DE2334875A1

DE2334875A1 - Mehrschicht-antireflexbelag

Info

Publication number: DE2334875A1
Application number: DE19732334875
Authority: DE
Inventors: Haruki Sumita
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1972-07-10
Filing date: 1973-07-09
Publication date: 1974-01-31
Also published as: DE2334875C2; US3858965A

Description

PATENTANWÄLTE GÜNTHER EISENFÜHR

trioc-Kiei-iur» eorrietTD Dim-Ino. DIETER K. SPEISER

EISENrUHR & SPtlbcR dr«rnathörstzinnqrebe

BREMEN

UNS. ZEICHEN: M 276

Anmelder/INH: MINOLTA CAMERA KABUSHIKI.

Aktenzeichen: Neuanmeldung

datum.· 30. Juni 1973

MINOLTA CAMERA KABÜSHIKI KAISHA, 4 - Chome, 18, SHiomachidori, Miηami _t Osaka (Japan)

Mehrschicht-Antiref1exbelag

Die Erfindung betrifft einen mehrschichtigen Antireflexbelag für eine Unterlage zur Verminderung der Lichtreflexion.

Auf dem Gebiet der Optik sind bereits zahlreiche Antireflex-Beläge zur Verminderung der Energiereflexion von einem Substrat entwickelt worden. In den zurückliegenden Jahren konzentrierten sich die Bemühungen in der Optik auf die Reduzierung der Lichtreflexion an Glassubstraten im sichtbaren Spektrum zwischen 400 und 700 Nanometern (nm). Es sind zahlreiche Lösungen zur Verminderung der Fresnel-Reflexion optisch transparenter Materialien angeboten worden, insbesondere an optischen Linsen für Kameras und dgl.

Aus einer und zwei Schichten bestehende Anti-Reflexbeläge haben bereits weite Verbreitung gefunden. Da sich das sichtbare Spektrum über ein relativ breites

KG/ei

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Wellenlängenband erstreckt und eine einzelne Schicht grundsätzlich zur Aufhebung der Reflexion einer einzigen Konstruktionswellenlänge ausgelegt worden ist, kann man bei Verwendung einer einzigen Schicht nicht mit zufriedenstellenden Resultaten im gesamten sichtbaren Bereich rechnen, insbesondere in Verbindung mit einem Glas, welches einen niedrigen Brechungsindex zwischen 1,45 und 1,9 aufweist· Aus den US-Patenten Nr. 3 185 020 und 3 604 784 sind bereits Anti-Reflexbeläge mit drei Schichten bekannt, die hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften den aus einer oder zwei Schichten bestehenden Belägen weit überlegen sind. Im allgemeinen ist die erste, der Luft benachbarte Schicht so ausgelegt, daß sie die Reflexion verringert und einen niedrigen Brechungsindex mit einer optischen Dicke von einem Viertel der Wellenlänge aufweist. Wie der Fachmann weiß, ist die optische Dicke das Produkt aus der physikalischen Dicke und dem Brechungsindex des Materials. Im allgemeinen wird die optische Dicke normalerweise in Bruchteilen der Wellenlänge des in Verbindung mit der Beschichtung benutzten Konstruktionslichtstrahls angegeben. Häufig wird eine Konstruktionswellenlänge von 510 nm (Nanometer) verwendet.

Bei einem normalen Dreischicht-Antireflexbelag hat die zweite Schicht einen hohen Brechungsindex NH und eine optische Dicke von der halben Wellenlänge. Eine optische Dicke von der halben Wellenlänge ändert nicht die optischen Eigenschaften der anderen Schichten und hat somit keinen Einfluß auf die Restreflexion; sie hat jedoch die Wirkung, den. Antireflex-Effekt der gesamten Beschichtung zu beiden Seiten der Konstruktionswellenlänge zu verbreitern bzw. auszudehnen. Die letzte, dem Substrat benachbarte Schicht hat einen mittleren

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Brechungsindex NM und im allgemeinen eine optische Dicke von 3/4 der Wellenlänge oder eine Dicke von einem Viertel der Wellenlänge. Im allgemeinen wirkt die dritte, dem Substrat benachbarte Schicht als Ausgleichsschicht zwischen den ersten beiden Schichten und dem Substrat, Ulm den gewünschten Antireflexions-Effekt der Konstruktion einzustellen.

Aus den US-Patenten 3 432 225 und 3 565 509 sind bereits Anti-Reflexbeläge mit vier Schichten bekannt. Im allgemeinen werden diese Schichten so ausgelegt, daß eine Schicht äquivalenter Dicke entsteht, welche zwei oder drei dünne Schichten enthält, die als hoch-brechende Halbwellenlängen-Schicht oder als mittelbrechende Viertelwellenlängen-Schicht im Antireflexbelag wirken. Häufig sind die einzelnen Schichten extrem dünn, oft nur 300 Angström dick. Derart dünne Schichten bringen zwangsläufig Herstelltoleranz-Probleme mit sich, deren Effekte sich aufsummieren.

Ferner ist bereits versucht worden, zwei separate Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes zu verwenden, welche zusammen aufgedampft werden, um entweder einen arithmetischen Mittel-Brechungsindex oder einen in Bezug auf die Dicke kontinuierlich sich ändernden Brechungsindex zu erreichen. Einen sich kontinuierlich ändernden Brechungsindex kann man dadurch erreichen, daß man die Verdampfungs— geschwindigkeit der beiden Materialien im Verlauf der gewünschten Dicke verändert. Diese Methode ist beispielsweise aus dem US-Patent 3 176 574 bekannt· Wie der Fachmann weiß, bedarf es bei dieser Methode einer präzisen Beherrschung des Verdampfungsmaterials und der Verdampfungstechnik.

