DE19502006A1

DE19502006A1 - Optical component with vacuum-tight housing

Info

Publication number: DE19502006A1
Application number: DE1995102006
Authority: DE
Inventors: Jens Leonhardt; Heinz Prof Dr Gatzmanga
Original assignee: Heraeus Noblelight GmbH
Current assignee: Heraeus Noblelight GmbH
Priority date: 1995-01-24
Filing date: 1995-01-24
Publication date: 1996-08-01

Abstract

In the optical component (esp. for an IR emitter) having a housing (7) with an opening (9) closed by an optical window (10), in which a metallic solder joint (11) is provided between the edge (8) of the opening and the window, the novelty is that the window (10) seats on the edge (8) of the opening (9) and the solder joint (11) adjoins a flat side (13) of the window extending parallel to the opening (9).

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Bauteil, insbesondere für einen Infrarotstrahler, mit einem Gehäuse, das eine mittels einem optischen Fenster verschlossene Öffnung für in das Gehäuse einfallende oder aus dem Gehäuse austretende Lichtstrahlen aufweist, wobei zwischen dem Rand der Öffnung und dem Fenster eine um laufende, metallische Lotverbindung vorgesehen ist.The invention relates to an optical component, in particular for an infrared radiator, with a Housing, which has an opening closed by an optical window for into the housing has incident or emerging from the housing light rays, between the Edge of the opening and the window provided a running, metallic solder connection is.

Ein gattungsgemäßes optisches Bauteil ist aus der DE-A1 37 40 416 bekannt. Die darin be schriebene Endoskopoptik weist ein rohrförmiges, metallisches Gehäuse auf, in dem die zur Bildführung dienenden Linsen angeordnet sind. Um die Verschmutzung der Linsen zu verhin dern, muß das Rohr gasdicht abgeschlossen sein. Hierfür ist am distalen Ende des Rohres ein optisches Fenster aus Saphir vorgesehen, das an seinem umlaufenden Rand mit Metallot in nerhalb des rohrförmigen Gehäuses eingelötet ist. Als Lotmetall werden Kupfer, Kupfer-Nickel-Le gierungen oder Gold vorgeschlagen.A generic optical component is known from DE-A1 37 40 416. The be Endoscope optics written has a tubular, metallic housing in which the for Lenses serving for image guidance are arranged. To prevent lens contamination the pipe must be sealed gas-tight. This is at the distal end of the tube optical window made of sapphire provided with a metal edge in is soldered inside the tubular housing. Copper, copper-nickel-le alloys or gold proposed.

Aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten für die Materialien für das Gehäuse, das Lot und für das optische Fenster werden bei Temperaturänderungen, bei spielsweise bei der Herstellung der Lotverbindung, in der Endoskopoptik mechanische Span nungen induziert. Diese können zu Undichtigkeiten der Lotverbindung sowie zu Veränderungen der optischen Eigenschaften des Fensters oder zu dessen Bruch führen. Bei der bekannten En doskopoptik wird daher das Fenster aus einem mechanisch stabilen Werkstoff, vorzugsweise aus einkristallinem synthetischem Saphir gebildet.Due to the different thermal expansion coefficients for the materials for the housing, the solder and for the optical window are at temperature changes, at for example in the production of the solder connection, in the endoscope optics mechanical chip induced. These can lead to leaks in the solder connection as well as changes the optical properties of the window or break it. With the well-known En Doskopoptik, therefore, the window made of a mechanically stable material, preferably made of single crystal synthetic sapphire.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Bauteil anzugeben, bei dem auch bei Temperaturschwankungen eine vakuumdichte Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem optischen Fenster gewährleistet ist und das die Verwendung von Fenster materialien unabhängig von deren mechanischer Stabilität erlaubt.The present invention is based on the object of specifying an optical component a vacuum-tight connection between the Housing and the optical window is guaranteed and that the use of windows materials regardless of their mechanical stability.

