DE19606812A1

DE19606812A1 - Method of interference optical parts, such as band-pass filters

Info

Publication number: DE19606812A1
Application number: DE1996106812
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dr Schmidt
Original assignee: O I B Optische Interferen GmbH
Current assignee: O I B Optische Interferen GmbH
Priority date: 1996-02-23
Filing date: 1996-02-23
Publication date: 1997-08-28
Anticipated expiration: 2016-02-24
Also published as: DE19606812C2

Abstract

The method involves using a system of dielectric layers (2) which are arranged one above another on at least one support. The system is broken down from a larger system which is accommodated on an auxiliary support. The larger system has half as many layers as the system of dielectric layers, and two supports (3) are bonded to it. The supports are then removed from the auxiliary support with the bonded components of the larger system, and these bonded components are then dispersed with their surfaces which are remote from the supports, into a system with the correct number of dielectric layers.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von interferenzoptischen Bauteilen gemäß der Gattung des ersten Patentanspruchs sowie ein Bauteil oder Bauteile, die nach diesem Verfahren hergestellt worden sind. Derartige interferenzoptische Bauteile werden bspw. zum Ausfiltern von begrenzten Wellenlängenbereichen als Bandpaßfilter, zur Trennung von größeren Wellenlängenbereichen als Kurz- oder Langpaßfilter und zur Intensitätsteilung des Lichtes mit den unterschiedlichsten Teilungsverhältnissen als Strahlenteiler verwendet.The invention relates to a method for producing interference optical components according to the genus of the first Claim as well as a component or components according to this Processes have been made. Such interference optical components are used, for example, to filter out limited wavelength ranges Bandpass filter, for the separation of larger wavelength ranges than Short or long pass filter and for dividing the intensity of the light with the different division ratios used as a beam splitter.

Bei der Herstellung der Bauteile werden die dielektrischen Schichten auf einen Träger aufgetragen. Dabei tritt eine von Schicht zu Schicht zunehmende Oberflächenrauhigkeit auf. Ebenso ändert sich mit zunehmender Schichtzahl die Packungsdichte der einzelnen Schichten und damit deren Brechzahl. Auch sind häufig optische Inhomogenitäten der Brechzahl in den Einzelschichten zu beobachten, die die Leistung des Gesamtsystems spürbar beeinträchtigen. Weiterhin treten kleine Dickenabweichungen der Einzelschichten von ihren Sollwerten auf, die im nachhinein nicht zu beheben sind und derentwegen die der Schichtherstellung dienenden Chargen oder die Bauelemente insgesamt verworfen werden müssen.When manufacturing the components, the dielectric layers are on applied a carrier. One occurs from layer to layer increasing surface roughness. Likewise, changes with increasing number of layers the packing density of the individual layers and thus their refractive index. Optical inhomogeneities are also common of the refractive index in the individual layers, which determine the performance of the Impact the entire system noticeably. Furthermore small kick Thickness deviations of the individual layers from their target values based on that cannot be rectified afterwards and therefore that of Batch production batches or the components as a whole must be discarded.