Mit vier Schichten aus verschiedenen verdampften Materia-

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lien erzielt man bessere Ergebnisse als mit einer Dreischicht-Struktur. Beispielsweise ist eine aus vier verschiedenen Materialien bestehende Beschichtung aus dem US-Patent 3 463 574 bekannt. Aus der Notwendigkeit zur Verwendung von vier Materialien ergeben sich Fertigungsprobleme bei der Verdampfung und der präzisen Steuerung der Schichtdicke, so daß diese Lösung immer noch auf verschiedene, jeweils vom Substrat abhängige Brechungsindex-Kombinationen begrenzt ist. Außerdem hat die Schichtstruktur die Tendenz, in Sektionen zu zerfallen, und bei der Produktion hat sich oft herausgestellt, daß das verwendete Material nicht den gewünschten theoretischen Brechungsindex einhält, bezw. diesem entspricht.

In der kommerziellen Produktion von Antireflex-Belägen nimmt man für Materialien mit hohem oder mittlerem Brechungsindex gewöhnlich ein Metalloxyd, welches sich dann oft als inhomogen und instabil in seinem Brechungsindex herausstellt. Dieses trifft auch für hoch-brechende Fluoride wie CeF₃ und NdF- zu.

Bei einem aus US-Patent 3 565 5o9 bekannten Mehrschicht-Antireflexbelag werden lediglich zwei Materialien kombiniert. Durch Anwendung einer symmetrischen Anordnung von Schichten erhält man eine äquivalente Schicht mit äquivalentem Brechungsindex und äquivalenter Dicke. Die Grundperiode muß symmetrisch um das Zentrum der Periode verteilt sein. Die Eigenschaften der Ein-Periode-Äquivalenzschicht sind so, daß zur Erzielung einer optimalen Antireflex-Bandbreite die Dicke der dritten Schicht vom Substrat kleiner sein sollte als die Summe aus der Dicke der dem Substrat benachbarten dünnen Schicht plus einer halben Wellenlänge.

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Grundsätzlich ging man bei der Entwicklung von bekannten Antireflexbelägen von der klassischen Lösung unter Anwendung eines Viertel-Wellenlängen-Systems aus, die als Jupniks-Lösung aus "Physics of Thin Film", Volume 2, Seite 272 von G. Hass und R.E. .Thun, Academic Press, bekannt ist. Wendet man diese Lösung für einen Jupnik-Vierschient-Antireflexbelag mit einer optischen Dicke von 7/4, 772, 774, 7*/4, an, so errechnen sich die Brechungsindizes nach folgender Formel N₁N₄=N- JN N , wobei N dem '

J- ^r J S O

Brechungsindex und N. dem Brechungsindex der dem Substrat benachbarten Schicht entspricht, deren Brechungsindex N ist. N ist der Brechungsindex des benutzten Mediums, beispielsweise Luft.

Andere Konstruktionen mit der klassischen Viertel-Wellen-^ längenstruktur führen zu ähnlichen Begrenzungen, welche die Brauchbarkeit und Flexibilität des Antireflexbelages beeinflussen. Häufig haben hoch- und mittelbrechende Materialien einen Brechungsindex, der weder konsistent noch in der Produktion leicht zu beherrschen ist.

Die Reflexionskurven für verschiedene Wellenlängen sind symmetrisch zu ' , wobei A- der Konstruktionswellen-

c~* ο

länge entspricht. Bei der klassischen Konstruktion entsteht auf diese Weise ein Reflexionsminimum bei 7C so wie den ganzzahligen Vielfachen dieser Wellenlänge, und Abweichungen im Brechungsindex können nicht genügend durch Änderungen der optischen Dicke kompensiert werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Vier-Schicht-Antireflexbelag zu schaffen, der in den einzelnen Schichten eine Flexibilität bezüglich der Änderung der optischen Dicke zuläßt, um Abweichungen der Brechungsindizes, insbesondere im relativ hohen

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und mittleren Bereich, im allgemeinen oberhalb von 1,6, kompensieren zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß grundsätzlich durch eine Vier-Schicht-Antireflexstruktur gelöst, die nicht durch die Grenzen der klassischen Viertel-Wellenlängenkonstruktion begrenzt ist, sondern die Möglichkeit zur Änderung der optischen Dicke der verschiedenen Schichten in dem Umfang bietet, daß die Reflexion in dem Umfang vermindert wird, wie das sonst theoretisch nur mit einem Material möglich ist, welches einen beständigen Brechungsindex aufweist.

Die dem Medium, gewöhnlich Luft, benachbarte erste Schicht und die dem Substrat, gewöhnlich Glas, benachbarte vierte Schicht besitzen erfindungsgemäß im allgemeinen einen Brechungsindex im Bereich zwischen 1,3 5 und 1,62. Einige für die erste und vierte Schicht verwendbare Materialien sind mit in Klammern gesetzten Brechungsindizes folgende Stoffe: MgFp (1.385), SiO_ (1.46), ThF. (1.5), LaF₂ (1.56), Na₃ (AlF₄) (1.35), Al₂O₃(I.62), und CeF₃(I.615).

Selbstverständlich können auch andere Stoffe mit gewünschten optischen Eigenschaften benutzt werden, wenn ihr Brechungsindex im angegebenen Bereich liegt.

Die zweite Schicht von oben hat einen relativ hohen Brechungsindex im Bereich zwischen NH « 2,00 und 2,30. Hierfür sind folgende Materialien mit in Klammern gesetzten Brechungsindizes geeignet: CeO,, (2.30 - 2.00), ZrO₂ (2.10 - 2.00), TiO₂ (2.30 - 2.00), Ta₃O₅ (2.30 - 2.00), ZnS (2.30 - 2.20), und ThO₂ (2.20 - 2.00).

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Schließlich hat die dritte Schicht von oben im Antireflexbelag einen Brechungsindex im Bereich zwischen NM = 1,72 bis 1,56. Hierfür geeignete Materialien sind, mit in Klammern gesetzten Brechungsindizes, folgende: Al₂O₃ (1.65 - 1.56), MgO (1.72), CeF₃ (1.62), LaF₃ (1.59), NdF₃ (1.60), BeO (1.60), ThOH₂ (1.70), InO₃ (1.8-1.9) und eine Mischung von MgO und AIpO₃ (1.72-1.65).