Die Aufgabe wird ausgehend von dem eingangs genannten optischen Bauteil erfindungsgemäß dadurch gelöst, das Fenster auf dem Rand der Öffnung aufliegt und daß die Lotverbindung an einer parallel zur Öffnung verlaufenden Flachseite des Fensters angreift. Das optische Fenster besteht aus einem für die Lichtstrahlen durchlässigen Material, beispielsweise aus Glas oder aus kristallinem Werkstoff. Es kann in Form einer flachen Scheibe oder auch als optische Linse ausgebildet sein. Bei einem scheiben- oder linsenförmigen Fenster verlaufen die Oberseite und die Unterseite im wesentlichen parallel zur Öffnung. An diesen Flachseiten greift die Lotverbin dung an. Bei kreisförmigen Fenstern ist die Lotverbindung beispielsweise als am peripheren Bereich des Fensters verlaufender, geschlossener Kreisring ausgebildet. Das optische Fenster liegt auf dem Rand der Öffnung auf. Dabei verschließt es die Öffnung entweder von außerhalb oder von innerhalb des Gehäuses. Die an der parallel zur Öffnung verlaufenden Flachseite an greifende Lotverbindung gewährleistet eine gewisse Bewegungsfreiheit des Fensters in Rich tung parallel zum Öffnungsquerschnitt; bei kreisförmigen Fenstern beispielsweise in radialer Richtung. Die so angreifende Lotverbindung resultiert in einer gleitenden, schwimmenden Befe stigung des Fensters am Gehäuse und vermindert so die aufgrund der Verbindung von Fenster und Gehäuse zwangsläufig induzierten mechanischen Spannungen. Die vorhandenen Rest spannungen werden in erster Linie von der Lotverbindung aufgenommen, so daß die optischen Eigenschaften des Fenstermaterials weitgehend unbeeinflußt bleiben und die Verwendung auch spröder Fenstermaterialien ermöglicht wird. Außerdem hält die relativ gering belastete Lotverbindung zusätzlichen angreifenden Kräften, wie sie beispielsweise beim Evakuieren des Gehäuses oder bei einer Erwärmung auftreten können, leichter stand.The task is based on the optical component mentioned at the outset according to the invention solved, the window rests on the edge of the opening and that the solder connection attacks a flat side of the window running parallel to the opening. The optical window consists of a material that is permeable to the light rays, for example glass or crystalline material. It can be in the form of a flat disc or as an optical lens be trained. In the case of a disk-shaped or lenticular window, the top and run the bottom is substantially parallel to the opening. The solder joint engages on these flat sides application. In the case of circular windows, the solder connection is, for example, at the peripheral A closed circular ring is formed in the area of the window. The optical window lies on the edge of the opening. It either closes the opening from outside or from inside the case. The on the flat side running parallel to the opening gripping solder connection ensures a certain freedom of movement of the window in Rich direction parallel to the opening cross-section; for circular windows, for example, in radial Direction. The solder joint attacking in this way results in a floating floating float The window is attached to the housing, thus reducing the window connection and housing inevitably induced mechanical stresses. The existing rest Voltages are primarily absorbed by the solder connection, so that the optical Properties of the window material remain largely unaffected and the use brittle window materials are also possible. In addition, the relatively low load keeps Solder connection additional attacking forces, such as when evacuating the Housing or heating can occur more easily.

Das erfindungsgemäße optische Bauteil ist unabhängig von der Wellenlänge der jeweiligen Lichtstrahlen beispielsweise zur Verwendung bei Strahlern, bei optischen Sensoren, bei Reflek toren oder bei Lichtleitern geeignet.The optical component according to the invention is independent of the wavelength of the respective one Light rays, for example, for use with spotlights, with optical sensors, with reflectors gates or suitable for light guides.

Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, eine Lotverbindung vorzusehen, die eine Haftvermittlungsschicht und eine Lotschicht umfaßt, wobei die Haftvermittlungsschicht an der Flachseite des Fensters angreift und darauf die Lotschicht angeordnet ist. Die Haftvermittlungs schicht sorgt für eine gute Haftung des Lotes auf dem Fenstermaterial und trägt damit zur Va kuumdichtigkeit der Lotverbindung bei. Die Haftvermittlungsschicht kann sehr dünn sein. It has turned out to be particularly advantageous to provide a solder connection, the one Adhesion promoting layer and a solder layer, wherein the adhesion promoting layer on the Flat side of the window attacks and the solder layer is arranged thereon. The mediation layer ensures that the solder adheres well to the window material and thus contributes to the Va vacuum tightness of the solder joint. The adhesive layer can be very thin.

