetermined layer thicknesses so selected that the optical filter at normal incidence of light a first transmission curve in the predetermined spectral range with a maximum of transmission at a first wavelength and that the optical filter is incident upon incidence of light in a range between 0 ° and 30 ° one Transmission curve in the predetermined spectral range with a maximum has the transmission at a second wavelength less than 25% of the half width (FWHM) of the first transmission curve compared to the first wavelength is shifted, wherein the incident light at least partially s-polarized or unpolarized.

Mit dem Herstellungsverfahren kann ein optischer Filter hergestellt werden, der die vorab genannten Vorteile erzielt. Das Herstellen und Aufbringen der Schichten kann derart erfolgen, dass ein optischer Filter mit den vorab genannten Merkmalen erhalten wird. Beispielsweise können weitere erste bzw. zweite Schichten aufgebracht werden, so dass ein optischer Filter mit einer Anordnung von Schichten bzw. von Schichtgruppen in einer der vorab beschriebenen Konfigurationen erhalten wird. Weiterhin können die Schichtdicken der Schichten beim Aufbringen derart ausgewählt werden, dass eine oder mehrere der vorab genannten optischen Eigenschaften erzielt werden.With In the manufacturing process, an optical filter can be produced which achieves the aforementioned advantages. The manufacturing and applying the layers may be such that an optical Filter with the features mentioned above is obtained. For example can further first or second layers are applied, so that a optical filter with an arrangement of layers or groups of layers in any of the configurations described above. Furthermore you can the layer thicknesses of the layers during application are selected such that one or more of the aforementioned optical properties be achieved.

Merkmale der vorstehend und nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können kombiniert werden. Insbesondere können sie nicht nur in den beschriebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder für sich genommen verwendet werden.characteristics the embodiments described above and below of the present invention be combined. In particular, they can not only be described in the Combinations, but also in other combinations or taken individually be used.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente.The Invention will be described below with reference to the accompanying Drawings closer explained. In the figures, like reference characters designate the same or similar Elements.

1 zeigt verschiedene Transmissionskurven bei unterschiedlichen Einfallswinkeln für einen herkömmlichen optischer Bandpassfilter. 1 shows different transmission curves at different angles of incidence for a conventional optical bandpass filter.

2 zeigt verschiedene Transmissionskurven für unterschiedliche Einfallswinkel für einen herkömmlichen optischen Bandpassfilter. 2 shows different transmission curves for different angles of incidence for a conventional optical bandpass filter.

3A, 3B und 3C zeigen den Realteil der Permittivität für verschiedene Materialien. 3A . 3B and 3C show the real part of permittivity for different materials.

4 ist eine schematische Darstellung eines optischen Filters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Abfolge von Schichtgruppen, die jeweils eine erste Schicht bzw. eine zweite Schicht umfassen. 4 FIG. 12 is a schematic diagram of an optical filter according to an embodiment of the present invention having a sequence of layer groups each comprising a first layer and a second layer, respectively.

5 ist eine schematische Darstellung eines optischen Filters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 Fig. 10 is a schematic diagram of an optical filter according to an embodiment of the present invention.

6 zeigt Transmissionskurven für einen vorbestimmten Wellenlängenbereich und für verschiedene Einfallswinkel für den in 5 gezeigten Filter. 6 shows transmission curves for a predetermined wavelength range and for different angles of incidence for the in 5 shown filter.

7 ist eine schematische Darstellung eines optischen Filters gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 7 is a schematic representation of an optical filter according to another embodiment of the invention.

8 zeigt Transmissionskurven, die für verschiedene Einfallswinkel für den in 7 gezeigten optischen Filter erhalten werden können. 8th shows transmission curves for different angles of incidence for the in 7 shown optical filter can be obtained.

9 zeigt verschiedene Transmissionskurven, die bei einer Variation der Schichtdicke der zweiten Schichten des Filters aus 7 erhalten werden. 9 shows different transmission curves, with a variation of the layer thickness of the second layers of the filter 7 to be obtained.

10A, 10B und 10C zeigen für einen optischen Filter gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung Transmissionskurven bei verschiedenen Einfallswinkeln für unpolarisiertes Licht (10A), s-polarisiertes Licht (10B) und p-polarisiertes Licht (10C). 10A . 10B and 10C show for an optical filter according to another embodiment of the invention transmission curves at different angles of incidence for unpolarized light ( 10A ), s-polarized light ( 10B ) and p-polarized light ( 10C ),

Wie einleitend erwähnt wurde besteht bei herkömmlichen optischen Filtern wie beispielsweise Bandpassfiltern das Problem, dass bei nicht senkrechtem Lichteinfall eine Farbverschiebung auftritt. Trifft Licht beispielsweise unter einem Einfallswinkel vom 50° auf einen herkömmlichen dielektrischen Interferenzfilter, so ist das transmittierte Licht im Vergleich zu senkrechtem Lichteinfall in der Regel zu blauen Farbtönen verschoben. Die Ursache für eine derartige Farbverschiebung lässt sich den 1 und 2 entnehmen, die Transmissionskurven für zwei beispielhafte herkömmliche Filter darstellen. Wie ersichtlich wird die Farbverschiebung dadurch verursacht, dass das Maximum der Transmissionskurve mit höheren Einfallswinkeln in der Regel zu kürzeren Wellenlängen verschoben wird. Bei dem Filter aus 1 ändert sich dabei jedoch nicht nur die Position des Maximums, sondern auch die Breite des Transmissionspeaks sowie die maximale Transmission. Bei dem Beispiel aus 2 ist die Änderung der Kurvenform der Transmissionskurve nicht so ausgeprägt, jedoch findet auch hier eine wesentliche Verschiebung des Maximums zu kleineren Wellenlängen als auch eine Erhöhung der maximalen Transmission bei höheren Einfallswinkeln statt.As mentioned in the introduction, conventional optical filters, such as bandpass filters, have the problem that a color shift occurs in the case of non-perpendicular light incidence. If, for example, light strikes a conventional dielectric interference filter at an angle of incidence of 50 °, the transmitted light is usually shifted to blue hues in comparison with normal incidence of light. The cause of such a color shift can be the 1 and 2 which represent transmission curves for two exemplary conventional filters. As can be seen, the color shift is caused by the fact that the maximum of the transmission curve with higher angles of incidence is usually shifted to shorter wavelengths. At the filter off 1 However, not only the position of the maximum changes, but also the width of the transmission peak and the maximum transmission. In the example off 2 If the change in the curve shape of the transmission curve is not so pronounced, however, a significant shift of the maximum to smaller wavelengths as well as an increase in the maximum transmission at higher angles of incidence also occur here.

Derartige Nachteile herkömmlicher optischer Filter können mit einem optischen Filter gemäß der vorliegenden Erfindung zumindest verringert werden. Der optische Filter umfasst mindestens eine erste Schicht aus einem Material aus einer ersten Materialgruppe, sowie mindestens eine zweite Schicht aus einem Material aus einer zweiten Materialgruppe. Der optische Filter besteht beispielsweise aus einem Stapel aus dünnen Schichten auf einem Substrat, das im Spektralbereich von Interesse (λ1 < λ < λ2) transparent ist. Das Eintrittsmedium sollte im gleichen Spektralbereich transparent sein. Der Schichtstapel kann beispielsweise zwischen zwei transparenten Substraten verkittet sein.Such disadvantages of conventional optical filters can at least be reduced with an optical filter according to the present invention. The optical filter comprises at least a first layer of a material of a first material group, and at least a second layer of a material of a second material group. The optical filter consists for example of a stack of thin layers on a substrate, which is transparent in the spectral range of interest (λ 1 <λ <λ 2 ). The inlet medium should be transparent in the same spectral range. The layer stack can, for example, be cemented between two transparent substrates.