ErfindungsgemäiT'se'tzen sieht.-die Bereich«'der optischen Dicke wie folgt zusammen:

0.260 * β >N₁d₁^> 0.230

0.520 X₀ ^V^^ °·⁴⁰⁰
0.500 Λ >N₃d.^> 0.060

0.500 λ_β ^N₄d₄ -> 0.060

Die optische Dicke der dritten und vierten Schicht setzt sich in der obigen Tabelle zur optischen Dicke über ihren breiten Anwendungsbereich hinweg fort. Aufgrund der NichtViertel-Konstruktionslösung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Alternativlösungen oder Konstruktionsparameter für die dritte und vierte Schicht anzubieten, die sich wie folgt zusammensetzten.

Ist die dritte Schicht dicker als \ /4, dann ist die vierte Schicht dünner als λ- /4, das bedeutet: 0.500 Λ > N₃d₃ > 0.250Λ und 0.250^· ^ ^N4^d4 ^ 0.060 JL .

Ist jedoch andererseits die dritte Schicht dünner als ^" /4, dann wird die vierte Schicht dicker als "\ /4, d.h.:

0.250"3L > N₃d₃ > 0.060% und 0

0.250 λ» .
ο

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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Das gewählte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf das sichtbare Spektrum zwischen 400 und 700 nm; selbstverständlich kann die Erfindung auch auf den Ultraviolett- und den Infrarot-Wellenlängenbereich übertragen werden, wenn man die entsprechenden Schichtmaterialien, Brechungsindizes und Substrate verwendet.

Die Zeichnung zeigt folgende Einzelheiten:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer hypothetischen Beschichtung;

Fig. 2 ein Reflektionsdiagramm eines Mehrschichtbelages;

Fig. 3 ein Vektorendiagramm;

Fig. 4 ein Beispiel des Vektor-Koordinatensystems; Fig. 5 ein Reflexionsdiagramm einer Antireflex-

Beschichtung nach Tabelle 1 der Erfindung;

Fig. 6 einen Querschnitt durch den Antireflexbelag von Tabelle 3;

Fig. 7 ein Reflexdiagramm von Tabelle 3; Fig. 8 ein Reflexdiagramm von Tabelle 4 und 5; Fig. 9 ein Reflexdiagramm von Tabelle 6 und 7;

Fig. 10 einen Querschnitt durch den Antireflexbelag von Tabelle 8;

Fig. 11 ein Reflexionsdiagramm von Tabelle 8;

Fig. 12 ein Reflexionsdiagramm von Tabelle 9 und 10;

Fig. 13 ein Reflexionsdiagramm von Tabelle 11 und 12;

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Fig. 14 ein Reflexionsdiagramm eines aus US-Patent 3 436 574, Tabelle 13, bekannten Belages;

Fig. 15 ein Reflexionsdiagramm eines aus US-Patent 3 432 225, Tabelle 14, bekannten Belages; und

Fig. 16 ein Reflexionsdiagramm eines aus US-Patent 3 565 509, Tabelle 15, bekannten Belages.

Bekanntlich haben die als optische Beschichtungen verwendeten verschiedenen Materialien wie Oxyde und Fluoride häufig weder einen stabilen Brechungsindex noch eine homogene Struktur. Lösungen und Verbindungen dieser Materialien weisen zahlreiche Variablen auf, beispielsweise in der stöchiometrischen Ausgangs-Struktur des Materials, aber auch bedingt durch die verwendeten Ausrüstungen und Verdampfungs-Techniken. Es ist kommerziell äußerst schwierig, die verschiedenen Schichten eines Antireflexbelages so präzise und beständig zu steuern, daß der Belag den Konstruktions-Parametern entspricht.

Demgegenüber hat ein niedrig-brechendes Material wie beispielsweise MgF _ einen relativ stabilen Brechungsindex von 1,385, auch wenn die Schichtdicke kleiner als X /2 beträgt, und dieses Material hält auch eine homogene Konsistenz ein.

Nachstehend soll zunächst in Verbindung mit Fig. 1 bis 4 der Zeichnung erläutert werden, wo die Vorzüge der Erfindung gegenüber der klassischen Viertel-Wellenlängenkonstruktion liegen.

In den folgenden Gleichungen ist:

" ist der Reflexions-Koeffizient und eine komplexe

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Zahl, aus der sich die Reflexion R nach folgender Formel· ableitet:

ist der Phasenfaktor für die zweimal durch die Schicht hindurchgehenden Strahlen (Fig. 2), nach folgender Formel:

/3 = 2 '¹^-Nd. (1)

N ist der Brechungsindex und D die physikalische Dicke.

W ist der Fresnel-Koeffizient an der Grenze und errechnet sich folgendermaßen:

Wi = "^¹ - ^Nl (2)

Ni-I + Ni

wobei der Index i einer ganzen Zahl entspricht. An der Grenze des Substrats ist M₁ aW_c. An einer Glas-Luft-Grenzschicht ist jWf " 0.04, weil der Brechungsindex von Glas mit N =1.5 angenommen wird.

leitet sich nach folgender Formel ab:

wobeiyi ₄ *" 0.04, und W₄^O.! ist. Ohne Risiko eines größeren Fehlers kann man annehmen, daß der Nenner den Wert 1 hat. Daraus ergibt sich schließlich folgende Formel für den Reflektions-Koeffizienten,^ :

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Λ - ^W5 e^l< V V V ^₁) + W₄ β V^ ¹

(4)

Diese Formel ist graphisch in Fig. 2 dargestellt, wo die an den Grenzschichten reflektierten Strahlen einfach aufaddiert sind und zur Gesamtreflexion beitragen, wenn man jegliche gegenseitige Interferenzeffekte ignoriert.