Vorteilhafterweise liegt ihre Dicke im Bereich zwischen 200 und 250 nm. In der Verbindung ent stehende Scherspannungen werden überwiegend von der Lotschicht aufgenommen.Their thickness is advantageously in the range between 200 and 250 nm. In the connection ent standing shear stresses are mainly absorbed by the solder layer.

Besonders bewährt hat sich eine Lotschicht, die eine an die Haftvermittlungsschicht angrenzen de lötbare metallische Dünnschicht umfaßt. Die Dünnschicht hat vorteilhafterweise eine Dicke im Bereich von 150 bis 300 nm. Es hat sich gezeigt, daß gesputterte Dünnschichten gegenüber thermisch aufgedampften Dünnschichten bessere Hafteigenschaften aufweisen. Vorteilhafter weise ist auch die Haftvermittlungsschicht eine Sputterschicht. Durch Verwendung geeigneter Masken beim Aufsputtern der Schichtmaterialien kann die lichtdurchlässige Fläche des Fenster auf einfache Weise eingestellt werden.A solder layer that adjoins the adhesion-promoting layer has proven particularly useful de solderable metallic thin film comprises. The thin layer advantageously has a thickness in the range from 150 to 300 nm. It has been shown that sputtered thin layers thermally vapor-deposited thin films have better adhesive properties. More advantageous the adhesive layer is also a sputter layer. By using suitable Masks when sputtering the layer materials can be the translucent surface of the window can be set easily.

Es wird eine Ausführungsform des optischen Bauteils bevorzugt, bei der die Lotschicht eine am Gehäuse angreifende Weichlotschicht umfaßt. Die Weichlotschicht, beispielsweise aus einem Zinnlot, nimmt Scherspannungen besonders wirkungsvoll auf. Sie kann beispielsweise unmittel bar an die Dünnschicht angrenzen. Vorteilhafterweise enthält die Dünnschicht daher einen Be standteil, der mit der Weichlotschicht gut verbindbar ist. Als besonders geeignet hat sich bei spielsweise eine zinnhaltige Dünnschicht erwiesen, wenn die an sie angrenzende Weichlot schicht aus einem Zinnlot besteht.An embodiment of the optical component is preferred in which the solder layer has an am Includes housing attacking soft solder layer. The soft solder layer, for example from a Tin solder, absorbs shear stresses particularly effectively. You can, for example, immediately bar adjacent to the thin film. The thin layer therefore advantageously contains a Be component that can be easily connected to the soft solder layer. Has been particularly suitable for For example, a thin layer containing tin has been proven if the soft solder adjoining it layer consists of a tin solder.

Bei einer Ausführungsform der optischen Bauteile, bei der sich das Fenster vollkommen au ßerhalb des Gehäuses befindet, ist gewährleistet, daß bei unterschiedlichen thermischen Aus dehnungen von Fenster und Gehäuse in radialer Richtung keine Druckkräfte oder Zugkräfte von der Gehäuseinnenwand unmittelbar auf das Fenster übertragen werden können. Bei einer Ausführungsform, bei der das Fenster innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, ist sicherzustel len, daß die das Fenster radial umgebenden Gehäuseteile nicht an dem Fenster anliegen.In one embodiment of the optical components, in which the window is completely open Located outside the housing, it is guaranteed that at different thermal out expansion of the window and housing in the radial direction no compressive or tensile forces can be transferred directly from the inside wall of the housing to the window. At a Embodiment in which the window is arranged within the housing is to be ensured len that the window parts radially surrounding the window do not rest on the window.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen optischen Bauteils sind in der Patentzeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. In der Zeichnung zeigen im einzelnen in schematischer Darstellung:Exemplary embodiments of the optical component according to the invention are in the patent drawing shown and are explained in more detail below. In the drawing show in detail in schematic representation:

Fig. 1 eine Lotverbindung zwischen dem Gehäuse und einem optischen Fenster nach dem Stand der Technik, Fig. 1 is a solder connection between the housing and an optical window according to the prior art,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Bauteils, mit einem außerhalb des Gehäuses angeordneten optischen Fenster, Fig. 2 shows a first embodiment of the optical component according to the invention with a arranged outside of the housing the optical window,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Bauteils, mit einem außerhalb des Gehäuses angeordneten optischen Fenster, Fig. 3 shows another embodiment of the optical component according to the invention with a arranged outside of the housing the optical window,

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 3 markierten Bereichs und Fig. 4 is an enlarged view of the area marked in Fig. 3 and

Fig. 5 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Bauteils mit einem innerhalb des Gehäuses angeordneten optischen Fenster. Fig. 5 shows an embodiment of the optical component according to the invention with a arranged within the housing the optical window.

Bei dem optischen Bauteil 1 nach dem Stand der Technik gemäß Fig. 1 ist ein Saphirfenster 2 in Form einer kreisförmigen, flachen Scheibe mit der Innenfläche eines Lichtführungsrohres 3 verlötet. Hierzu ist zwischen dem äußeren umlaufenden Rand des Saphirfensters 2 und der In nenseite des Lichtführungsrohres 3 ein Metallot 4 vorgesehen. Das Saphirfenster 2 befindet sich vollständig innerhalb des Lichtführungsrohres 3. Treten bei Temperaturwechseln Unter schiede in der thermischen Ausdehnung zwischen dem Führungsrohr 3 und dem Saphirfenster 2 in radialer Richtung auf, dann werden durch die gezeigte "verspannte Befestigung" innerhalb des Saphirfensters 2 mechanische Spannungen induziert. Das Saphirfenster 2 kann den dabei auftretenden radialen Zug- oder Druckkräften, deren Richtung durch die Richtungszeile 5 be zeichnet wird, nicht ausweichen. Es wird daher verformt und dadurch in seinen optischen oder mechanischen Eigenschaften verändert.In the optical component 1 according to the prior art according to FIG. 1, a sapphire window 2 in the form of a circular, flat disc is soldered to the inner surface of a light guide tube 3 . For this purpose, a Metallot 4 is provided between the outer circumferential edge of the sapphire window 2 and the inside of the light guide tube 3 . The sapphire window 2 is located entirely within the light guide tube 3 . To occur with changes in temperature differences in the thermal expansion between the guide tube 3 and the sapphire window 2 in the radial direction, then "stressed attachment" within the sapphire window 2, mechanical stresses are induced by the embodiment shown. The sapphire window 2 cannot evade the radial tensile or compressive forces which occur, the direction of which is indicated by the direction line 5 . It is therefore deformed and its optical or mechanical properties changed.