Die verbesserten Transmissionseigenschaften bei verschiedenen Einfallswinkeln (omnidirektionale Transmission) kann durch Auswahl der Schichtmaterialien mit geeigneten dielektrischen Konstanten und deren Anordnung in einem Schichtstapel, sowie eine entsprechende Auswahl der jeweiligen Schichtdicken erreicht werden. Es ist dabei möglich, dass der optische Filter nur eine erste Schicht und eine zweite Schicht umfasst, er kann jedoch auch mehrere erste und zweite Schichten, beispielsweise in alternierender Abfolge umfassen, oder eine alternierende Abfolge von Schichtgruppen, die jeweils entweder erste Schichten oder zweite Schichten umfassen.The improved transmission properties at different angles of incidence (omnidirectional transmission) can be achieved by selecting the layer materials with suitable dielectric constants and their arrangement in a layer stack, as well as a corresponding selection of the respective Layer thicknesses are achieved. It is possible that the optical filter it covers only a first layer and a second layer but also several first and second layers, for example in comprise alternating sequence, or an alternating sequence of layer groups, each of either first layers or second Include layers.

Die Materialien der ersten Materialgruppe (M) können dabei dadurch definiert werden, dass der reale Teil ε1 der komplexen dielektrischen Konstante ε1-i·ε2 der Materialien im interessierenden vorbestimmten Spektralbereich (λ1 < λ < λ2) negativ ist. Weiterhin können die Materialien in der zweiten Materialgruppe (D) dadurch definiert werden, dass der reale Teil ε1 der komplexen dielektrischen Konstante ε1-i·ε2 der Materialien im vorbestimmten Spektralbereich positiv ist.The materials of the first material group (M) can be defined by the fact that the real part ε 1 of the complex dielectric constant ε 1 -i · ε 2 of the materials in the spectral range of interest (λ 1 <λ <λ 2 ) is negative. Furthermore, the materials in the second material group (D) can be defined by the fact that the real part ε 1 of the complex dielectric constant ε 1 -i · ε 2 of the materials in the predetermined spectral range is positive.

Weiterhin weisen die meisten Materialien Dispersion auf, d. h. der Brechungsindex der Materialien ändert sich mit der Wellenlänge des eingestrahlten Lichts. Für eine Erzielung verbesserter optischer Eigenschaften des optischen Filters ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der Verlauf der Dispersion der Materialien, die im Schichtstapel des optischen Filters verwendet werden, in dem Spektralbereich λ1 < λ < λ2 ähnlich ist. Beispielsweise kann die Dispersion einen Gradienten mit dem gleichen Vorzeichen in dem Spektralbereich aufweisen. Beispielsweise können die in dem Schichtstapel des optischen Filters verwendeten Materialien einen Brechungsindex aufweisen, der mit abnehmender Wellenlänge zunimmt (normale Dispersion). Allerdings ist es auch möglich, Materialien in dem Schichtstapel zu verwenden, die eine anormale Dispersion aufweisen, d. h. bei denen der Brechungsindex mit zunehmender Wellenlänge abnimmt.Furthermore, most materials have dispersion, ie the refractive index of the materials changes with the wavelength of the incident light. In order to achieve improved optical properties of the optical filter, it is furthermore advantageous if the profile of the dispersion of the materials used in the layer stack of the optical filter is similar in the spectral range λ 1 <λ <λ 2 . For example, the dispersion may have a gradient with the same sign in the spectral range. For example, the materials used in the layer stack of the optical filter may have a refractive index that increases with decreasing wavelength (normal dispersion). However, it is also possible to use materials in the layer stack which have an abnormal dispersion, ie where the refractive index decreases with increasing wavelength.

Weiterhin können in dem Schichtstapel absorbierende Materialien verwendet werden, d. h. Materialien, die eine dielektrische Konstante oder Permittivität mit ε2 ≠ 0 aufweisen. Auch können die Materialien im Bezug auf die dielektrische Konstante inhomogen sein, d. h. die dielektrische Konstante kann eine Funktion der Raumkoordinaten darstellen. Weiterhin ist eine Verwendung von Materialien mit negativer magnetischer Permeabilität (μ) nicht notwendig. Die Materialien brauchen nicht magnetisch zu sein, können also μ = 1 aufweisen. Wichtig ist nur, dass der erfindungsgemäße optische Filter mindestens eine erste Schicht aufweist, bei der der reale Teil ε1 der Permittivität negativ ist.Furthermore, absorbing materials can be used in the layer stack, ie materials which have a dielectric constant or permittivity with ε 2 ≠ 0. Also, the materials may be inhomogeneous with respect to the dielectric constant, ie, the dielectric constant may represent a function of the spatial coordinates. Furthermore, a use of materials with negative magnetic permeability (μ) is not necessary. The materials do not need to be magnetic, so they can have μ = 1. It is only important that the optical filter according to the invention has at least one first layer, in which the real part ε 1 of the permittivity is negative.

Die erste Materialgruppe kann beispielsweise Metalle, wie Silber (Ag), Gold (Au), Kupfer (Cu) oder Aluminium (Al), sowie metall-dielektrische Gemische, oder Nanostrukturen umfassen, deren (effektive) Permittivität die genannte Bedingung erfüllt. Die zweite Materialgruppe kann beispielsweise metallische Oxide, metallische Fluoride, Halbleiter, oder andere Materialien, wie Gemische oder Nanostrukturen umfassen, deren (effektive) Permittivität wiederum die genannte Bedingung erfüllt.The The first group of materials may be, for example, metals, such as silver (Ag), Gold (Au), copper (Cu) or aluminum (Al), as well as metal-dielectric Mixtures, or nanostructures whose (effective) permittivity said Conditions met. The second material group may, for example, metallic oxides, metallic Fluorides, semiconductors, or other materials, such as mixtures or Nanostructures include, whose (effective) permittivity in turn meets the condition mentioned.

Unter Verwendung der genannten Bedingungen und einer entsprechenden Auswahl der Materialien ist es möglich, einen Filter zu konstruieren, der wesentlich verbesserte optische Eigenschaften gegenüber herkömmlichen Filtern aufweist. Beispiele für derartige optische Filter und deren Eigenschaften werden nachfolgend gegeben. 3 zeigt zunächst einige Beispiele möglicher Materialkombinationen von Materialien der ersten Materialgruppe (M) und der zweiten Materialgruppe (D), insbesondere den Verlauf des realen Teils der Permittivität der Materialien mit der Wellenlänge.Using the above conditions and selecting the materials, it is possible to construct a filter that has substantially improved optical properties over conventional filters. Examples of such optical filters and their properties are given below. 3 shows first some examples of possible material combinations of materials of the first material group (M) and the second material group (D), in particular the course of the real part of the permittivity of the materials with the wavelength.

3A zeigt den Realteil ε1 der Permittivität für Silber (Ag) und Galliumphosphid (GaP). 3B zeigt ε1 für die Materialien Gold (Au) und Titandioxid (TiO2). 3C zeigt den Verlauf von ε1 für die Materialien Kupfer (Cu) und Titandioxid. In dem gezeigten Spektralbereich von 400 bis 1000 nm ist ε1 für die Materialien der ersten Materialgruppe, d. h. Ag, Au und Cu, negativ. Für die Materialien der zweiten Materialgruppe, d. h. GaP und TiO2, ist ε1 in dem gezeigten Spektralbereich positiv. Es sollte klar sein, dass die hier gezeigten Materialkombinationen nur beispielhafter Art sind, und dass auch andere Materialkombinationen, auch mit mehr als zwei Materialien, in dem erfindungsgemäßen optischen Filter zum Einsatz kommen können. 3A shows the real part ε 1 of the permittivity for silver (Ag) and gallium phosphide (GaP). 3B shows ε 1 for the materials gold (Au) and titanium dioxide (TiO 2 ). 3C shows the course of ε 1 for the materials copper (Cu) and titanium dioxide. In the spectral range of 400 to 1000 nm shown, ε 1 is negative for the materials of the first material group, ie Ag, Au and Cu. For the materials of the second material group, ie GaP and TiO 2 , ε 1 is positive in the spectral range shown. It should be understood that the material combinations shown herein are exemplary only and that other combinations of materials, even with more than two materials, may be used in the optical filter of the present invention.