Nach Fig. 3 kann man jeden Ausdruck als Vector V_Q...V. ansehen. Aus der Summe dieser Vectoren ergibt sich schließlich der Reflexions-Koeffizientβ. Wenn diese Vectoren eine geschlossene Schleife bilden, ist die Gesamtreflexion ,/3 Null. Bei Darstellung der Vectoren in der komplexen Ebene ist dieses leichter verständlich. In Fig. 4 ist die Abszisse die Real-Achse, und der Phasenwinkel^ wird von dieser Achse entgegen dem Uhrzeigersinne gemessen.

Hat die Gleichung (4)eine große Anzahl von Variablen, so ist es notwendig, so viele Variablen wie möglich zu eliminieren und folgende Annahmen zu machen: '

1. Die dem Medium bzw. der Luft benachbarte erste Schicht trägt zum gesamten Antireflex-Effekt bei und wird mit N^d^ » "^"/4 angesetzt.

2. Die zweite Schicht trägt zur Vergrößerung des Konstruktions-Wellenlängenbandes bei und wird mit N d.a ^/2 angesetzt.

Daraus ergeben sich folgende Phasenfaktoren.:

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= 4 7t _{N d =} _T

L " *> ^{l X} " (5)

β - 2_ N₂d₂ - 2/Γ.

Setzt man Gleichung(4) optimal gleich Null und setzt man Formel(5) ein, so erhält man folgenden Ausdruck:

^W5 e^i(/34⁺ ^ß2⁾⁺ ^W4 e3 32

Die Lösunqen sind:

W₅ ² - (W₃₊W₂-W₁)² - W₄

W₄ (8)

sin (/3₃+/?₄) - - -φ— sin ^₃.

Nehmen wir den Brechungsindex aus Formel 12), dann errechnet sich^~ aus Formel (Vj undA« aus Gleichung (b)

Die Erfindungsgemäße Ausführung gemäß Tabelle 1 ist auf diese Weise für ein Substrat mit einem Brechungsindex von Ns =1,52 abgeleitet worden.

Für die erste Schicht ist N₁-1,385 und N^₁= , und

für die zweite Schicht ist N₂-2,05 und N₂d₂»

Wählt man N^=I,5b und N.» 1,385, dann erhält man zwei Lösungen:

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3 ⁼ ^ N₃d₃ = ¹⁵⁴° /33 = 206°

and ,d. = 244° 20' β_Λ = 115° 40'

Diese Lösungen sind im Vectorendiagramm von Fig. 3 dargestellt.

Die Länge jedes Vectors ist auf den Fresnel-Koeffizienten bezogen, welcher eine simple Funktion des Brechungsindex ist. Die Richtung β jedes Vectors ist eine Funktion der optischen Dicke. Die Vektoren jeder Schicht sind mit V_Q...V₄ dargestellt.

Endet der Vektor V- am Ausgangspunkt 0, dann erhalten wir und somit R=O.

_r Entspricht die Dicke der ersten und zweiten Schicht dann sind β ^ und/3 ρ ganzzahlige Vielfache von If₁ und die Vektoren V , V^ und Vp liegen auf der Real-Achse.

Will man, beginnend mit Vektor V₂ in Fig. 3, /*_Q auf Null bringen, dann müssen die Vektoren V₃ und V- nach Null zurückkehren* Diese Vektoren haben jeweils den Fresnel-Koeffizienten W₄ bzw. W₅. Schlägt man beim Vektor V₃ einen Kreis mit dem Radius W₄ und bei Null einen Kreis mit dem Radius W₅, so ergeben sich zwei Schnittpunkte mit symmetrischer Lage gegenüber der Realachse. Wenn man Vp bzw. den Nullpunkt jeweils verbindet, so ergeben sich V₃ und V₄.

Schneiden sich diese beiden Kreise auf der Realachse, dann

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erhält man nur eine Lösung, und die optische Dicke ist , r-/4. Dies ist die klassische Jupnik-Lösung, und die optische Dickenstruktur ist -JjZ-, , -£ε—, .

Bei der klassischen Viertel-Wellenlängen-Lösung ist der Phasenwinkel^ ein ganzzahliges Vielfaches von^ und die Vektoren enden nur auf der Realachse. Die Vektorenlänge ist auf den Fresnel-Koeffizienten bezogen, welcher wiederum eine einfache Funktion des Brechungsindex ist und von der Schichtdicke abhängt.

Damit die Vektorensumme beim Ursprungsort 0 endet, sind die Brechungsindizes des Belages durch das Verhältnis N₁N₄=N₃^N N -beschränkt. Änderungen der klassischen Lösung ergeben ähnliche Brechungsindex-Beschränkungen.

Die Erfindung bietet eine Nicht-Viertel-Struktur für die dritte und vierte Schicht, und ihre Vektoren enden nicht auf der Realachse, sondern in der Imaginärebene. Die Fresnel-Koeffizienten können durch den Phasenwinkel so' hinjustiert werden, daß der Vektor V- im Ursprungsort endet.

Erfindungsgemäß stehen immer zwei separate Lösungen zur Verfügung, um die Konstruktionswünsche zu erfüllen, nämlich folgende:

1. Ist die dritte Schicht dicker als , dann ist

X ⁴ die vierte Schicht dünner als —J-, und

2. wenn die dritte Schicht dünner ist als dann ist die vierte Schicht dicker als

Mit Hilfe dieser einleuchtenden Flexibilität der Erfindung kann man die optische Dicke immer so kompensieren, daß die

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Konstruktions-Parameter des optischen Entwicklers immer erreicht werden. Dies ist ein wesentlicher Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik·

Die bisherige Erläuterung der Erfindung beschränkte sich darauf, für irgendeine Wellenlänge r> den Wert./' » O zu erreichen. In der Praxis soll aber die Reflexion auf einem breiten Band des sichtbaren Spektrums verringert werden, d.h. auf dem gesamten sichtbaren Bereich zwischen etwa 400 und etwa 700 nm.