Bei der Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Bauteils gemäß Fig. 2 handelt es sich um einen Ausschnitt durch einen Infrarotstrahler 6, der für Analysenzwecke eingesetzt wird. Dieser weist ein im wesentlichen rohrförmiges Messing-Strahlergehäuse 7 auf, dessen freies Ende unter Bildung eines nach innen ragenden Flansches 8 rechtwinklig umgebogen ist. Die innere Wandung des Flansches 8 bildet den Rand der Austrittsöffnung 9 für die von der IR-Licht quelle (in Fig. 2 nicht dargestellt) ausgehende Strahlung. Der Innendurchmesser des Flansches 8 definiert somit den Durchmesser der Austrittsöffnung 9. Die Austriftsöffnung 9 ist von einem optischen Fenster 10 gasdicht verschlossen, das mit seiner Unterseite 13 auf der Oberseite 12 des Flansches 8 aufliegt. Das Fenster 10 ist vollkommen außerhalb des Strahler gehäuses 7 angeordnet. Es besteht aus einer flachen, kreisförmigen Scheibe aus Kalziumflu orid (CaF₂), das eine hohe Transmission im infraroten Bereich aufweist. Zur Verbindung des CaF₂-Fensters 10 mit dem Flansch 8 ist eine Lotverbindung 11 vorgesehen. Die Lotverbindung 11 greift an der nach außen weisenden Oberfläche 12 des Flansches 8 sowie an der, der Aus trittsöffnung 9 zugewandten und parallel zu dieser verlaufenden Unterseite 13 des CaF₂-Fensters 10 an. Dabei überdeckt die umlaufende Lotverbindung 11 den peripheren Bereich des kreisförmigen CaF₂-Fensters 10 unter Belassen einer kreisförmigen Öffnung in der Größe der Austrittsöffnung 9.The embodiment of the optical component according to the invention according to FIG. 2 is a section through an infrared radiator 6 , which is used for analysis purposes. This has an essentially tubular brass radiator housing 7 , the free end of which is bent at a right angle to form an inwardly projecting flange 8 . The inner wall of the flange 8 forms the edge of the outlet opening 9 for the radiation emanating from the IR light source (not shown in FIG. 2). The inner diameter of the flange 8 thus defines the diameter of the outlet opening 9 . The exit opening 9 is closed gas-tight by an optical window 10 , which rests with its underside 13 on the top 12 of the flange 8 . The window 10 is arranged completely outside the lamp housing 7 . It consists of a flat, circular disk made of calcium fluoride (CaF₂), which has a high transmission in the infrared range. A solder connection 11 is provided for connecting the CaF 2 window 10 to the flange 8 . The solder connection 11 engages on the outwardly facing surface 12 of the flange 8 and on the outlet opening 9 facing and extending parallel to this underside 13 of the CaF₂ window 10 . The circumferential solder connection 11 covers the peripheral area of the circular CaF₂ window 10 while leaving a circular opening the size of the outlet opening 9 .

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausschnitt des Infrarotstrahler 6 befindet sich das CaF₂-Fensters 10 vollkommen außerhalb des Strahlergehäuses 7. Bei Unterschieden in der ra dialen Ausdehnung zwischen dem Strahlergehäuse 7 und dem CaF₂-Fenster 10 gewährleistet die "gleitende Befestigung" eine gewisse Bewegungsfreiheit des Fensters 10 in radialer Rich tung. Auftretende Scherkräfte, etwa entlang der Richtungspfeile 14, werden dabei überwiegend von der Lotverbindung 11 aufgenommen.In the section of the infrared radiator 6 shown in Fig. 2, the CaF₂ window 10 is completely outside of the radiator housing 7th In the event of differences in the radial expansion between the spotlight housing 7 and the CaF 2 window 10 , the “sliding attachment” ensures a certain freedom of movement of the window 10 in the radial direction. Shear forces that occur, for example along the directional arrows 14 , are predominantly absorbed by the solder connection 11 .

Die Lotverbindung 11 ist aus einer an die Unterseite 13 des Fensters 10 angrenzenden Haftver mittlungsschicht 15, aus einer an die Haftvermittlungsschicht 15 angrenzenden, aufgesputter ten, lötbaren Dünnschicht 16 und aus einer zwischen der Dünnschicht 16 und der nach außen weisenden Oberfläche 12 des Strahlergehäuses 7 angeordneten Weichlotschicht 17 aufgebaut. Die Haftvermittlungsschicht 15 weist eine Dicke von ca. 220 nm auf. Sie besteht aus Nickel. Die lötbare Dünnschicht 16 mit einer Dicke von etwa 200 nm besteht aus Zinn, während die Weichlotschicht 17 aus einem Zinnlot gebildet ist. Die Lotverbindung 11 ist durch Erwärmen leicht zu lösen und ermöglicht so einen zerstörungsfreien Austausch des Fensters 10.The solder connection 11 is arranged from an adhesive layer 15 adjacent to the underside 13 of the window 10 , from an adjacent to the adhesive layer 15 , sputtered, solderable thin layer 16 and from an between the thin layer 16 and the outwardly facing surface 12 of the radiator housing 7 Soft solder layer 17 built up. The adhesive layer 15 has a thickness of approximately 220 nm. It is made of nickel. The solderable thin layer 16 with a thickness of approximately 200 nm consists of tin, while the soft solder layer 17 is formed from a tin solder. The solder connection 11 is easy to loosen by heating and thus enables the window 10 to be replaced without damage.