4 zeigt schematisch einen optischen Filter 100, der mehrere erste Schichtgruppen 110 und zweite Schichtgruppen 120 aufweist, die jeweils mindestens eine erste Schicht 101 bzw. zweite Schicht 102 umfassen. Bei dem Ausführungsbeispiel in 4 ist auf einem Substrat 130, beispielsweise ein Quarzglas, zunächst eine zweite Schichtgruppe 120 mit N1 zweiten Schichten 102 mit den Schichtdicken d'1, d'2, ..., d'N1 (N1 ≥ 1) angeordnet. Schichtgruppe 120 kann somit eine oder mehrere zweite Schichten mit unterschiedlichen Schichtdicken umfassen. Auf dieser Schichtgruppe ist eine erste Schichtgruppe 110 angeordnet, die N2 erste Schichten 101 (M) mit Schichtdicken d''1, d''2, ..., d''N2 umfasst. Die erste Schichtgruppe 110 kann somit eine oder mehrere erste Schichten mit unterschiedlichen Schichtdicken umfassen. 4 schematically shows an optical filter 100 , the first several layer groups 110 and second layer groups 120 each having at least a first layer 101 or second layer 102 include. In the embodiment in 4 is on a substrate 130 , For example, a quartz glass, first a second layer group 120 with N1 second layers 102 with the layer thicknesses d ' 1 , d' 2 ,..., d ' N1 (N1 ≥ 1). layer group 120 may thus comprise one or more second layers with different layer thicknesses. On this layer group is a first layer group 110 arranged, the N2 first layers 101 (M) with layer thicknesses d '' 1 , d '' 2 , ..., d '' N2 . The first shift group 110 may thus comprise one or more first layers with different layer thicknesses.

Der optische Filter kann nur eine erste und eine zweite Schichtgruppe umfassen, er kann jedoch auch weitere alternierend angeordnete erste und zweite Schichtgruppen umfassen. Die letzte Schichtgruppe 125 kann je nach Anzahl der verwendeten Schichtgruppen eine erste oder eine zweite Schichtgruppe sein, und somit eine oder mehrere erste bzw. zweite Schichten umfassen, mit den Schichtdicken d'''1, d'''2, ..., d'''Nm (Nm ≥ 1). Der Index m bezeichnet dabei vom Substrat ausgehend die Nummer der Schichtgruppe. Wie mit Klammern angedeutet kann auf dem Substrat auch eine erste Schichtgruppe aufgebracht werden mit einer oder mehreren ersten Schichten (M). Weitere zweite Schichtgruppen und erste Schichtgruppen werden wiederum alternierend auf die erste Schichtgruppe aufgebracht. Es ergeben sich somit eine Vielzahl möglicher Konfigurationen bzw. Schichtdesigns für den optischen Filter gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Selbstverständlich kann eine Schichtgruppe auch mehrere Schichten aus verschiedenen Materialien derselben Materialgruppe umfassen.The optical filter may comprise only a first and a second layer group, but may also comprise further alternately arranged first and second layer groups. The last shift group 125 may be a first or a second layer group depending on the number of the layer groups used, and thus comprise one or more first or second layers, with the layer thicknesses d ''' 1 , d''' 2 , ..., d ''' Nm (N m ≥ 1). The index m designates the number of the layer group starting from the substrate. As indicated by brackets, a first layer group can also be applied to the substrate with one or more first layers (M). Further second layer groups and first layer groups are in turn applied alternately to the first layer group. Thus, there are a variety of possible configurations for the optical filter according to the present embodiment. Of course, a layer group may also comprise several layers of different materials of the same material group.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Schichtdicken des optischen Filters 100 nun derart angepasst, dass die folgenden optischen Eigenschaften erreicht werden. In einem oder mehreren Spektralbereichen λ1i < λ < λ2i, i = 1, ..., n, in denen der Filter Licht transmittieren soll, wird die Transmission maximiert. Weiterhin erfolgt die Einstellung derart, dass außerhalb der Transmissionsmaxima in dem vorbestimmten Spektralbereich λ1 < λ < λ2 (λ1i > λ1 und λ2i < λ2) die Transmission minimal ist. Das heißt im Off-Band, also außerhalb der Wellenlängenbereiche, für die der Filter transmittieren soll, wird die Transmission minimiert. Die Transmissionskurve des Filters weist beispielsweise in dem vorbestimmten Wellenlängenbereich zwischen λ1 und λ2 einen Peak mit einem Maximum bei einer vorbestimmten Wellenlänge auf. Die Transmission im Off-Band, z. B. eine Halbwertsbreite oberhalb und unterhalb der vorbestimmten Wellenlänge, bei welcher sich das Maximum befindet, kann beispielsweise weniger als 10%, vorzugsweise weniger als 5% oder sogar weniger als 2,5% betragen.According to the present embodiment, the layer thicknesses of the optical filter become 100 now adapted so that the following optical properties are achieved. In one or more spectral ranges λ 1i <λ <λ 2i , i = 1, ..., n, in which the filter is to transmit light, the transmission is maximized. Furthermore, the setting is made such that outside the transmission maxima in the predetermined spectral range λ 1 <λ <λ 2 (λ 1i > λ 1 and λ 2i <λ 2 ), the transmission is minimal. That is, in the off-band, ie outside the wavelength ranges for which the filter is to transmit, the transmission is minimized. The transmission curve of the filter has, for example, in the predetermined wavelength range between λ 1 and λ 2 a peak with a maximum at a predetermined wavelength. The transmission in off-band, z. B. a half width above and below the predetermined wavelength at which the maximum is, for example, less than 10%, preferably less than 5% or even less than 2.5%.

Weiterhin werden die Schichtdicken derart ausgewählt, dass die optischen Eigenschaften des Filters im Wesentlichen unempfindlich gegenüber dem Einfallswinkel θ 140 in einem Bereich von mindestens θ = 0° bis θ = 30°, vorzugsweise in einem Bereich von 0° bis mindestens 50°, sind. Die Auswahl erfolgt derart, dass sich das Transmissionsmaximum über den Einfallswinkelbereich um weniger als 25% der Halbwertsbreite der Transmissionskurve, vorzugsweise weniger als 20%, 15%, oder sogar 10% verschiebt. Weiterhin kann die Auswahl derart erfolgen, dass der maximale Wert der Transmission bei einer Veränderung des Einfallswinkels in dem genannten Bereich um weniger als 10% verringert wird, vorzugsweise weniger als 5% oder sogar weniger als 3%. Auch können die Schichtdicken derart eingestellt werden, dass die Bandbreite des Transmissionspeaks über dem genannten Einfallswinkelbereich sich um weniger als 25% bezogen auf die Halbwertsbreite bei senkrechtem Lichteinfall ändert. Vorzugsweise ändert sich die Halbwertsbreite weniger als 20%, oder sogar weniger als 15 oder 10%. Die Einstellung der Schichtdicken kann dabei derart erfolgen, dass die genannten optischen Eigenschaften für p-polarisiertes, s-polarisiertes oder unpolarisiertes Licht, oder sogar für eine Kombination dieser erreicht werden. Ein derart ausgestalteter optischer Filter weist damit gegenüber herkömmlichen Filtern wesentlich verbesserte optische Eigenschaften auf. Wird der optische Filter gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einem optischen System verwendet, in welchem Licht nicht senkrecht auf den optischen Filter fällt, so bleiben die optischen Eigenschaften auch bei großen Einfallswinkeln im Wesentlichen erhalten. Beispielsweise tritt keine Verschiebung des Farbtons des transmittierten Lichts auf, und der Spektralbereich, der transmittiert wird, verbreitert sich nicht. Auch tritt nur eine unwesentliche Abschwächung der Intensität des transmittierten Lichts auf. Auch kann der Filter derart ausgestaltet werden, dass die Polarisation des Lichts im Wesentlichen keinen Einfluss auf die Transmissionseigenschaften des Filters hat.Farther the layer thicknesses are selected such that the optical properties of the filter is substantially insensitive to the angle of incidence θ 140 in a range of at least θ = 0 ° to θ = 30 °, preferably in a range of 0 ° to at least 50 °, are. The selection is made such that the transmission maximum on the Incidence angle range less than 25% of the half width of the Transmission curve, preferably less than 20%, 15%, or even 10% shifts. Furthermore, the selection can be made such that the maximum value of the transmission with a change in the angle of incidence is reduced in the said range by less than 10%, preferably less than 5% or even less than 3%. The layer thicknesses can also be such be adjusted so that the bandwidth of the transmission peak over the Incident angle range referred to less than 25% to the half-width at normal incidence changes. Preferably changes the half width is less than 20%, or even less than 15 or 10%. The adjustment of the layer thicknesses can take place in such a way, that said optical properties for p-polarized, s-polarized or unpolarized light, or even for a combination of these can be achieved. An optical filter designed in this way thus has an advantage over conventional ones Filter significantly improved optical properties. Becomes the optical filter according to the present invention embodiment used in an optical system in which light is not vertical falls on the optical filter, so the optical properties remain even at high angles of incidence essentially preserved. For example, no shift occurs the hue of the transmitted light, and the spectral range, which is transmitted, does not widen. Also, only one occurs insignificant weakening the intensity of the transmitted light. Also, the filter can be configured in this way be that the polarization of the light is essentially nonexistent Has an influence on the transmission properties of the filter.