Unter Benutzung der zuvor genannten Näherungslösungen und eines Computers wurden die folgenden Entwicklungen optimiert. Die beim Computer angewandte Technik ist die sogenannte gedämpfte Mindestquadrat-Methode. Es gilt, folgende Menge auf ein Minimum zu bringen:

λ =700

W( λ ) [R( λ) - R*( X)] Tv =400

wobei W (>-) ein Wägefaktor und R (%») ein Zielwert der Reflexion ist. Beispielsweise können folgende Parameter gewählt werden:

>-: 450*-650^nm, R· (%) =0, und ein großer W

und 650^700^nm, R* (X)«0.5%, aber ein kleiner W (X).

400~450^nm und 650^700^nm, R*

Da man ja nicht von der Viertel-Wellenlänge ausgeht, kann man die Reflexion bei Brechungsindex-Abweichungen durch Dickenänderungen in der dritten und vierten Schicht auskompensieren. Da es bei jeder optischen Entwicklung Optimalwerte für einen relativ hohen Brechungsindex und

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einen relativ mittleren Brechungsindex bei einem bestimmten Substrat gibt, hat man in der Praxis leider oft feststellen müssen, daß man entweder nicht über die betreffenden Materialien verfugen kann oder daß die anschließend aufgedampfte 'Schicht einen Brechungswert besitzt, welcher nicht mit dem theoretischen Wert übereinstimmt. Diese Abweichungen kann man erfindungsgemäß kompensieren und dadurch wirtschaftlich Anti- ' reflexbeläge herstellen.

Ferner bietet die Erfindung den Vorteil, daß danach gebaute Konstruktionen für ein Glassubstrat mit einem Brechungsindex zwischen 1,42 und 1,72 im Spektralbereich zwischen 400 und 700 nm insgesamt drei minimale Reflexionsbereiche aufweisen. Gegenüber dem Stand der Technik werden dadurch minimale Restreflexionen an den äußeren Enden des Wellenlängenbandes erzielt. Hieraus ergeben sich insbesondere in der Farbphotographie und bei der Verwendung von Weitwinkelobjektiven Vorteile. Wenn bei einem Weitwinkelobjektiv der Einfallwinkel größer wird, dann wird auch die Reflexion im Gesamtbereich größer, und die Reflexionskurve gegenüber der Wellenlänge verschiebt sich in Richtung auf eine kürzere Wellenlänge.

Ein weiterer Vorteil ist, daß sich die Erfindung nur mit drei verschiedenen konventionellen Materialien durchführen läßt. Nachfolgend sollen einige Anwendungsbeispiele beschrieben werden:

TABELLE 1

Brechungsindex Optische Dicke (gegenüber der

Konstruktions-Wellenlänge)

1.000 Medium in der Lichteinfallseite

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1.385 0.250

2.050 ' 0.510 1.580 0.333

1.385 0.089

1.520 Substrat-Glas

In Fig. 5 ist ein Prozent der Reflexion gegenüber der Wellenlängenkurve aufgetragen, bezogen auf die Konstruktion bzw. dns Ausführungsbeispiel von Tabelle 1. Kurve 10 bezieht sich auf einen Einfallswinkel von 0 , und Kurve 11 auf 40° Einfallswinkel.

Nur zu Vergleichszwecken sind in Tabelle 2 die Daten für einen klassischen Drei-Schicht-Belag aufgetragen:

Tabelle 2	Brechungsindex	Optische Dicke
1.000	Medium Lichteinfallseite
1.385	0.250
2.050	0.500
1.630	0.250
1.520	Substrat Glass.

Die Kurven 12 und 13 von Fig.5 entsprechen der Ausführung von Tabelle 2, und zwar jeweils für einen Licht-Einfallswinkel von 0 bzw. 40 . Wie man sieht, bringt die Ausführung von Tabelle 1 eine bedeutend kleinere Rest-Reflexion im längeren Wellenlängenbereich 600 und 700 nm mit sich als die klassisische Ausführung; dies ist besonders wichtig für die Farbfotografie.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 6 kann das Substrat 20 einen Brechungsindex zwi-

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sehen 1,42 und 1,62 aufweisen. Die vier Schichten sind mit 21, 22,23 und 24 bezeichnet. Die Parameter dieser Ausführung sind in der folgenden Tabelle 3 aufgetragen.

Tabelle 3	Optische Dicke
Brechungsindex	Medium auf der Lichteinfall seite
1.000	0.245
1.385	0.460
2.150	0.166
1.630	0.418
1.385	Substrat Glas.
1.520

In Fig. 7 sind die Reflexionskurven für das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Tabelle 3 und Fig.6 für drei verschiedene Substrat-Brechungsindizes aufgetragen.So gehört Kurve 31 zu einem Substrat Ns 1,42, Kurve 32 zu einem Substrat Ns 1,52 und Kurve 33 zu einem Substrat Ns 1,62. Der zugehörige Einfallswinkel für alle drei Kurven beträgt 0°. Wie man sieht, liegt die Restreflexion unter 0,4 % und am äußersten Rand sind es immer noch weniger als 1,4 %»

Wenn sich der Brechungsindex der relativ hoch brechenden (NH) zweiten Schicht ändert, so kann man durch Anpassung der verschiedenen Dicken- der Schichten immer noch einen akzeptablen Antireflex-Belag erreichen. So wiederholt sich in Fig.8 die Kurve 32 von Fig.7 als Kurve 40 mit einem Brechungsindex N- (NH) gleich 2,15. Kurve 41 ist die resultierende Reflexionskurve mit kompensierter Dicke, wenn sich N_ auf 2,00 geändert hat. Die abgewandelte Dicke und die Konstruktionsparameter für den Belag zur Kurve 41 sind in Tabelle 4 aufgeführt. Kurve 42 ist eine andere

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dickenkompensierte Reflexionskurve, vietm N₂ sich auf 2,30 verändert hat; angepaßte Dicke und Konstruktionsparameter sind in Tabelle 5 aufgeführt.

d (Dickenänderunq

	Tabelle 4	Δ d (
Brechunqsindex	Optische Dicke
1.000	Medium Einfall seite	-0.004
1.385	0.241	-0.018
?.000	0.442	+0.007
1.630	0.173	+0.037
1.385	0.455
1.520	Substrat
	Tabelle 3	Δ d
Brechunqsindex	Optische Dicke
1.000	Medium Einfall seite	+0.005
1.385	0.250	+0.024
2.300	0.484	+0.053
1.630	0..219	-0.062
1.385	0.356
1.520	Substrat

Selbst wenn sich gemäß Fig. 8 der Brechungsindex der hoch brechenden Schicht von NH = 2,00 auf NH - 2,30 ändert, kann man erfxndungsgemaß durch eine optische Vier-Schicht—Dickenänderung immer noch eine niedrige Reflexion in der Größenordnung von 0,35 % im Bereich des Hauptspektrums erzielen, und eine Reflexion von etwa 1 % an den Enden des sichbaren Spektrums.