Die in den Fig. 3 bis 5 verwendeten Bezugzeichen betreffen gleiche oder äquivalente Bau teile oder Bestandteile des optischen Bauteils 6 wie sie anhand der Ausführungsform in Fig. 2 für identischen Bezugszeichen erläutert sind. Bei dem optischen Bauteil 6 gemäß Fig. 3 be steht das evakuierte Strahlergehäuse 7 aus einem Messingteil mit einer Bohrung 20. Die Boh rung 20 ist mittels eines scheibenförmigen optischen Fensters 10 verschlossen. Zur Herstellung einer vakuumdichten Verbindung zwischen dem Strahlergehäuse 7 und dem optischen Fenster 10 ist eine Lotverbindung 11 vorgesehen. Diese besteht aus einer an der Unterseite 13 des Fensters 10 angreifenden, ringförmigen Haftvermittlungsschicht 15, einer darauf aufgesputter ten lötbaren Dünnschicht 16 aus Zinn und aus einer zwischen der Dünnschicht 16 und dem Strahlergehäuse 7 angeordneten Weichlotschicht 17. Das Fenster 10 befindet sich vollständig außerhalb des Strahlergehäuses 7.The reference numerals used in FIGS . 3 to 5 relate to the same or equivalent construction parts or components of the optical component 6 as are explained with reference to the embodiment in FIG. 2 for identical reference numerals. In the optical component 6 according to FIG. 3, the evacuated lamp housing 7 consists of a brass part with a bore 20 . The drilling tion 20 is closed by means of a disk-shaped optical window 10 . A solder connection 11 is provided for establishing a vacuum-tight connection between the radiator housing 7 and the optical window 10 . This consists of a ring-shaped adhesive layer 15 engaging on the underside 13 of the window 10 , a solderable thin layer 16 of tin sputtered onto it and a soft solder layer 17 arranged between the thin layer 16 and the radiator housing 7 . The window 10 is located completely outside of the spotlight housing 7 .

Zur Herstellung der Lotverbindung 11 ist auf das kreisförmige optische Fenster 10 im periphe ren Bereich seiner der Bohrung 20 zugewandten Unterseite 13 die Haftvermittlungsschicht 15 und darauf die Dünnschicht 16 aufgesputtert. Diese Sputterschichten 15; 16 definieren die Licht-Austrittsöffnung 9 des Infrarotstrahlers 6. Durch die Verwendung von Masken bei der Herstellung der jeweiligen Sputterschichten 15; 16 kann die Form und Größe der Austrittsöff nung 9 einfach eingestellt werden. Das mit der Haftvermittlungsschicht 15 und der lötbaren Dünnschicht 16 beschichtete Fenster 10 wird auf dem vorher verzinnten metallischen Strahler gehäuse 7 positioniert und zusammen mit diesem in einem Ofen erwärmt. Durch das Auf schmelzen der Zinnschicht 17 auf dem Strahlergehäuse 7 wird die lötbare Dünnschicht 16 be netzt und dabei verlötet.To produce the solder connection 11 , the adhesive layer 15 and the thin layer 16 are sputtered onto the circular optical window 10 in the peripheral region of its underside 13 facing the bore 20 . These sputter layers 15 ; 16 define the light exit opening 9 of the infrared radiator 6 . The use of masks in the production of the respective sputter layers 15 ; 16 , the shape and size of the outlet opening 9 can be easily adjusted. The coated with the adhesive layer 15 and the solderable thin layer 16 window 10 is positioned on the previously tinned metallic radiator housing 7 and heated together with this in an oven. By melting on the tin layer 17 on the lamp housing 7 , the solderable thin layer 16 will be wetted and soldered in the process.

