DE2005730C - Verfahren zum Beschichten gekrumm ter optischer Flachen durch Vakuumauf dampfen - Google Patents

Description

Restgas stören. Zum Beispiel werden durch Sauer- selnd Zinksulfid und Magnesiumflucrid, darauffolgend

stoff Oxide, durch Stickstoff Nitride, durcii andere . „ .. . . _n. . k + λ, ., _ , .,.„,.,

Gase andere Verbindungen gebildet und in die 60 ^{cme Sch<ctU der D>cke} 2 ^M^ ^ÜGa schließlich

Schicht eingebaut (bei Drücken über 10"⁴ Torr wer- nochmals neun Schichten abwechselnd au ZoS urjd

den sogst oft nur diese Verbindungen erhalten). .. _P ■ _n- · ii . . . . _n

Durch L· Einschluß von Molekülen des Restgas« ^MS^F* ^{der Dicke} i **' <** ¹^¹*¹ R««^«**-

und dessen Verbisdusgen in die Schicht wird das spbare aufgedampfi, wobei X₁ und /₂ zwei vorgewähiie

Sehicmgefügc gestört und dadurch <hs Haften der 65 Weilenrärigcn bedeBien, die für eisen ^buchen Ksii-

Schichten auf der Unterlage und ihre Eigenfestigkeit Hchtspicgei mit I_x = 480 πΐμ und /I₅, « όΟΟοίμ gc-

(Härte) vermmfkrt. Durch eine nachträgliche Wärme- wäb't werden könscn. AHe Dicktnangzben beziehen

behandlung können zwar etwa in die Schicht einge- sich auf die sogenaüiüe optische Schichtdicke.? * rJ>

wobei η den Brechungsindex der Schicht und d die gogenannte geometrische Schichtdicke bezeichnet

Selbstverständlich können auch andere Schichtsysteme mit anderen Schichtdicken und Schichtzahlen mit dem beschriebenen Aufdampfverfahren hergestellt werden. In dem vorerwähnten Beispiel wurden gleichmäßig dicke Schichten über der ganzen Spiegelfläche erreicht, wobei der Abstand des Spiegels von der Verdampferquelle 40 cm, sein Krümmungsradius etwa 50 cm und der Spiegeldurchmesser ebenfalls 50 cm betrug.

Durch Veränderungen des Druckes der Restgasatmosphäre kann der Schichtdickenverlauf beeinflußt werden, und zwar kann durch Erhöhung dieses Druckes eine Zunahme der Schichtdicke von der Mitte zum Rand, durch Erniedrigung ein umgekehrter Dicken verlauf erzielt werden. Im allgemeinen wünscht man aber gleichmäßig dicke Schichten zu erhalten; der hierfür optimale Druck der Restgasatmosphäre kann durch einen Vorversuch leicht ermittelt werden.

Meistens ist es zweckmäßig, die zu beschichtenden Unterlagen schon während der Bedampfung oder nachträglich zu erwärmen.
Besonders bewährt hat sich das erfindungsgemäße Verfahren in Anwendung auf die Aufdampfstoffe Magnesiumfiuorid und Zinksulfid. Dies mag auf den besonderen chemischen Eigenschaften dieser Stoffe und ihrem Molekulargewicht beruhen. Die genannten Stoffe sind bekanntlich wichtige AusgangsinateriaHen

ίο für die Herstellung von dünnen Schichten für optische Zwecke. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch auch auf andere, häufig verwendete Aufdampfstoffe anwendbar, wie Kryolith, Thoriumfluorid und Zinkselenid.

Mögliche Anordnungen von Verdampferquelle und Trägern für die zu bedampfenden Unterlagen in einer Vakuumaufdampfanlage zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung sind dem Fachmann bekannt; eine davon ist in der eingangs zitierten

ίο Patentschrift beschrieben.

Claims (3)

1 2 schlossene Edelgasatome wieder ausgetrieben und Patentansprüche: die Schicht dadurch »geheilt« werden. Die bei Verwendung eines anderen Streugases gebildeten Verbin-

1. Verfahren zum Beschichten gekrümmter op- düngen jedoch können durch die übliche Wärmetischer Flächen durch Aufdampfen der schicht- 5 behandlung nicht mehr aus der Schicht entfernt bildenden Stoffe im Vakuum unter Einwirkung werden, vielmehr werden sogar mögliche chemische eines gegenüber diesen chemisch inerten Rest- Reaktionen zwischen eingeschlossenen Molekülen gases, wobei der Abstand zwischen der Dampf- des Restgases und dem Schichtmaterial dutch die Quelle und den zu beschichtenden Flächen größer Wärmebehandlung unterstützt, d. h. ausgelöst oder tls die mittlere freie Weglänge der Dampfmole- _IO beschleunigt.

lüle in der Restgasatmosphäre gewählt wird. Es hat sich auch gezeigt, daß Schichten, die unter

dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung einer Restgasatmosphäre aufgedampft