Fig. 9 gehört zu einem anderen erfindungsgemäßen Aus-

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BAD

führungsbeispiel. Ändert sich unter Verwendung des Konstruktionsparaineter von Tabelle 3 der Brechungsindex N_ der mittelbrechenden Schicht von 1,63 auf einen neuen Wert von NH = 1,56 und schließlich auf NM = 1,70, so kann man die Dicke des Vier-Schicht-Belages immer noch so einstellen, daß man eine niedrige Rest-Gesamtreflexion für diese Ausführung erzielt. Kurve 50 in Fig. 9 ist der Kurve 32 von Fig. 7 äquivavalent, jedoch mit NM gleich 1,63. Kurve 51 zeigt die resultierende Rest-Reflexion nach Dickenveränderung der vier Schichten für NM = 1,56. Die endgültigen Kcnstruktionsparameter und die Veränderungen sind in Tabelle 6 aufgetragen. Kurve 52 zeigt die zusätzliche Veränderung, wenn NM = 1,70 ist, und die Konstruktionsparameter sind in Tabelle 7 aufgetragen.

Brechungsindex 1.000

1.385 2.150 1.560 1.385 1.520

Brechungsindex 1.000

Tabelle 6	Λ d
Optische Dicke
Medium Einfall seite	+0.001
0.246	+0.021
0.481	+0.008
0.174	+0.029
0.389
Substrat.
Tabelle 7
Optische Dicke
Medium Einfall seite	-0.002
0.243	-0.030
0.430	+0.020
0.186

"30988 5/1031

Brechungsindex Optische Dicke d

1.385 0.433 +0.015

1.520 Substrat.

Wenn sich somit der Brechungsindex der Schicht im mittleren Bereich zwischen NM 1,56 und 1,70 ändert, behält der Antireflexbelag dennoch eine sehr geringe Restreflexion von weniger als 0,22 % über den Hauptbereich der Bandbreite, während an beiden Enden des sichtbaren Spektrums die Reflexion immer noch bei 1 % liegt, weil die erfindungsgemäße Flexibilität einen Dickenausgleich in den Schichten des Belages ermöglicht.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 10 dargestellt, und die zugehörigen Parameter sind in Tabelle 8 aufgeführt. Ein zugehöriges Substrat 60 kann einen Brechungsindex zwischen 1,56 und 1,72 haben, und die vier Schichten des Belages sind 61,62,63 und bezeichnet.

Tabelle 8	Optische Dicke
Brechungsindex	Medium Einfallseite
1.000	0.250
1.385	0.510.
2.250	0.333
1.610	0.089
1.385	Substrat
1.620

In Fig.11 ist die Reflexion in Prozenten gegenüber der Wellenlänge für die Ausführung aufgetragen, deren Daten in Tabelle 8 stehen. In Fig.7 gehört Kurve 71 zu einem Substrat N = 1,56, Kurve 72 zu N = 1,62 und Kurve

S S

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zu N = 1,72. Im breiten Mittelbereich des sichtbaren Spektrums verbleibt eine Restreflexion von etwa 0,4 %, und an den Rändern des sichtbaren Bereiches liegt die Restreflexion immer noch unterhalb 1,6 %_t obwohl sehr verschiedene Substrat-Indizes verwendet werden.

Fig. 12 gibt die Reflexion in Prozent an, welche die gemäß Tabelle 8 zusammengesetzte Ausführung nach ihrer Modifizierung aufgrund einer Indexänderung vom Nennwert NH = 2,2 5 auf die Werte NH = 2,0 5 und NH = 2,30 aufweist. Kurve 80 entspricht dem Wert von NH = 2,25, Kurve 81 entspricht NH = 2,05, und Kurve 82 entspricht NH = 2,30. Tabelle 9 enthält die korrigierten Konstruktionsparameter für Kurve 81, und Tabelle 10 die der Kurve zugeordneten Konstruktxonsparamter.

	Tabelle 9	Δ	__d	.005
Brechungsindex	Optische Dicke
1.000	Medium Einfall seite	-0	.001
1.385	0.249	-0	.001
2.050	0.509	+0	.014
1.610	0.347	-0	.015
1.385	0.074
1.620	Substrat.
	Tabelle 10	4	d
Brechungsindex	Optische Dicke
1.000	Medium Einfall— Seite	+0	.003
1.385	0.253	+0	.004
2.300	0 . 514		-0.002
1.610	0.331	+0
1.385	0.094
1.620	Substrat.

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Wenn sich nach vorstehenden Tabellen der hohe Brechungsindex NH von 2,05 nach 2,30 ändert, so gestattet die Erfindung dennoch die Aufrechterhaltung einer Restreflexion von weniger als 0,28 % im hauptsächlichen sichtbaren Bereich, im längeren Wellenlängengebiet liegt die Reflexion unterhalb 1 % und im kürzeren Wellenlängen— aebiet des Spektrums liegt die Reflexion immer noch unter ? % bei angemessener Anpassung der Schichtdicken.