Nachfolgend werden beispielhaft einige Realisierungen eines derartigen optischen Filters wie zugehörige Transmissionskurven beschrieben. Die Transmissionskurven können beispielsweise unter Verwendung eines Computers und entsprechender Software erhalten werden. Softwarelösungen zum Berechnen von Transmissionskurven von optischen Komponenten, die mehrere Schichten aus verschiedenen Materialien umfassen, sind einem Fachmann bekannt und werden hier nicht näher erläutert. Derartige berechnete Transmissionskurven entsprechen den an einem entsprechenden Filter gemessenen experimentellen Transmissionskurven sehr gut. Experimentelle Transmissionskurven können beispielsweise dadurch erhalten werden, dass der optische Filter mit weißem Licht unter verschiedenen Einfallswinkeln bestrahlt wird, wobei das durch den optischen Filter transmittierte Licht mit einem Spektrometer ausgewertet wird. Alternativ kann der optische Filter auch unter verschiedenen Einfallswinkeln mit einer durchstimmbaren Lichtquelle bestrahlt werden, wobei für ein Bestimmen der Transmissionskurve eine einfache Intensitätsmessung bei der jeweiligen Wellenlänge ausreicht. Somit stehen dem Fachmann verschiedene Verfahren zur Verfügung, um über einen vorbestimmten Wellenlängenbereich eine Transmissionskurve eines optischen Filters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erhalten, und somit die optischen Eigenschaften des optischen Filters bei verschiedenen Einfallswinkeln nachzuprüfen.following will be exemplified some implementations of such optical Filters as associated Transmission curves described. The transmission curves can, for example obtained using a computer and appropriate software become. software solutions for calculating transmission curves of optical components, which include multiple layers of different materials are a person skilled in the art and will not be explained here. Such calculated Transmission curves correspond to those at a corresponding filter measured experimental transmission curves very well. experimental For example, transmission curves can be obtained by that the optical filter with white light is irradiated at different angles of incidence, the through the optical filter transmitted light with a spectrometer is evaluated. Alternatively, the optical filter under different angles of incidence with a tunable light source being irradiated, being for determining the transmission curve a simple intensity measurement at the respective wavelength sufficient. Thus, various methods are available to the person skilled in the art available to over a predetermined wavelength range a transmission curve of an optical filter according to an embodiment obtain the present invention, and thus the optical To check the properties of the optical filter at different angles of incidence.

5 zeigt einen optischen Filter 200 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der optische Filter umfasst ein Substrat 130, auf welchem eine erste optische Schicht 201, eine zweite optische Schicht 202 und eine weitere erste optische Schicht 203 aufgebracht sind. Die Schichtdicken der Schichten 201–203 sind derart eingestellt, dass die genannten optischen Eigenschaften für unpolarisiertes Licht erhalten werden. Schicht 201 besteht aus Silber und weist eine Schichtdicke von 12 nm auf. Schicht 202 besteht aus Galliumphosphid und weist eine Schichtdicke von 35 nm auf. Schicht 203 besteht wiederum aus Silber und weist eine Schichtdicke von 35 nm auf. Die Schichtabfolge ist somit M-D-M. Transmissionskurven für verschiedene Einfallswinkel für den Filter sind in 6 gezeigt. Kurve 210 zeigt die Transmission des Filters bei senkrechtem Lichteinfall (θ = 0), Kurve 211 zeigt die Transmission bei einem Einfallswinkel von θ = 30°, Kurve 212 zeigt die Transmission für einen Einfallswinkel von θ = 60° und Kurve 213 zeigt die Transmission für einen Einfallswinkel von θ = 70°. Aus der Figur ist ersichtlich, dass die Transmissionskurve bei einem Einfallswinkel von 30° im Wesentlichen der Transmissionskurve 210 bei senkrechtem Lichteinfall entspricht. Selbst bei einem Einfallswinkel von 70° treten nur eine unwesentliche Verringerung der maximalen Transmission und eine leichte Verschiebung der Wellenlänge 207 bei maximaler Transmission zu niedrigeren Wellenlängen auf. Die Verschiebung der Wellenlänge 207 beträgt jedoch weniger als 15% der Halbwertsbreite 206 der Transmissionskurve bei senkrechtem Lichteinfall. Selbst bei einem Einfallswinkel von 70° beträgt die Verringerung der maximalen Transmission 205 weniger als 10%. Die Halbwertsbreite 206 der Transmissionskurve bleibt im Wesentlichen erhalten. Somit weist der optische Filter 200 wesentlich verbesserte optische Eigenschaften als herkömmliche Filter auf, deren Transmissionsspektra beispielhaft in 1 und 2 dargestellt sind. Die Lage des Maximums der Transmissionskurve 210 kann durch Änderung der Schichtdicke der Schicht 202 angepasst werden. Somit lässt sich der Filter für eine schmalbandige Transmission in verschiedenen Wellenlängenbereichen konfigurieren. Es sollte klar sein, dass der optische Filter nicht notwendigerweise mindestens drei Schichten umfasst, sondern auch nur eine erste (M) und eine zweite (D) Schicht umfassen kann. Sowohl die erste (M) als auch die zweite (D) Schicht können dabei auf dem Substrat 130 angeordnet werden. 5 shows an optical filter 200 according to an embodiment of the invention. The optical filter comprises a substrate 130 on which a first optical layer 201 , a second optical layer 202 and another first optical layer 203 are applied. The layer thicknesses of the layers 201 - 203 are set so as to obtain said unpolarized light optical properties. layer 201 consists of silver and has a layer thickness of 12 nm. layer 202 consists of gallium phosphide and has a layer thickness of 35 nm. layer 203 again consists of silver and has a layer thickness of 35 nm. The layer sequence is thus MDM. Transmission curves for different angles of incidence for the filter are in 6 shown. Curve 210 shows the transmission of the filter at normal incidence (θ = 0), curve 211 shows the transmission at an angle of incidence of θ = 30 °, curve 212 shows the transmission for an angle of incidence of θ = 60 ° and curve 213 shows the transmission for an angle of incidence of θ = 70 °. From the figure it can be seen that the transmission curve at an angle of incidence of 30 ° substantially the transmission curve 210 corresponds to normal incidence of light. Even at an angle of incidence of 70 °, there is only an insignificant reduction in maximum transmission and a slight shift in wavelength 207 at maximum transmission to lower wavelengths. The shift of the wavelength 207 is less than 15% of the half width 206 the transmission curve at normal incidence of light. Even at an angle of incidence of 70 °, the reduction in the maximum transmission 205 less than 10%. The half width 206 the transmission curve is essentially preserved. Thus, the optical filter has 200 significantly improved optical properties than conventional filters whose transmission spectra exemplified in 1 and 2 are shown. The position of the maximum of the transmission curve 210 can by changing the layer thickness of the layer 202 be adjusted. Thus, the filter can be configured for narrow-band transmission in different wavelength ranges. It should be understood that the optical filter does not necessarily comprise at least three layers but may comprise only a first (M) and a second (D) layer. Both the first (M) and the second (D) layer can be on the substrate 130 to be ordered.