Dadurch, daß bei der Herstellung der Lotverbindung 11 sowohl das optische Fenster 10 als auch das metallische Strahlergehäuse 7 gleichermaßen erwärmt werden, werden in der Lotver bindung 11 und den miteinander verbundenen Komponenten 7; 10 wenig mechanische Span nungen erzeugt. Die Lotverbindung 11 zwischen dem Fenster 10 und dem Gehäuse 7 ist im Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 100°C vakuumdicht und sie gewährleistet gleich bleibende optische Eigenschaften des Fensters 10 und damit gleichbleibende Strahlungsbedingungen.Characterized in that both the optical window 10 and the metallic radiator housing 7 are heated equally in the manufacture of the solder connection 11 are in the solder bond 11 and the interconnected components 7 ; 10 little mechanical tension generated. The solder connection 11 between the window 10 and the housing 7 is vacuum-tight in the temperature range from room temperature to 100 ° C. and ensures constant optical properties of the window 10 and therefore constant radiation conditions.

Aus der in Fig. 4 dargestellten Ausschnittsvergrößerung ist ersichtlich, daß das Fenster 10 teilweise in die Weichlotschicht 17 eingebettet ist. Dies bewirkt jedoch keine wesentliche Ein schränkung der radialen Bewegungsfreiheit des Fensters 10, da das Weichlot 17 sowohl einen geringeren Elastizitätsmodul als auch eine höhere Plastizität aufweist als die üblichen Fenster-Ma terialien. Dadurch gibt das Weichlot in radialer Richtung wirkenden mechanischen Kräften relativ leicht nach oder nimmt die daraus resultierenden Spannungen auf. Dies wird noch da durch erleichtert, daß die Unterkante des Fensters 10 oberhalb der Oberkante 18 des Gehäu ses 7 angeordnet ist, so daß die den mechanischen Kräften radial ausweichende Weichlot schicht 17 kein Gegenlager hat. Da die Oberseite 19 der Weichlotschicht 17 radial nach außen hin abfällt, nimmt die der radialen Bewegung des Fensters 10 entgegenstehende Weichlot masse mit abnehmender Tiefe der Einbettung in die Weichlotschicht 17 ab. Um die Festigkeit der Lotverbindung zu verbessern, ist bei dieser Ausführungsform die lötbare Dünnschicht 16 über den umlaufenden Rand des Fensters 10 hochgezogen. In einer dazu alternativen Ausfüh rungsform ist zusätzlich auch die Haftvermittlungsschicht 15 über Rand des Fenster 10 hochgezogen.It can be seen from the enlarged detail shown in FIG. 4 that the window 10 is partially embedded in the soft solder layer 17 . However, this does not significantly restrict the radial freedom of movement of the window 10 , since the soft solder 17 has both a lower modulus of elasticity and a higher plasticity than the usual window materials. As a result, the soft solder yields to mechanical forces acting in the radial direction relatively easily or absorbs the resulting stresses. This is made easier by the fact that the lower edge of the window 10 is arranged above the upper edge 18 of the housing 7 , so that the soft solder layer 17 which radially escapes the mechanical forces has no counter bearing. Since the top 19 of the soft solder layer 17 drops radially outward, the soft solder mass opposing the radial movement of the window 10 decreases with decreasing depth of embedding in the soft solder layer 17 . In order to improve the strength of the solder connection, in this embodiment the solderable thin layer 16 is drawn up over the peripheral edge of the window 10 . In an alternative form approximately exporting the adhesion-promoting layer 15 is additionally pulled over the edge of the window 10th