Fig. 13 gibt die Auswirkungen von Veränderungen im mittleren Brechungsindex-Bereich NM an, undzwar für das dritte Ausführungsbeispiel gemäß Tabelle 8, Ändert sich der Original-Wert für NM = 1,61 auf NM = 1,57 oder auf NM - 1,70, so bleibt die Restreflexion immer noch so gering, wie bei der ursprünglichen Auslegung, wenn man die Dicken der vier Schichten entsprechend anpaßt. In Fia. 13 entspricht die Kurve 90 der Reflexionskurve für NM = 1,61, Kurve 91 der Reflexionskurve für ein auf 1,57 modifiziertes NM, und Kurve 32 die Reflexionskurve für das auf 1,70 modifizierte NM. Nachstehend werden in Tabelle 11 und 12 die zur Kurve 91 bzw. 92 gehörigen Konstruktionsparameter aufgeführt:

Tabelle 11

Brechungsindex	Optische Dicke	Δ d
1.000	Medium Einfall seite
1.385	0.253	+0.003
2.2 50	0.513	+0.003
1.570	0.336	+0.003
1.385	0.094	+0.005
1.620	Substrat.

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	-24-	+ 0	d
	Tabelle 12	+ 0
Brechunqsindex	Optische Dicke	-0	.002
1.000	Medium Einfall seite	-0	.003
1.385	0.252		.012
2.250	0.513		.013
1.700	0.321
1.385	0.076
1.-620	Substrat

Gemäß Fig. 13 bleibt die Restreflexion im hauptsächlichen sichtbaren Spektrum unterhalb 0,25 %, in dem längeren Wellenlängenbereich unterhalb 1 % und im kürzeren Wellenlanqenbereich unterhalb 1,8 %, wenn man die Dicke der vier Schichten entsprechend anpaßt.

Zum Zwecke des Vergleiches der Erfindung mit dem Stand der Technik enthält Tabelle 13 die Daten für eine klassische Vier-Schicht-Struktur, wie sie in US-Patent 3 463 574 beschrieben ist. Die Reflexionscharakteristik dieses Vier-Schicht-Antireflexbelages ist in Fig. 14 als Kurve 100 aufgetragen.

Ändert sich der Konstruktions-Brechungsindex in einer der hoch brechenden Schichten von NH = 2,07 auf NH = 2,00, so stellt sich ein Reflexionsverhalten nach Kurve 101 ein. Ändert sich der gleiche Brechungsindex dagegen auf NH = 2,30, so teilt sich jetzt die Reflexion entsprechend Kurve 102.

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	Tabelle 13
Brechungsindex	Optische Dicke
1.000	Medium Einfallseite
1. 380	0.250
2.070	0.250
2.190	0.2 50
1.7 30	0.250
1.510	Substrat

Ändert sich andererseits bei dem Ausführungsbeispiel nach T belle 13 der mittlere Brechungsindex von NM = 1,73 auf 1,63 bzw. auf 1,77, so ergeben sich dementsprechend Reflexionskurven, welche in Kurve 103 bzw. 104 dargestellt sind. Eine sorgfältige Analyse von Fig. 14 läßt erkennen, daß die Größe der Reflexion sich beträchtlich mit Änderungen der Brechüngsxndxzes in'den hoch- und mittelbrechenden Schichten verändert. Aufgrund der grundsätzlichen optischen Viertelwellen-Dickenstruktur, worauf diese Ausführung basiert, verbleiben bei dieser Ausführung keine Variablen zum Kompensieren der Indexänderungen durch Anpassung der Dicken. Aus diesem Grunde kann man unmöglich die Original-Reflexions-Werte durch Anpassung der verschiedenen Schichtdicken kompensieren. Man vergleiche diesen Mangel mit den zuvor beschriebenen drei Ausführungsbeispielen nach der vorliegenden Erfindung, welche so flexibel ausgelegt sind, daß man sämtliche Abweichungen im Brechungsindex kompensieren kann, wie sie normalerweise bei der Produktion auftreten.

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	Tabelle 14
Brechunqsindex	Optische Dicke
1.000	Medium Einfallseite
1.380	0.2500
2.080	0.5000
1.380	0.0606
2.080	0.0532
1.520	Substrat

Tabelle 14 enthält die Konstruktionsparameter für einen klassischen Vierschicht-Antireflexbelag gemäß US-Patent 3 432 225. Man bemerke, daß dieses Konzept keinen mittleren Brechungsindex enthält, sondern nur hoch— und niedrig-brechende Schichten benutzt werden, um die qewünschten Resultate zu erhalten. Die Reflexionskurve für die Ausführung nach Tabelle 14 ist in Fig. 15 als Kurve 110 aufgetragen. Ändert sich der Brechungsindex NH der zweiten Schicht von 2,8 auf 2,30, so erhält man eine Reflexionskurve 111. Diese Kurve läßt den drastischen Anstieg der Reflexion in Prozenten auf beiden Seiten des sichtbaren Spektrums erkennen. Der Erfinder ging daher nicht den Weg der klassischen Theorie, sondern bemühte sich, die Reflexionskurve so zu strecken, daß die mittlere Reflexion durch Anpassung der Schichtdicken ein Minimum erreicht. Die optimal angepaßte Dicke, auf nicht klassische Weise errechnet, ist als Kurve 112 aufgetragen. Vergleicht man jedoch die Kurven, so kann man feststellen, daß keine wesentliche Verbesserung erzielt worden ist. Der Grund dafür, warum sich die Reflexionskurve nicht verbessern läßt, obwohl die Ausführung auf der Oberfläche als NichtViertel-Struktur erscheinen mag, liegt einfach darin, daß es sich effektiv um eine klassische Dreifach-Schicht-Aus-

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führung handelt, weil die sich an die Substra.tschicht anschließenden beiden Schichten effektiv als einzige Schicht in der klassischen Konstruktion wirken.

Schließlich soll der Vorteil der Erfindung noch gegenüber einem dritten Beispiel nach dem Stand der Technik, nämlich einem Vier-Schicht-Antireflexbelag herausgestellt werden.

	Tabelle 15
Brechungsindex	Optische Dicke
1.000	Medium Einfallseite
1. 380	0.2500
P. 080	0.5290
1.380	0.0790
2.080	0.0581
1.520	Substrat.