7 zeigt einen optischen Filter 300 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der optische Filter 300 umfasst erste Schichten 301 und zweite Schichten 302, die auf dem Substrat 130 angeordnet sind. Der Schichtstapel entspricht einer Struktur (D-M)2-(M-D)2, wobei ()2 eine Wiederholung der eingeklammerten Struktur darstellt. Einige der Schichten 301 bzw. 302 können dabei auch als Schichtgruppen ausgebildet sein, die mehrere erste Schichten (M) bzw. mehrere zweite Schichten (D) mit unterschiedlichen Schichtdicken umfassen können. 7 shows an optical filter 300 according to another embodiment of the present invention. The optical filter 300 includes first layers 301 and second layers 302 that on the substrate 130 are arranged. The layer stack corresponds to a structure (DM) 2 - (MD) 2 , where () 2 represents a repetition of the bracketed structure. Some of the layers 301 respectively. 302 In this case, they can also be designed as layer groups which can comprise a plurality of first layers (M) or a plurality of second layers (D) with different layer thicknesses.

Für ein Erreichen der vorab genannten optischen Eigenschaften für p-polarisiertes Licht können die ersten Schichten 301 beispielsweise Ag-Schichten mit einer Schichtdicke von 30 nm sein, und die zweiten Schichten 302 können TiO2-Schichten mit einer Schichtdicke von 70 nm sein. Für diesen Fall zeigt 8 die Transmissionskurven des optischen Filters 300 für verschiedene Einfallswinkel. Transmissionskurve 310 entspricht einem Lichteinfall mit einem Einfallswinkel von T = 60°, Transmissionskurve 311 entspricht einem Einfallswinkel von 30°, Transmissionskurve 312 einem senkrechten Lichteinfall und Transmissionskurve 313 einem Einfallswinkel von 80°. Für den Einfallswinkelbereich von 0° bis 60° tritt keine wesentliche Veränderung der Transmissionskurve ein. Erst bei einem Einfallswinkel von 80° wird die maximale Transmission abgeschwächt, die Kurvenform bleibt jedoch im Wesentlichen erhalten. Die Transmissionskurven für Filter 300 weisen weiterhin eine geringere Bandbreite als die Transmissionskurven für Filter 200 auf.To achieve the aforementioned optical properties for p-polarized light, the first layers 301 For example, Ag layers with a layer thickness of 30 nm, and the second layers 302 may be TiO 2 layers with a layer thickness of 70 nm. For this case shows 8th the transmission curves of the optical filter 300 for different angles of incidence. transmission curve 310 corresponds to a light incidence with an incident angle of T = 60 °, transmission curve 311 corresponds to an angle of incidence of 30 °, transmission curve 312 a vertical incidence of light and transmission curve 313 an angle of incidence of 80 °. For the incident angle range from 0 ° to 60 °, no significant change in the transmission curve occurs. Only at an angle of incidence of 80 °, the maximum transmission is attenuated, but the waveform is essentially retained. The transmission curves for filters 300 continue to have a lower bandwidth than the transmission curves for filters 200 on.

Mit der Schichtdicke der zweiten Schichten 302 kann die Lage des Transmissionsmaximums eingestellt werden. Weiterhin kann über die Schichtdicke der ersten Schichten 301 die Breite des Transmissionsmaximums, d. h. die Bandbreite des optischen Filters eingestellt werden. Ein Einstellen der Lage des Transmissionsmaximums ist in 9 veranschaulicht. 9 zeigt Transmissionskurven für verschiedene Schichtdicken der zweiten Schichten 302 aus Titanoxid bei einem Einfallswinkel von 60°. Transmissionskurve 320 entspricht einer Schichtdicke des TiO2 von 70 nm, Kurve 321 einer Schichtdicke von 50 nm und Kurve 322 einer Schichtdicke von 90 nm. Wie aus 9 ersichtlich ist, lässt sich selbst bei einem Einfallswinkel von 60° die Lage des Transmissionsmaximums ohne eine wesentliche Veränderung der Form der Transmissionskurven einstellen.With the layer thickness of the second layers 302 the position of the transmission maximum can be adjusted. Furthermore, over the layer thickness of the first layers 301 the width of the transmission maximum, ie the bandwidth of the optical filter can be adjusted. Adjusting the position of the transmission maximum is in 9 illustrated. 9 shows transmission curves for different layer thicknesses of the second layers 302 of titanium oxide at an angle of incidence of 60 °. transmission curve 320 corresponds to a layer thickness of TiO 2 of 70 nm, curve 321 a layer thickness of 50 nm and curve 322 a layer thickness of 90 nm. As out 9 can be seen, even with an angle of incidence of 60 °, the position of the transmission maximum can be set without a significant change in the shape of the transmission curves.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein optischer Filter mit der Struktur D-M-D-M-D bereitgestellt. Der Filter kann beispielsweise wie folgt aufgebaut sein: Quarzsubstrat-GaP-Schicht mit D = 40 nm-Ag-Schicht mit D = 38 nm-GaP-Schicht mit D = 55 nm-Ag-Schicht mit D = 40 nm-GaP-Schicht mit D = 22 nm-Luft. Mit einer derartigen Ausgestaltung des optischen Filters ist die Transmission des Filters in einem breiten Einfallswinkelbereich von 0° bis 50° unempfindlich gegenüber dem Einfallswinkel und gegenüber der Polarisation des Lichts. Der Filter erzielt die genannten optischen Eigenschaften sowohl für p-polarisiertes, s-polarisiertes als auch unpolarisiertes Licht. Weiterhin kann wiederum mit verschiedenen Schichtdicken der ersten Schichten aus Silber und der zweiten Schichten aus Galliumphosphid die Breite und Lage des Transmissionsmaximums reguliert werden. Transmissionskurven für den genannten Filter für verschiedene Polarisationen sind in den 10A–10C dargestellt. 10A zeigt für unpolarisiertes Licht Transmissionskurven 410, 411 und 412 für Einfallswinkel von 0,25 bzw. 50°. Über den Einfallswinkelbereich ändert sich die maximale Transmission um weniger als 5%, das Transmissionsmaximum verschiebt sich um weniger als 15% der Halbwertsbreite der Kurve bei senkrechtem Lichteinfall, und die Halbwertsbreite verringert sich um weniger als 20%. 10B zeigt entsprechende Transmissionskurven für s-polarisiertes Licht. Auch hier ändert sich die Form und Lage der Transmissionskurven über den Einfallswinkelbereich nur unwesentlich. 10C zeigt die entsprechenden Kurven für p-polarisiertes Licht. Eine Verringerung der maximalen Transmission sowie eine Verschiebung des Transmissionsmaximums in dem Einfallswinkelbereich sind hier kaum erkennbar. Gegenüber herkömmlichen Filtern erzielt der Filter der vorliegenden Ausführungsform somit wesentlich verbesserte optische Eigenschaften sowohl für p-, s- als auch unpolarisiertes Licht. Der optische Filter ist damit vielseitig verwendbar und insbesondere für optische Systeme geeignet, in denen unkollimiertes Licht mit unterschiedlichen Polarisationen zum Einsatz kommt.According to another embodiment of the present invention, an optical filter having the structure DMDMD is provided. The filter can be constructed, for example, as follows: quartz substrate GaP layer with D = 40 nm Ag layer with D = 38 nm GaP layer with D = 55 nm Ag layer with D = 40 nm GaP layer with D = 22 nm air. With such an embodiment of the optical filter, the transmission of the filter is insensitive to the angle of incidence and to the polarization of the light in a wide range of incidence angles of 0 ° to 50 °. The filter achieves the aforementioned optical properties for both p-polarized, s-polarized and unpolarized light. Furthermore, again with different layer thicknesses of the first layers of silver and the second layers of gallium phosphide, the width and position of the transmission maximum can be regulated. Transmission curves for the mentioned filter for different polarizations are in the 10A - 10C shown. 10A shows transmission curves for unpolarized light 410 . 411 and 412 for angles of incidence of 0.25 or 50 °. Over the incident angle range, the maximum transmission changes by less than 5%, the transmission maximum shifts by less than 15% of the half-width of the normal incidence curve, and the half-width decreases by less than 20%. 10B shows corresponding transmission curves for s-polarized light. Again, the shape and position of the transmission curves over the incident angle range changes only insignificantly. 10C shows the corresponding curves for p-polarized light. A reduction of the maximum transmission and a shift of the transmission maximum in the incident angle range are hardly recognizable here. Compared to conventional filters, the filter of the present embodiment thus achieves substantially improved optical properties for both p-, s- and unpolarized light. The optical filter is thus versatile and suitable in particular for optical systems in which uncollimated light with different polarizations is used.