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform handelt es sich um ein optisches Bauteil zur Verwendung in einem gasgefüllten Strahler 6. Das Gehäuse des Strahlers 6 weist ein rohrför miges Gehäuseteil 7 auf, dessen freies Ende in Form eines nach innen ragenden Flansches 8 rechtwinklig umgebogen ist. Der Innendurchmesser des Flansches 8 definiert den Innendurchmesser der Licht-Eintrittsöffnung 9 des Strahlers 6. Sie ist mittels eines CaF₂-Fen sters 10 gasdicht verschlossen. Hierzu ist das Fenster 10 innerhalb des Gehäuseteils 7 mit dem Flansch 8 verlötet. Dabei liegt das Fenster 10 mit seiner zur Licht-Austrittsöffnung 9 wei senden Fensteroberseite 21 über eine Lotschicht 11 an der Unterseite 22 des Flansches 8 an. Die Lotschicht 11 verläuft ringförmig am Rand der Fensteroberseite 21, wobei ihr Innendurch messer demjenigen des Flansches 8 entspricht. Die Lotschicht 11 besteht aus zwei Dünn schichten, nämlich einer Haftvermittlungsschicht 15 und einer Zinnschicht 16, die über einer über eine Maske auf der Fensteroberseite 21 aufgesputtert sind. Die beiden Dünnschichten 15; 16 sind mit einer an die Flanschunterseite 22 angrenzenden Weichlotschicht 17 gasdicht verlö tet. Zwischen der Innenwandung 23 der Bohrung 20 und der Ringmantelfläche 24 des Fensters 10 ist ein Spalt 25 von etwa 0,5 mm vorgesehen. Der Spalt 25 gewährleistet eine gewisse Be wegungsfreiheit des Fensters 10 in radialer Richtung. Bei einem von innen nach außen auf das Fenster 10 gerichteten Druck wirkt der Flansch 8 als Gegenlager für das Fenster 10. Die Lot verbindung 11 wird dabei unter Druckspannungen gesetzt. Diesen hält die Lotverbindung leich ter stand als Zugspannungen.The embodiment shown in FIG. 5 is an optical component for use in a gas-filled radiator 6 . The housing of the radiator 6 has a rohrför shaped housing part 7 , the free end of which is bent at right angles in the form of an inwardly projecting flange 8 . The inside diameter of the flange 8 defines the inside diameter of the light entry opening 9 of the radiator 6 . It is sealed gas-tight by means of a CaF₂ window 10 . For this purpose, the window 10 is soldered to the flange 8 within the housing part 7 . The window 10 is located with its light exit opening for 9 white send window top 21 via a solder layer 11 on the underside 22 of the flange 8 at. The solder layer 11 runs in a ring at the edge of the window top 21 , its inside diameter corresponding to that of the flange 8 . The solder layer 11 consists of two thin layers, namely an adhesion-promoting layer 15 and a tin layer 16 , which are sputtered on via a mask on the window top 21 . The two thin layers 15 ; 16 are soldered gas-tight to a soft solder layer 17 adjoining the flange underside 22 . A gap 25 of approximately 0.5 mm is provided between the inner wall 23 of the bore 20 and the annular surface 24 of the window 10 . The gap 25 ensures a certain freedom of movement of the window 10 in the radial direction. When the pressure is directed from the inside to the window 10 , the flange 8 acts as a counter bearing for the window 10 . The solder connection 11 is placed under compressive stresses. The solder connection withstands this more easily than tensile stresses.

Claims

1. An optical device, in particular an infrared radiator, with a housing (7), the ne ei means of an optical window (10) sealed opening (9; 20) for se in the housin (7) incident or from the housing (7) has emerging light beams, a circumferential, metallic solder connection ( 11 ) being provided between the edge ( 8 ) of the opening ( 9 ; 20 ) and the window ( 10 ), characterized in that the window ( 10 ) on the edge ( 8 ) of the opening ( 9 ; 20 ) rests and that the solder connection ( 11 ) on egg ner parallel to the opening ( 9 ; 20 ) extending flat side ( 13 ; 21 ) of the window ( 10 ) engages.

2. Component according to claim 1, characterized in that the solder connection ( 11 ) on the window ( 10 ) engaging adhesive layer ( 15 ) and an applied solder layer ( 16 ; 17 ).

3. Component according to claim 2, characterized in that the solder layer comprises a solderable metallic thin layer ( 16 ) adjacent to the adhesion-promoting layer ( 15 ).

4. Component according to claim 3, characterized in that the adhesive layer ( 15 ) and the thin layer ( 16 ) are sputtered layers.

5. Component according to one of claims 2 to 4, characterized in that the solder layer comprises a soft solder layer ( 17 ) acting on the housing.