DE1065689B

DE1065689B - Verfahren und Vorrichtung zum Her stellen von Interferenzschichten auf optisch wirksamen Flachen

Info

Publication number: DE1065689B
Application number: DENDAT1065689D
Authority: DE
Original assignee: Ernst Leitz GmbH ,Wetzlar/Lahn
Publication date: 1959-09-17

Description

DEUTSCHES

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Interferenz schichten auf optisch wirksamen Flächen durch Aufdampfen im Hochvakuum.

Es ist bekannt, daß bei der Herstellung von interferenzfähig'en, dünnen Schichten auf optisch wirksamen Flächen; der Brechungsindex und die Dicke der Schichten dem Brechungsindex des Glases bzw. bei Mebrfachschichten auch die Brechungsindizes der Schichten aufeinander abgestimmt sein müssen. Es ist andererseits bekannt, daß die Zahl der aufdampffähigen Substanzen, die für Interferenzschichten in. Frage, kommen, relativ gering ist. Insbesondere besteht bei vielen Substanzen, die an sich geeignet wären, der Nachteil, daß sie sich beim Aufdampfen zersetzen. Das trifft besonders für verschiedene: Oxyde, wie beispielsweise Titandioxyd, zu. Da die Zersetzungsprodukte im allgemeinen nicht die gewünschten Eigenschaften aufweisen, hat man versucht, die ursprünglichen Substanzen, beispielsweise durch nachträgliche Oxydation, wiederherzustellen. Dabei verfuhr man entweder so, daß die Schichten in einer Sauerstoffatmosphäre nachträglich getempert wurden, oder daß man das Aufdampfen in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre durchführte.

Bei dem zuerst genannten Verfahren werden jedoch häufig die tieferen Schichten, nicht mehr aufoxydiert, bei dem zweitgenannten, Verfahren ist im allgemeinen der relativ hohe erforderliche Sauerstoffpartialdruck bei der Herstellung von harten. Schichten schädlich. Wollte man bei diesen Drucken beispielsweise Titandioxyd oder Zinksulfid zu technischen, absorptionsfreien Schichten aufdampfen, so müßten allein die notwendigen Sauerstoff- bzw. Schwefclpartialdrücke zwischen 3· 10~⁴ und 1O^-1 Torr liegen.

Das Verfahren nach der Erfindung vermeidet die genannten Nachteile und gestattet es, bei einem technisch vertretbaren Aufwand unter geringsten Drucken ausgezeichnete interferenzfähige Schichten aufzudampfen. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß während des Verdampfens der Substanzen ein Ionenstrahl jenes Anteils der Substanzen auf die optisch wirksame Fläche gerichtet wird, der bei der Verdampfung der Substanzen durch Zersetzung verlorengeht. Die Menge der auftreffenden Ionen wird dabei gerade so hoch gewählt, daß die Umsetzung — als Reaktion an Oberflächen fester Körper — in einem solchen Maße erfolgt, daß die Lichtabsorption der erzeugten Schicht den gewünschten Anforderungen entspricht.

Durch diese Maßnahme ist einerseits gewährleistet, daß die Oberflächenschicht tatsächlich aus der gewünschten Verbindung besteht. Andererseits kann der Gesamtdruck in der Vakuumapparatur an der unteren Grenze des technisch erreichbaren gehalten werden, Verfahren und Vorrichtung

zum Herstellen von Interferenzschichten

auf optisch wirksamen Flächen

Anmelder:

Ernst Leitz G.m.b.H.,
Wetzlar/Lahn, Laufdorfer Weg

da nur der Überschuß an Ionen, der nicht an der Reaktion teilnimmt, einen zusätzlichen Druck ergibt.

Es ist auf diese Weise möglich, technisch absorptionsfreie Schichten herzustellen durch Aufdampfen von z. B. Kieselsäure und Titandioxyd bei Drücken von weniger als 10—⁵ Torr. Zur Durchführung des Verfahrens ist bei den bekannten Aufdampfapparaturen lediglich zusätzlich eine Ionenquelle, ζ. B. in der Form einer Ionenquelle nach Heyl, derart anzubringen, daß der aus der Ionenquelle austretende Ionenstrahl auf die zu bedampfenden Flächen gerichtet ist. Die Menge der aufzudampfenden Ionen kann dabei beispielsweise durch geeignete Blenden oder durch elektrische Steuerung eines vo-r der Ionenquelle angebrachten Stcucrgitters geregelt werden. Es ist zweckmäßig, die Beschleunigungsspannung für die Ionen nicht zu niedrig zu wählen, da dadurch der Ionenstrahl versteift und die Richtwirkung gewährleistet wird. Vorteilhaft ist es, zwischen der-Beschleunigungsanode und der Ionenoptik der Ionenquelle einen Anschluß an die Vakuumpumpe vorzusehen. Dadurch wird verhindert, daß nicht ionisierte Gasmoleküle in den Aufdampfungsraum gelangen und den Gesamtdruck verschlechtern.

In der Zeichnung ist ein Beispiel für eine derartige Auf dampf apparatur dargestellt.

Auf der Grundplatte 2 ist die Aufdampfglocke 1 angebracht, in der eine Palette 3 für die zu bedampfenden Linsen 4 angeordnet ist. Auf der Grundplatte 2 ist ein Elektromotor 5 angeordnet, der eine Blende 6 antreibt. Am Boden der Aufdampfapparatur sind die Aufdampföfen 7 angeordnet, 'die als im thermodynamischen Gleichgewicht arbeitende öfen ausgebildet sind. Weiterhin ist im Boden der Aufdampfapparatur eine Ionenquelle 8 angeordnet, in die beispielsweise

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mittels des Rohranschlusses 9 Sauerstoffmoleküle eingeleitet werden können. Die Ionenquelle ist durch den Rohrstutzen 10 mit dem zur Vakuumpumpe führenden Absaugkanal 11 verbunden.

Durch Anordnung von mehreren Auf dampf öfen und gegebenenfalls mehrerer Ionenquellen unter derselben Glocke ist es möglich, in kontinuierlichem Betrieb Mehrfachschichten aus verschiedenen Substanzen, z. B. Oxyden, Fluoriden und Sulfiden, nacheinander aufzudampfen. Selbstverständlich kann die Aufdampfapparatur auch mit werteren an, sich bekannten Vorrichtungen zum Glimmen oder Beheizen der zu bedampfenden Flächen versehen sein.

Claims

Patentansprüche: ^j5

. 1. Verfahren zum Berstellen von Interferenzschichten auf optisch wirksamen Flächen durch Aufdampfen von Substanzen im Hochvakuum, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verdampfens der Substanzen ein Ionenstrahl jenes Anteils der Substanzen auf die optisch wirksame Fläche gerichtet wird, der bei der Verdampfung der Substanzen durch Zersetzung verlorengeht, wobei die Menge der auftreffenden Ionen so groß gewählt wird, daß die Umsetzung — als Reaktion an Oberflächen fester Körper — in einem solchen Maße erfolgt, daß die Lichtabsorption der erzeugten Schicht den gewünschten Anforderungen entspricht.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer an sich bekannten Aufdampfapparatur zusätzlich eine Ionenquelle derart angeordnet ist, daß der austretende Ionenstrahl auf die zu bedampfenden Flächen gerichtet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine beispielsweise drehbare Blende zwischen der Ionenquelle und den zu bedampfenden Flächen vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Ionenquelle ein elektrisch steuerbares Gitter angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Beschleunigungsanode und der Ionenoptik der Ionenquelle ein Pumpanschluß vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 909 628/253a 9.59