Die optischen Filter gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weisen eine minimale Empfindlichkeit des Transmissionsmaximums und der Transmissionsbandbreite gegenüber dem Einfallswinkel in dem großen Winkelbereich von 0° bis > 50° auf. Diese wünschenswerten optischen Eigenschaften werden auch ohne die Verwendung von μ-negativen Materialien erzielt. Die optischen Filter der vorliegenden Erfindung können beispielsweise mit modernen Beschichtungstechnologien, wie z. B. Sputtering, hergestellt werden. Dabei werden Genauigkeiten erzielt, die für eine Umsetzung der beschriebenen Schichtanordnungen ausreichen. Die optischen Eigenschaften werden insbesondere durch eine Kombination von Materialien erzielt, deren komplexe Dielektrizitätskonstante einen positiven oder negativen Realteil ε1 aufweist, wobei der Imaginärteil ε2 beliebige Werte annehmen kann. Vorzugsweise wird_ε2 so gewählt, dass die maximale Transmission des Filters mindestens 10% beträgt. Es sind auch absorbierende Materialien mit ε2 ≠ 0 einsetzbar. Die Unempfindlichkeit des Transmissionsmaximums und der Bandbreite des Filters gegenüber dem Einfallswinkel in einem Bereich von 0° bis > 30° oder sogar > 50° hat den Vorteil, dass sich der Farbton des durch den Filter transmittierten Lichts im Wesentlichen nicht verschiebt. Derartige Filter sind besonders vorteilhaft für Anwendungen, bei denen der einfallende Lichtstrahl eine große Divergenz aufweist. Andere mögliche Anwendungen umfassen solche, bei denen das Licht von einem diffus ausstrahlenden, reflektierenden oder transmittirenden Objekt kommt (wie z. B. Streulicht, Fluoreszenz). Erfindungsgemäße Filter sind weiterhin vorteilhaft, wenn sich die Emissionsquelle und/oder der Detektor bewegen (z. B. bei Systemen für optische Kommunikation), da auch hier regelmäße ein Lichteinfall mit hohen Einfallswinkeln erfolgt.The optical filters according to the embodiments of the present invention have a minimum sensitivity of the transmission maximum and the transmission bandwidth to the angle of incidence in the wide angle range of 0 ° to> 50 °. These desirable optical properties are also achieved without the use of μ-negative materials. The optical filters of the present invention can be used, for example, with modern coating technologies such. Sputtering. In this case accuracies are achieved, which are sufficient for an implementation of the described layer arrangements. The Optical properties are achieved in particular by a combination of materials whose complex dielectric constant has a positive or negative real part ε 1 , wherein the imaginary part ε 2 can assume any desired values. Preferably, 2 is chosen such that the maximum transmission of the filter is at least 10%. It is also absorbent materials with ε 2 ≠ 0 can be used. The insensitivity of the transmission maximum and the bandwidth of the filter with respect to the angle of incidence in a range from 0 ° to> 30 ° or even> 50 ° has the advantage that the hue of the light transmitted through the filter does not substantially shift. Such filters are particularly advantageous for applications in which the incident light beam has a large divergence. Other possible applications include those in which the light comes from a diffusely emitting, reflecting or transmitting object (such as stray light, fluorescence). Filters according to the invention are furthermore advantageous when the emission source and / or the detector move (for example in systems for optical communication), since here too there is a regular incidence of light with high angles of incidence.

Selbstverständlich können die Merkmale der vorab beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden. Beispielsweise können die beschriebenen optischen Filter zwischen zwei transparenten Substraten verkittet sein. Auch können die mit Bezug auf 5 und 7 beschriebenen Filter beispielsweise Schichten aus anderen Materialien und andere Schichtdicken verwenden, solange die vorab genannten Bedingungen für die Materialauswahl erfüllt werden. Auch ist es möglich, dass die vorab beschriebenen Filter mehr oder weniger Schichten umfassen, oder dass Schichten durch Schichtgruppen ersetzt werden. Auch können die Filter nicht nur zwei Materialien umfassen, sondern mehrere Materialien der ersten Materialgruppe und mehrere Materialien der zweiten Materialgruppe. Somit lässt sich eine Vielzahl optischer Filter mit verschieden positionierten Passbändern verschiedener Bandbreite realisieren, die die genannten Voraussetzungen erfüllen, und die somit vorteilhafte optische Eigenschaften aufweisen.Of course, the features of the embodiments described above can be combined. For example, the described optical filters can be cemented between two transparent substrates. Also, with respect to 5 and 7 for example, use layers of other materials and other layer thicknesses, as long as the aforementioned conditions for material selection are met. It is also possible that the previously described filters comprise more or fewer layers, or that layers are replaced by layer groups. Also, the filters may include not only two materials, but multiple materials of the first material group and multiple materials of the second material group. Thus, a plurality of optical filters can be realized with differently positioned passbands of different bandwidth, which meet the conditions mentioned, and thus have advantageous optical properties.

Claims (28)

