DE1913901A1 - Kaltlichtspiegel - Google Patents

Description

BALZERS PATENT- UND BliTEILISUSGO AKTIENGESELLSCHAFT, FL - 9496 Balzers, Fürstentum Liechtenstein

BALZERS + PFEIFFER HOCHVAKUUM GMBH Heinrich-Hertz-Str. 6 D - 6 Frankfurt/M. 9o

Kaltlichtspiegel

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kaltlichtspiegel wie aie insbesondere durch Aufdampfen von dünnen Schichten auf unterlagen hergestellt und beispielsweise bei Kinoprojektoren zur abtrennung der wärmestrahlung vom sichtbaren Licht gebraucht werden.

Us ist ein Kaltlichtspiegel bekannt, mit einem für Wärmestrahlen durchlässigen Träger und aufgedampften dünnen Oberflächenschichten., wobei die unterste, hauptsächlich reflektierende .Ochicht aus reinstem Silizium besteht und von mehreren darauf aufgedampften DielektrikumsschLchten aus abwechselnd höherund niedrigbrechenden Substanzen bedeckt i3t. Dieser bekannte Kaltlichtspiegel weist z,L. auf der Üiliziumachicht 4 bis 6 •Schichten von abwechselnd äiliziumoxyd und Titanoxyd oder Tantuloxyd auf, wobei auf die 3iliziuni3chicht vorzu,jsweiye zunächst eine dchicht aus einem .Uliziumoxyd folgt. .Dieser bekannte Vorschlag geht davon aua, dass reinstes Jilizium von

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der Grenze des sichtbaren Spektrums an für Wärmestrahlen durchlässig ist und im Sichtbaren einen wesentlichen l'eil der Strahlung reflektiert. Bei geeigneter Schichtdicke erreicht man eine Reflexion von ca. 62^ für das sichtbare Licht, üin solcher Spiegel wäre sehr unwirtschaftlich; um. auf einen neflexionskoeffizienten von über 90/» zu kommen, der erst einen wirtschaftlichen Nutzeffekt ergibt, könnte man daran denken, durch eine iteihe interferierender Uchicnten auf der Oberfläche des üiliziumspiegels die Heflexion auf den genannten Wert zu vergrössern. Jedoch selbst wenn beispielsweise 4 zusätzliche Schichten aus abwechselnd den Oxyden von 'x'itan und Silizium aufgedampft werden, erreicht man nur eine tteflexion von rund 75$, mit 6 Zusatzschichten von rund 80?» in der hit te des reflektierten 3pektralbereiches. Die ürfahrung hat gezeigt, dass für einen nach dem bekannten Vorschlag aus einer G-rundschicnt von oilizLum und Zu sat ζ schichten hergestellten Kaltlichtspiegel wesentlich mehr Zusatzsenichten erforderlich sind, will man eine saubere, farbstichfreie Trennung dee durchzulassenden von dem zu reflektierenden 3pektralbereich erzielen.

Urfindungsgeaiäss wird ein Jchichtaufbau vorgeschlagen, welcher überraschenderweise eine Losung dieses Problems mit wesentlich weniger uchichten ermöglicht. Es. wurde gefunden, dass es vorteilhafter ist, nicht nur eine Jiliziumschieht als spiegelnde tfrundschicht zu verwenden, auf welche ein i'iehrschichtsystera aus anderen abwechselnd hoch- und niederbrechenden otoffen folgt, sondern mehrere oiliziunischichben als hochbrechende Teilschichten eines mehrschichtigen Interferenzsystems zu benutzen.

Die Erfindung betrifft demgemäss einen Kaltlichtapiegel bei welchem auf einem warmestrahlendurchlässigen Träger eine 3iliziumschlcht und darauffolgend weitere abwechselnd hoch- und niedrigbrechende wechselschichten etwa von λ/4 optischer Dicke der mittleren wellenlänge λ - 55Onutdes sichtbaren dpektralbereiches auf-

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gebracht sind und ist dadurch gekennzeichnet, dass auf die erste Siliziumschicht folgend wenigstens eine von der ersten durch eine niedrigerbrechende Schicht getrennte weitere Siliziumschicht aufgebracht ist.