Es ist allgemein bekannt, daß interferenzoptische Bauteile nur dann höchsten Ansprüchen genügen, wenn sie optisch symmetrisch aufgebaut sind, d. h. wenn alle Schichten eines Schichtsystems von der Mitte der Schichtenfolge her gesehen immer paarweise identisch sind (DE-G 92 07 494.4). Diese aus dem Interferenzprinzip herleitbare Forderung ist beim bisher bekannten technologischen Ablauf des Nacheinander-Herstellens bzw. -Aufbringens von dielektrischen Einzelschichten auf einen gemeinsamen Träger nicht ertüllbar. Denn der Herstellungsprozeß müßte in der Mitte eines Schichtsystems beginnen, was nicht möglich ist.It is generally known that interference optical components only then meet the highest demands if they are optically symmetrical are, d. H. if all layers of a layer system from the middle of the Layer sequence seen are always identical in pairs (DE-G 92 07 494.4). This requirement, which can be derived from the interference principle, is with previously known technological sequence of successive manufacturing or -application of dielectric individual layers on one common carrier cannot be met. Because the manufacturing process would have to start in the middle of a layer system, which is not possible.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung interferenzoptischer Bauteile zu schaffen, das einen vollkommen symmetrischen Aufbau des Interferenzschichtensystems und damit die Herstellung hochgenauer interferenzoptischer Bauteile ermöglicht.The invention is therefore based on the object of a method for Manufacturing interference optical components to create one completely symmetrical structure of the interference layer system and thus the production of high-precision interference optical components enables.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst. Dabei ist es wichtig, daß das Schichtsystem jeweils mit der gleichen Materialcharge hergestellt worden ist und auch Randdickenunterschiede nicht auftreten. Die Erfindung gewährleistet nicht nur die für höchste Genauigkeitsansprüche bedeutungsvolle optische Symmetrie, sondern verringert auch die von Schicht zu Schicht progressiv zunehmende Oberflächenrauhigkeit erheblich. Da der Hilfsträger eine polierte Oberfläche besitzt, seine Oberflächenrauheit also nur gering ist, sind die in der Mitte des erfindungsgemäß hergestellten Schichtsystems einander zugekehrten Schichtflächen genügend eben, um eine Ansprengung der beiden Teilschichtsysteme aneinander zu ermöglichen. Eine Kittfläche anstatt der Ansprengung würde eine ausreichende Qualität des interferenzoptischen Bauteils nicht ermöglichen, da die Kittschichtdicke Null nicht realisiert werden kann. Die auf das Schichtsystem größerer Ausdehnung aufgeklebten kleineren Träger dienen dem Herausbrechen der Teilschichtsysteme. Durch die Erfindung ist es erstmalig möglich, ein interferenzoptisches Bauteil zu schaffen, bei dem das System dielektrischer Schichten in seinem Inneren eine zu den Schichten parallele Ansprengebene und einen zu dieser Ansprengebene symmetrischen Aufbau aufweist. Als Träger können beliebige geeignete optische Bauelemente, vorzugsweise planparallele Glasscheiben gewünschter Größe Verwendung finden.According to the invention, this object is achieved by the characterizing Features of the first claim solved. It is important that the layer system is made with the same batch of material and there are no differences in edge thickness. The Invention not only ensures that the highest accuracy requirements meaningful optical symmetry, but also reduces that of Layer to layer progressively increasing surface roughness considerably. Since the subcarrier has a polished surface, its So surface roughness is only slight, those are in the middle of the Layer system produced according to the invention facing each other Layer areas sufficiently flat to allow the two to burn To enable partial layer systems to each other. A putty instead the blasting would be of sufficient quality do not allow interference optical component, because the kit layer thickness Zero cannot be realized. The larger on the layer system Expansion glued on smaller supports serve to break out of the sub-layer systems. The invention makes it possible for the first time to to create an interference optical component in which the system dielectric layers inside its one to the layers parallel level and one to this level has a symmetrical structure. Any suitable carrier can be used optical components, preferably plane-parallel glass panes use the desired size.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below with the aid of the schematic drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Ausschnittes eines Hilfsträgers und Fig. 1 is a perspective view of the detail of an auxiliary carrier and

Fig. 2 zwei mit ihren Schichtsystemen aneinandergesprengte interferenzoptische Bauteile in Ansicht. Fig. 2 two with their layer systems blasted together interference optical components in view.