Aufdampfung in einer Kohlendioxid enthaltenden werden, oft eine für optische Anwendungen unzu-

Atmosphäre durchgeführt wird. lässig hohe Lichtstreuung aufweisen, was ebenfalls

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- _r5 auf die durch den Einbau von Restgasmolekülen und Kichnet, daß die Aufdampfung bei einem CO₂- deren Verbindungen gestörte Schichtstruktur zurück-Druck zwischen 10~⁴ und 10~³ Torr durchgeführt geführt wird. Die Lichtverluste infolge Lichtstreuung wird. scheinen um so größer zu sdn, je höher das MoIe-

3. Anwendung des Verfahrens nach dem An- kulargewicht des beim Aufdampfen verwendeten Restspruch 1 zur Aufdampfung von Schichten aus ₂o gases wa , d. h., die Ansicht, daß schwerere MoIe-Magnesiumflu3rid und/oder Zinksulfid. küle für den vorliegenden Zweck geeigneter seien als

leichte, gilt, wie Untersuchungen des Erfinders gezeigt

haben, nicht unbedingt.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestallt, ein

25 Verfahren zum Beschichten optischer Flächen durch

Aufdampfen der schichtbildenden Stoffe im Vakuum

Bei der Vakuumbedampfung von gekrümmten unter Einwirkung eines gegenüber diesen chemisch optischen Flächen, z. B. bei der Herstellung von inerten Restgases anzugeben, welches dem bekannten Hohlspiegeln, liegt eine schwierige Aufgabe darin. Verfahren in bezug auf die optischen und mecha- »Ile Teile dieser Flächen mit Schichten vorgeschrie- ₃₀ nischen Eigenschaften der erhaltenen Schichten minbenen Dickenverlaufs zu belegen. In der österrei- destens ebenbürtig ist, jedoch die Notwendigkeit, chischen Patentschrift 264 954 ist eine Lösung dieser teure Edelgase zu verwenden, vermeidet und daher Aufgabe beschrieben worden, die darin besteht, daß wesentlich wirtschaftlicher durchzuführen ist. UberbeLn Aufdampfen der Abstand zwischen dem zu raschenderweise wurde gefunden, daß es doch ein beschichtenden Substrat und der Dampfquelle bei 35 Nicht-Edelgas gibt, welches die Vorteile des Aufeinem Restgasdruck zwischen 0,5 x 10 und 1,5 χ dampfens in einer Edelgasatmosphäre zu erhalten, iO~^J Torr so bemessen wird, daß dieser Abstand die üblichen Nachteile des Aufdampfens in einer größer ist als die mittlere freie Weglänge der Dampf- nicht aus Edelgas bestehenden Restgasatmosphäre moleküle, wobei das Restgas aus Argon, Krypton aber zu vermeiden gestattet. Das neue erfmdungs- ©der Xenon oder Gemischen dieser Gase gebildet 40 gemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß wird und das beschichtete Substrat nach Auftragen die Aufdampfung in einer Kohlendioxid entha' ^n-•11er vorgesehenen Schichten einer Wärmebenand- den Atmosphäre durchgeführt wird. Dabei ist, wie lung unterworfen wird. Die Wirksamkeit dieser be- im bekannter* Falle, der Abstand zwischen der Dampffcannfrn Problemlösung beruht auf der Streuung quelle und den zu beschichtenden Flächen größer tfer Moleküle des aufzudampfenden Stoffes ara den ₄₅ als die mittlere freie Weglänge der Dampfmoleküle Molektüsn bzw Atomen des Restgases im Auf- in der Restgasatmosphäre zu wählen,
dampfraum, wodurch die nachteilige Wirkung der Nachfolgend werde das erfindungsgernäUe Ververschiedenen Abstände der einzelnen Teile der zu fahren an Hand eines Ausfuhrungsbeispiels näher beschichtenden gekrümmten Fläche von der Auf- erläutert: Zur Herstellu!-; eines sogenannten KaItt£iy unH des verschiedenes EisMbwiakets jt- üchsspkgds auf eaer koakaver Spiegelfläche wurde hl f di il Flähil f Sl

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der Dampfetrahlen auf die einzelnen Flächem.ile auf eine Spiegelschale aus Glas zuerst eine Schicht weitgehend ausgeglichen wird. .. _ .. ä, · . „■ 1

Der Nachteil <£ bekannten Verfahrens liegt darin ^ails Magnesiumfluond von \ optischer Dicke in «faß Edelgase teuer sind. Versucht man dagegen andere einer Restgasatmosphäre von 3 χ 10 * Torr CO₂

Gase for die Sireuimg der Dampimcncsüie zu vcr- 55 aufgedampft, darauffolgend wurden in derselben CO₂-tvetiden, stellt man fest, daß häufig die möglichen ., ... jl .. . . . . , . .

Chemischen Reaktionen zwischen diesen »nd dem Atmosphäre neun ^ dtcice Schichten aus abwech-