üin bewährtes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt ein Kaltlichtspiegel dar, welcher 5 auf einem wärmestrahlendurchlässigen !'rager aufgebrachte Schichten aufweist, wobei die auf dem Träger aufliegende erste Schicht aus Silizium, die folgende Schicht aus einem Siliziumoxyd, vorzugsweise SiCp, und die dritte Schicht wiederum aus Silizium besteht, wobei die Dicke . jeder der Schichten gleich λ/4 der Wellenlänge λ =550 incudes sichtbaren upektralbereichos ist. Zur Erhöhung der Wirkung ist zusätzlich je eine Schicht von λ/4 optischer Dicke aus 3iC_? und TiC aufgebracht. .Oasi+ erreicht air· eine Reflexion von über 90.-'j in der I.itte des reflektierten Spektralbereiches, also weeentlich mehr als in den oben erwähnten jSeispielen nach dem besonnten Litcmd der Y'ecnnik mit gleich viel oder sogar mehr Schichten ersielt wird. Die Beständigkeit erfindun^agemäss aufgebauter i ehrschichtsysteme ist hervorragend. (Jm die Bestrindi-rkeit zu or'ifen, wurde der vorerwähnte Kaltlichtspiegel in yj) iges Salzwasser gelegt. Dabei zeigte sich, dass nach 100 Stunden noch keinerlei Zerstb'rungserocLeinungen feststellbar waren.

Anstelle des als niederbrechende Schichtsubstanz beispielsweise erwähnten 3i0p können auch alle anderen bekannten, für niederbrechende Schichten bewährten Stoffe, wie z.B. Kagnesiumfluorid treten. Mit Magnesiumfluorid konnte bei sonst gleichem Aufbau des 5-Schichtsystems wie im vorerwähnten Beispiel eine um ca. 2 bis 3% höhere Reflexion erzielt werden. Die Beständigkeit eines solchen Schichteystems gegenüber feuchtigkeit und mechanischem Abrieb war ebenfalls hervorragend. JSrfindungsgemässe iyiehrschichtsysteme haben auch eine sehr gute Temperaturwechselbeständigkeit gezeigt.

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In der anliegenden Zeichnung sind zwei Beispiele eines XaItlichtspiegels nach der Erfindung schematisch dargestellt.

-Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Hohlspiegel, auf dessen Innenseite gemäss oben beschriebenem Beispiel 5 »Schichten in der Reihenfolge Silizium, Siliziumoxyd, Bilizium, Siliziumoxyd, Titanoxyd aufgebracht sind. 1 bezeichnet den wärmestrahlendurchlässigen opiegelkftrper z.B. aus ülas, 2 die Siliziumschichten, 3 die Siliziumoxydschichten und 4 die Titanoxydechicht.

iig. 2 zeigt als i>tuck eines ebenen Spiegels ein ähnliches ■Jchichtsyatem wobei 5 die Siliziuiuschichten, 6 die iiagnesiumfluorid - und 7 eine I'itanoxydßchicht bedeutet.

Die uchichtdieken sind nicht massatäblicrx gezeichnet und betragen in beiden Beispielen je λ/4 (optische Schichtdicke!) der gewünschten üchwerpunktswellenlänge.

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Claims (2)

1. PiTEBTAUäPRÜBOHB

   (IJ Kaltlichtspiegel, bei welchem auf einem wär%ßtrahlendurchlassigen Träger eine Siliziumschicht und darauffolgend weitere abwechselnd hoch- und niedrigbrechende Wechselschichten etwa von .λ/4 optischer Dicke der mittleren Welllenlange Λ= 55o m^ des sichtbaren Spektralbereiches aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf die erste Siliziumschicht folgend wenigstens eine von der ersten durch eine niedrigbrechende Schicht getrennte, weitere Siliziumschicht aufgebracht ist.
2. 2. Kaltlichtspiegel nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die in der Reihenfolge angegebenen Schichten aus Silizium, Siliziumoxyd, Silizium, Siliziumoxyd, Titanoxyd bestehen.

   3· Kaltlichtspiegel nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die in der angebenen Reihenfolge auf dem Träger aufgebrachten Schichten aus SiIizium, Mag^nesiumfluorid, Silizium, Mag^siumfluorid und Titanoxyd bestehen.

   PR 6849

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