Optischer Filter mit mehreren übereinander angeordneten Schichten, umfassend: – mindestens eine erste Schicht (101) mit einer vorbestimmten Schichtdicke, die ein Material aus einer ersten Materialgruppe umfasst, wobei ein Realteil einer Permittivität von Materialien aus der ersten Materialgruppe in einem vorbestimmten Spektralbereich negativ ist, – mindestens eine zweite Schicht (102) mit einer vorbestimmten Schichtdicke, die ein Material aus einer zweiten Materialgruppe umfasst, wobei ein Realteil einer Permittivität von Materialien aus der zweiten Materialgruppe in dem vorbestimmten Spektralbereich positiv ist, wobei die vorbestimmten Schichtdicken derart ausgewählt sind, dass der optische Filter (100) bei senkrechtem Lichteinfall von Licht, das zumindest teilweise s-polarisiert oder unpolarisiert ist, eine erste Transmissionskurve in dem vorbestimmten Spektralbereich mit einem Maximum (205) der Transmission bei einer ersten Wellenlänge (207) aufweist, und dass der optische Filter bei Lichteinfall des zumindest teilweise s-polarisierten oder unpolarisierten Lichts, mit Einfallswinkeln in einem Bereich zwischen 0° und 30° eine Transmissionskurve in dem vorbestimmten Spektralbereich mit einem Maximum der Transmission bei einer zweiten Wellenlänge aufweist, die weniger als 25% der Halbwertsbreite (206) der ersten Transmissionskurve gegenüber der ersten Wellenlänge (207) verschoben ist.An optical filter comprising a plurality of layers arranged one above the other, comprising: at least one first layer ( 101 ) having a predetermined layer thickness comprising a material of a first material group, wherein a real part of a permittivity of materials of the first material group in a predetermined spectral range is negative, - at least one second layer ( 102 ) having a predetermined layer thickness comprising a material of a second material group, wherein a real part of a permittivity of materials of the second material group in the predetermined spectral region is positive, wherein the predetermined layer thicknesses are selected such that the optical filter ( 100 ) at normal incidence of light that is at least partially s-polarized or unpolarized, a first transmission curve in the predetermined spectral range with a maximum ( 205 ) of the transmission at a first wavelength ( 207 ), and that the optical filter having incident light of the at least partially s-polarized or unpolarized light, with angles of incidence in a range between 0 ° and 30 °, a transmission curve in the predetermined spectral range with a maximum of transmission at a second wavelength, the less than 25% of the half-width ( 206 ) of the first transmission curve with respect to the first wavelength ( 207 ) is shifted. Optischer Filter nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine erste Schicht (101) einen ersten Brechungsindex und die mindestens eine zweite Schicht (102) einen zweiten Brechungsindex aufweisen, wobei die Materialien für die mindestens eine erste Schicht und die mindestens eine zweite Schicht derart ausgewählt sind, dass ein Gradient einer Dispersion des ersten Brechungsindex und ein Gradient einer Dispersion des zweiten Brechungsindex in dem vorbestimmten Spektralbereich das gleiche Vorzeichen aufweisen.An optical filter according to claim 1, wherein the at least one first layer ( 101 ) a first refractive index and the at least one second layer ( 102 ) have a second refractive index, wherein the materials for the at least one first layer and the at least one second layer are selected such that a gradient of a dispersion of the first refractive index and a gradient of a dispersion of the second refractive index in the predetermined spectral range have the same sign. Optischer Filter nach Anspruch 1 oder 2, wobei der vorbestimmte Spektralbereich der Wellenlängenbereich zwischen 180 und 2000 nm ist, und vorzugsweise der Wellenlängenbereich zwischen 400 und 1000 nm ist.An optical filter according to claim 1 or 2, wherein the predetermined spectral range of the wavelength range between 180 and 2000 nm, and preferably the wavelength range between 400 and 1000 nm is. Optischer Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die vorbestimmten Schichtdicken derart ausgewählt sind, dass das Maximum (205) der Transmission bei der ersten Wellenlänge (207) bei senkrechtem Lichteinfall bei einem ersten Transmissionswert liegt, und dass das Maximum der Transmission bei der zweiten Wellenlänge bei Lichteinfall mit Einfallswinkeln in einem Bereich zwischen 0° und 30° bei einem zweiten Transmissionswert liegt, der weniger als 10% geringer ist als der erste Transmissionswert.Optical filter according to one of the preceding claims, wherein the predetermined layer thicknesses are selected such that the maximum ( 205 ) of the transmission at the first wavelength ( 207 ) is at a first transmission value at normal incidence of light, and that the maximum of the transmission at the second wavelength at incident angle incidence is in a range between 0 ° and 30 ° at a second transmittance less than 10% less than the first transmittance value , Optischer Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die vorbestimmten Schichtdicken derart ausgewählt sind, dass die erste Transmissionskurve bei senkrechtem Lichteinfall eine erste Halbwertsbreite (206) aufweist, und dass die Transmissionskurve bei Lichteinfall mit Einfallswinkeln in einem Bereich zwischen 0° und 30 eine zweite Halbwertsbreite aufweist, die sich um weniger als 25% von der ersten Halbwertsbreite unterscheidet.Optical filter according to one of the preceding claims, wherein the predetermined layer thicknesses are selected such that the first transmission curve at normal incidence of light has a first half width ( 206 ), and that the transmission curve has a second half width at light incidence with angles of incidence in a range between 0 ° and 30, which differs by less than 25% from the first half width. Optischer Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die magnetische Permeabilität der Materialien der ersten Materialgruppe und der Materialien der zweiten Materialgruppe positiv ist.An optical filter according to any one of the preceding claims, wherein the magnetic permeability the materials of the first material group and the materials of the second material group is positive. Optischer Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die magnetische Permeabilität der Materialien der zweiten Materialgruppe > 0.9 ist.An optical filter according to any one of the preceding claims, wherein the magnetic permeability of the materials of the second material group is> 0.9. Optischer Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Materialgruppe die folgenden Materialien umfasst: Metalle, metall-dielektrische Gemische und nanostrukturierte Materialien.An optical filter according to any one of the preceding claims, wherein the first group of materials includes the following materials: metals, metal-dielectric mixtures and nanostructured materials. Optischer Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Materialgruppe die folgenden Materialien umfasst: Oxide, insbesondere metallische Oxide, metallische Fluoride, Halbleiter und deren Gemische, und nanostrukturierte Materialien.An optical filter according to any one of the preceding claims, wherein the second group of materials comprises the following materials: oxides, in particular metallic oxides, metallic fluorides, semiconductors and their mixtures, and nanostructured materials. Optischer Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Materialgruppe Silber, Gold, Aluminium, und Kupfer umfasst, und wobei die zweite Materialgruppe GaP, TiO2, SiO2, Al2O3, und MgF umfasst.An optical filter according to any one of the preceding claims, wherein the first material group comprises silver, gold, aluminum, and copper, and wherein the second material group comprises GaP, TiO 2 , SiO 2 , Al 2 O 3 , and MgF. Optischer Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schichtdicke der mindestens einen ersten Schicht in einem Bereich zwischen 8 und 50 nm liegt, und wobei die Schichtdicke der mindestens einen zweiten Schicht in einem Bereich zwischen 20 und 100 nm liegt.An optical filter according to any one of the preceding claims, wherein the layer thickness of the at least one first layer in an area is between 8 and 50 nm, and wherein the layer thickness of at least a second layer is in a range between 20 and 100 nm. Optischer Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Abfolge von ersten und zweiten Schichten und/oder die Abfolge der Schichtdicken in dem optischen Filter nicht periodisch sind.An optical filter according to any one of the preceding claims, wherein the sequence of first and second layers and / or the sequence the layer thicknesses in the optical filter are not periodic. Optischer Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Grenzflächen der mindestens einen ersten Schicht und der mindestens einen zweiten Schicht, an denen die Schichten auf andere Schichten des optischen Filters treffen, eben sind und parallel zueinander verlaufen.An optical filter according to any one of the preceding claims, wherein interfaces the at least one first layer and the at least one second layer Layer on which the layers on other layers of the optical Filters meet, are flat and run parallel to each other. Optischer Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine erste Schicht und die mindestens eine zweite Schicht homogen sind.An optical filter according to any one of the preceding claims, wherein the at least one first layer and the at least one second Layer are homogeneous. Optischer Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schichten in einer Abfolge von Schichtgruppen der Form M1-D1-M2 angeordnet sind, wobei M1 und M2 jeweils eine Schichtgruppe bezeichnen, die mindestens eine erste Schicht (201; 203) umfasst, und wobei D1 eine Schichtgruppe bezeichnet, die mindestens eine zweite Schicht (202) umfasst.Optical filter according to one of the preceding claims, wherein the layers are arranged in a sequence of layer groups of the form M1-D1-M2, M1 and M2 each denoting a layer group comprising at least a first layer ( 201 ; 203 ), and wherein D1 denotes a layer group comprising at least one second layer ( 202 ). Optischer Filter nach Anspruch 15, wobei die mindestens eine erste Schicht (201) der Schichtgruppe M1 eine Schichtdicke aufweist, die größer oder kleiner ist als die Schichtdicke der mindestens einen ersten Schicht (203) der Schichtgruppe M2.An optical filter according to claim 