In Fig. 1 ist auf einen ebenen, glatten und scheibenförmigen Hilfsträger 1 ein System 2 dielektrischer Schichten aufgebracht, das bspw. 32 Schichten aufweist. Dabei bestehen zwischen dem Schichtsystem 2 und dem Hilfsträger 1 relativ geringe Adhäsionskräfte. Auf das System 2 sind Träger 3 aufgeklebt, wobei die Haftkräfte zwischen den Trägem 3 und den darunter befindlichen Teilen des Schichtsystems 2 deutlich größer sind als die zwischen dem Schichtsystem 2 und dem Hilfsträger 1. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß der Hilfsträger 1 parallel zu seiner dem Schichtsystem zugewandten Fläche ebenso wie das Schichtsystem 2 eine wesentlich größere Ausdehnung aufweist als die ihm zugewandte Flächen der Träger 3. Durch entsprechendes Bewegen der Träger 3 können die unter ihnen befindlichen Teile 4 aus dem Schichtsystem 2 herausgebrochen werden, so daß im Schichtsystem 2 Löcher 5 mit relativ scharfen Begrenzungskanten 6 entstehen. Entsprechend der das Schichtsystem 2 tragenden Oberfläche des Hilfsträgers 1 sind auch die den Trägem 3 abgewandten Flächen der Teile des Schichtsystems 2 völlig eben, so daß sie miteinander versprengbar sind.In FIG. 1, a system 2 of dielectric layers is applied to a flat, smooth and disk-shaped auxiliary carrier 1, which system has, for example, 32 layers. There are relatively low adhesion forces between the layer system 2 and the auxiliary carrier 1 . Carriers 3 are glued to the system 2 , the adhesive forces between the supports 3 and the parts of the layer system 2 located underneath them being significantly greater than those between the layer system 2 and the auxiliary carrier 1 . It can be seen from the drawing that the auxiliary carrier 1, parallel to its surface facing the layer system, as well as the layer system 2, has a substantially greater extent than the surfaces of the carrier 3 facing it. By moving the carrier 3 accordingly, the parts 4 located beneath them can be broken out of the layer system 2 , so that holes 5 with relatively sharp boundary edges 6 are formed in the layer system 2 . According to the system 2, the layer-bearing surface of the submount 1 and the surfaces of the parts facing away from the supports 3 are of the layer system 2 completely flat, so that they are versprengbar each other.

In Fig. 2 sind zwei Träger 7, 8 mit an ihnen haftenden Teilen 9, 10 des Schichtsystems 2 dargestellt, die mit ihren völlig glatten Flächen 11, 12 der Teile 9, 10 in einer Ebene E-E, der Symmetrieebene, miteinander versprengt sind. Zwischen den Flächen 11, 12 befindet sich also weder ein Kittmittel noch Luft, so daß die Teile 9, 10 ein Interferenzschichtsystem bilden, das die doppelte Anzahl Schichten 14, bspw. 64 Schichten, aufweist wie das Schichtsystem 2. Dieses System 13 ist nicht nur symmetrisch, der idealen Gestaltung entsprechend, aufgebaut, sondern es weist auch geringere Schichtrauhigkeiten auf als ein dem Stand der Technik entsprechendes Schichtsystem, da jeweils nur die Hälfte des Gesamtsystems erzeugt werden mußte.In FIG. 2, two carriers 7, 8 with adhering to them parts 9, 10 of the coating system 2, with its completely smooth surfaces 11, 12 of the parts 9, are sprinkled with each other in a plane EE, the plane of symmetry 10. There is therefore no cement or air between the surfaces 11 , 12 , so that the parts 9 , 10 form an interference layer system which has twice the number of layers 14 , for example 64 layers, as the layer system 2 . This system 13 is not only constructed symmetrically, in accordance with the ideal design, but it also has lower layer roughness than a layer system corresponding to the prior art, since only half of the overall system had to be generated in each case.

BezugszeichenlisteReference list

1 - Hilfsträger
2 - System dielektrischer Schichten
3 - Träger
4 - Schichtteile
5 - Löcher
6 - Begrenzungskanten
7, 8 - Träger
9, 10 - Teile des Schichtsystems
11, 12 - Flächen
13 - System
14 - Interferenzschichtsystem
E-E - (Symmetrie-) Ebene. 1 - subcarrier
2 - System of dielectric layers
3 - straps
4 - layer parts
5 holes
6 - boundary edges
7 , 8 - carrier
9 , 10 - parts of the layer system
11 , 12 - areas
13 - system
14 - Interference layer system
EE - (symmetry) level.

Claims

1. A method for producing interference-optical components which have a system of dielectric layers in a certain number one above the other on at least one carrier, the system being broken out of a larger extension system applied to an auxiliary carrier, characterized in that the applied to the auxiliary carrier Larger system has half as many layers as the system of dielectric layers to be applied to the carrier, that two carriers are glued to the larger system, that the carrier with the glued parts of the larger system are removed from the auxiliary carrier and that the glued parts of the system of larger extension with their surfaces remote from the supports to which the system comprising the certain number of dielectric layers is sprinkled together.

2. Interference optical component with a system of dielectric Layers produced according to claim 1, thereby characterized in that the system of dielectric layers in its Inside a layer parallel to the layers and one closed this response has a symmetrical structure.

3. interference optical component according to claim 2, characterized characterized in that the carrier from plane-parallel glass panes desired size.