15, wherein the at least one first layer ( 201 ) of the layer group M1 has a layer thickness that is greater or smaller than the layer thickness of the at least one first layer ( 203 ) of the layer group M2. Optischer Filter nach Anspruch 15 oder 16, wobei die mindestens eine erste Schicht (201) der Schichtgruppe M1 Silber umfasst und eine Schichtdicke zwischen 10 und 14 nm aufweist, wobei die mindestens eine zweite Schicht (202) der Schichtgruppe D1 GaP umfasst und eine Schichtdicke zwischen 30 und 40 nm aufweist, und wobei die mindestens eine erste Schicht (203) der Schichtgruppe M2 Silber umfasst und eine Schichtdicke zwischen 30 und 40 nm aufweist.An optical filter according to claim 15 or 16, wherein the at least one first layer ( 201 ) of the layer group M1 comprises silver and has a layer thickness between 10 and 14 nm, wherein the at least one second layer ( 202 ) of the layer group D1 GaP and has a layer thickness between 30 and 40 nm, and wherein the at least one first layer ( 203 ) of the layer group M2 comprises silver and has a layer thickness between 30 and 40 nm. Optischer Filter nach einem der Ansprüche 15–17, wobei mindestens eine weitere Schichtgruppe mit mindestens einer zweiten Schicht mit einer Schichtdicke vorgesehen ist, die größer oder kleiner ist als die Schichtdicke der zweiten Schicht der Schichtgruppe D1.An optical filter according to any of claims 15-17, wherein at least one further layer group with at least one second Layer with a layer thickness is provided, which is larger or is smaller than the layer thickness of the second layer of the layer group D1. Optischer Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schichten in einer Abfolge von Schichtgruppen der Form (D-M-D-M)-(M-D-M-D) angeordnet sind, wobei M eine Schichtgruppe bezeichnet, die mindestens eine erste Schicht (301) umfasst, und wobei D eine Schichtgruppe bezeichnet, die mindestens eine zweite Schicht (302) umfasst.Optical filter according to one of the preceding claims, wherein the layers are arranged in a sequence of layer groups of the form (DMDM) - (MDMD), where M denotes a layer group comprising at least a first layer ( 301 ), and wherein D denotes a layer group comprising at least one second layer ( 302 ). Optischer Filter nach Anspruch 19, wobei jede Schichtgruppe D eine zweite Schicht (302) aus TiO2 mit einer Schichtdicke in einem Bereich zwischen 40 und 100 nm umfasst, und wobei jede Schichtgruppe M eine erste Schicht (301) aus Silber mit einer Schichtdicke zwischen 10 und 50 nm umfasst.An optical filter according to claim 19, wherein each layer group D comprises a second layer ( 302 ) of TiO 2 having a layer thickness in a range between 40 and 100 nm, and wherein each layer group M comprises a first layer ( 301 ) of silver with a layer thickness between 10 and 50 nm. Optischer Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schichten in einer Abfolge von Schichtgruppen der Form D1-M1-D2-M2-D3 angeordnet sind, wobei M1 und M2 jeweils eine Schichtgruppe bezeichnen, die mindestens eine erste Schicht umfasst, und wobei D1, D2 und D3 jeweils eine Schichtgruppe bezeichnen, die mindestens eine zweite Schicht umfasst.An optical filter according to any one of the preceding claims, wherein the layers in a sequence of layer groups of the form D1-M1-D2-M2-D3 are arranged, wherein M1 and M2 each denote a layer group, which comprises at least one first layer, and wherein D1, D2 and D3 each denote a layer group, the at least one second Layer includes. Optischer Filter nach Anspruch 21, wobei die Schichtgruppe D1 eine zweite Schicht aus GaP mit einer Schichtdicke zwischen 30 und 50 nm umfasst, wobei die Schichtgruppe M1 eine erste Schicht aus Silber mit einer Schichtdicke zwischen 30 und 50 nm umfasst, wobei die Schichtgruppe D2 eine zweite Schicht aus GaP mit einer Schichtdicke zwischen 45 und 65 nm umfasst, wobei die Schichtgruppe M2 eine erste Schicht aus Silber mit einer Schichtdicke zwischen 30 und 50 nm umfasst, und wobei die Schichtgruppe D3 eine zweite Schicht aus GaP mit einer Schichtdicke zwischen 10 und 30 nm umfasst.Optical filter according to claim 21, wherein the layer group D1 comprises a second layer of GaP with a layer thickness between 30 and 50 nm, wherein the layer group M1 comprises a first layer of silver with a layer thickness between 30 and 50 nm, wherein the layer group D2 a second Layer of GaP having a layer thickness between 45 and 65 nm, wherein the layer group M2 comprises a first layer of silver with a layer thickness between 30 and 50 nm, and wherein the layer group D3 comprises a second layer of GaP with a layer thickness between 10 and 30 nm. Optischer Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die vorbestimmten Schichtdicken derart ausgewählt sind, dass die maximale Transmission (205) bei senkrechtem Lichteinfall mindestens 30% beträgt und wobei die Halbwertsbreite (206) der Transmissionskurve weniger als 250 nm beträgt.Optical filter according to one of the preceding claims, wherein the predetermined layer thicknesses are selected such that the maximum transmission ( 205 ) is at least 30% at normal incidence of light and the half-width ( 206 ) of the transmission curve is less than 250 nm. Optischer Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die vorbestimmten Schichtdicken derart ausgewählt sind, dass die Transmissionskurve bei Lichteinfall mit Einfallswinkeln in einem Bereich zwischen 0° und 30° nur ein lokales Maximum bei einer vorbestimmten Wellenlänge in einem Wellenlängenbereich aufweist, der sich von einer Halbwertsbreite der ersten Transmissionskurve oberhalb der vorbestimmten Wellenlänge bis zu einer Halbwertsbreite der ersten Transmissionskurve unterhalb der vorbestimmten Wellenlänge erstreckt.An optical filter according to any one of the preceding claims, wherein the predetermined layer thicknesses are selected such that the transmission curve at incidence of light with angles of incidence in a range between 0 ° and 30 ° only one local maximum at a predetermined wavelength in a wavelength range which differs from a half-width of the first transmission curve above the predetermined wavelength up to a half width the first transmission curve extends below the predetermined wavelength. Optischer Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die in den Ansprüchen 1, 4, 5 und 25 genannten optischen Eigenschaften bei Lichteinfall mit Einfallswinkeln in einem Bereich zwischen 0° und 50° erzielt werden.An optical filter according to any one of the preceding claims, wherein those in the claims 1, 4, 5 and 25 mentioned optical properties in the event of light be achieved with angles of incidence in a range between 0 ° and 50 °. Optischer Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der optische Filter mindestens zwei erste Schichten (101) in einer ersten Schichtgruppe (110) und/oder mindestens zwei zweite Schichten (102) in einer zweiten Schichtgruppe (120) umfasst.Optical filter according to one of the preceding claims, wherein the optical filter comprises at least two first layers ( 101 ) in a first shift group ( 110 ) and / or at least two second layers ( 102 ) in a second layer group ( 120 ). Verfahren zur Herstellung eines optischen Filters mit mehreren übereinander angeordneten Schichten, die folgenden Schritte umfassend: – Herstellen von mindestens einer Schicht (101; 102) mit einer vorbestimmten Schichtdicke, die ein Material aus einer ersten oder einer zweiten Materialgruppe umfasst, wobei ein Realteil einer Permittivität von Materialien aus der ersten Materialgruppe in einem vorbestimmten Spektralbereich negativ ist, und wobei ein Realteil einer Permittivität von Materialien aus der zweiten Materialgruppe in dem vorbestimmten Spektralbereich positiv ist, – Aufbringen von mindestens einer weiteren Schicht (102; 101) mit einer vorbestimmten Schichtdicke auf die mindestens eine Schicht (101; 102), wobei die weitere Schicht (102; 101) ein Material aus der anderen der ersten und der zweiten Materialgruppe umfasst, wobei die vorbestimmten Schichtdicken derart ausgewählt sind, dass der optische Filter bei senkrechtem Lichteinfall von Licht, das zumindest teilweise s-polarisiert oder unpolarisiert ist, eine erste Transmissionskurve in dem vorbestimmten Spektralbereich mit einem Maximum der Transmission bei einer ersten Wellenlänge aufweist, und dass der optische Filter bei Lichteinfall des zumindest teilweise s-polarisierten oder unpolarisierten Lichts, mit Einfallswinkeln in einem Bereich zwischen 0° und 30° eine Transmissionskurve in dem vorbestimmten Spektralbereich mit einem Maximum der Transmission bei einer zweiten Wellenlänge aufweist, die weniger als 25% der Halbwertsbreite der ersten Transmissionskurve gegenüber der ersten Wellenlänge verschoben ist.Method for producing an optical filter with a plurality of layers arranged one above the other, comprising the following steps: - producing at least one layer ( 101 ; 102 ) having a predetermined layer thickness comprising a material of a first or a second material group, wherein a real part of a permittivity of materials of the first material group in a predetermined spectral region is negative, and wherein a real part of a permittivity of materials of the second material group in the predetermined spectral range is positive, - applying at least one further layer ( 102 ; 101 ) having a predetermined layer thickness on the at least one layer ( 101 ; 102 ), the further layer ( 102 ; 101 ) comprises a material from the other of the first and second material groups, wherein the predetermined layer thicknesses are selected so that the optical filter with a normal incidence of light that is at least partially s-polarized or unpolarized with a first transmission curve in the predetermined spectral range a maximum of the transmission at a first wavelength, and that the optical filter at incident light of the at least partially s-polarized or unpolarized light, with angles of incidence in a range between 0 ° and 30 °, a transmission curve in the predetermined spectral range with a maximum of transmission a second wavelength shifted less than 25% of the half-width of the first transmission curve from the first wavelength. Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Herstellen und Aufbringen der Schichten derart erfolgt, dass ein optischer Filter gemäß einem der Ansprüche 2–26 erhalten wird.The method of claim 27, wherein the manufacturing and applying the layers in such a way that an optical Filter according to a of claims 2-26 becomes.
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