Die Konstruktionsparemte.r von Tabelle 15 entsprechen dem US-Patent 3 565 509, und die zugehörige Reflexionskurve trägt die Nummer 120. Ändert sich der Brechungsindex der hochbrechenden Schicht, d.h. der zweiten Schicht N₂ in Lichteinfallsrichtung auf den Wert >JH = 2,30, so erhält man bei den Daten von Tabelle 15 eine Reflexions— kurve 121. Diese Verschiebung des Brechungsindex bringt eine wesentliche Erhöhung der Reflexion an den Seiten des sichtbaren Spektrums mit sich. Da diese Belagstruktur auch wieder oberflächlich wie eine Nicht-Viertel-Wellenlängenstruktur aussieht, wurde die optimale Dicke wieder unter Verwendung eines Computers nach der nicht-klassischen Rechenweise ermittelt, um die mittlere Reflexion auf einen Minimalwert zu senken; das Resultat ist als Kurve 122 dargestellt. Das Ausführungsbeispiel nach der Tabelle 15 ist auch wieder grundsätzlich eine klassische Viertel-Wellenlänqen-Struktur mit drei Schichten, wobei eine dieser

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BAD ORlOINAt

Schichten durch eine optisch äquivalente Drei-Schicht-Konfiguration ersetzt wurde.

Vergleicht man die euvor beschriebenen Beispiele nach dem Stand der Technik mit der Erfindung, so bietet diese ein neues Konzept für die Entwicklung von Vier-Schicht-Antireflex-Belägen unter Verwendung einer Nicht Viertel-Wellenlängenlösung, welche bemerkenswert viel Freiheit für Änderungen im Brechungsindex beim aufgedampften Material zuläßt und somit große Vorteile bei der Auswahl von aufdampfbaren Materialien bietet. Außerdem gestattet die erfindungsgemäße Methode eine wirtschaftliche Herstellung von Antireflex-Belägen mit großen zulässigen Fertigungsfehlern hinsichtlich des Brechungsindex.

Als praktisch nutzbare Bereiche für die optischen Dicken innerhalb der breit gefaßten Konstruktionsparametern der vorliegenden Erfindung haben sich folgende Werte herausgestellt:

0.260 ^ y ^Ni^di"7 0
0.520V, >N₂d₂-7 0

> N₃d₃^ 0.150

> N„d. >, 0.060

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Der Brechungsindex der ersten und vierten Schicht liegt nach der vorliegenden ,Erfindung im allgemeinen zwischen 1,35 und 1,62 . Hierfür geeignete Materialien sind mit in Klammern gesetztem Brechungsindex: MgF _ (1.385), SiO₂ (1.46), ThF₄ (1.5), LaF₂ (1.56), Na₃ (AlF₄) (1.35), Al₂O₃ (1.65 - 1.56), und CeF₃ (1.62).

Die zweite Schicht im erfindungsgemäßen Antireflex-Belag hat einen relativ hohen Brechungsindex, der im allgemeinen zwischen NH = 2,00 und 2,30 liegt. Zu den hierfür geeigneten Materialien gehören mit in Klammern gesetztem Brechungsindex folgende: CeO- (2.30 - 2.00), ZrO„ (2.10 - 2.00), TiO₂ (2.30 - 2.00), Ta₃O₅ (2.30 - 2.00), ZnS (2.30 - 2.20), und ThO₂ (2.20-2.00).

Der Brechungsindex der dritten Schicht von oben im Antireflex-Belag hat einen Brechungsindex von bzw. zwischen den Werten NM = 1.72 und 1.56. Zu den für diese dritte Schicht geeigneten Materialien gehören mit in Klammern gesetztem Brechungsindex: Al₃O₃ (1.65 - 1.56), MgO (1.72), CeF₃ (1.62), LaF₃ (1.59), NdF₃ (1.60), BeO (1.60), ThOH₃ (1.70), InOp (1.8 - 1.9) und eine Mischung aus Mgo und Al₂O₃ (1.72 - 1.65).

Die optische Dicke der Schicht wird normalerweise in Bruchteilen der Wellenlängedes Lichtes angegeben, bei dem der Belag benutzt wird· Der erfindungsgemäße Bereich der optischen Dicke verläuft folgendermaßen:

^ > N₁O₁ >0.230X_#

0.520")^ >N₂d₂ y 0.400 "J_-

0.500)^ ^N₃(I₃ > 0.060 1

yl >^N4^d4 7 °·⁰⁶⁰·

In dieser Aufstellung entspricht N dem Brechungsindex und d der physikalischen Dicke, und der Index gibt die

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laufende Nummer der Schicht an, wobei die vierte Schicht dem Substitat benachbart ist. Das Symbol bezieht sich auf die Konstruktionswellenlänge, welche beispielsweise bei 510 nm liegt, auf jeden Fall innerhalb des Bereiches zwischen 400 und 700 nm. In der obigen Tabelle setzt sich die optische Dicke der dritten und Vierten Schicht über den breiten Anwendungsbereich hinaus fort. Aufgrund des erfindungsgemäßen Lösungsweges, welches nicht vom Viertel-Ansatz ausgeht, ist es möglich, alternative Lösungen bzw. Konstruktionsparameter für die dritte und vierte Schicht anzugeben, die sich wie folgt zusammensetzen. Ist die dritte Schicht dicker alsX./4, dann ist die vierte Schicht dünner als^u/4, das bedeutet 0.5002-jj >N₃d₃> 0.2 50 >^ und 0.250%._# >N₄d₄>0.060 *)-_e . Ist andererseits die dritte Schicht dünner aIsX/4, dann ist die vierte Schicht dicker alsO^/4, das bedeutet 0

0. 500X^ >Ν₄<3₄> 0

Für die Brechungsindizes der vier Schichten und das Substrat kann man folgende numerische Relation aufstellen:

^Nl - ^N4< ^Ns i ^N3<^N2 ·

wobei N. der Brechungsindex der vom Substrat am weitesten entfernte
Substrats ist.

sten entfernten Schicht, und N der Brechungsindex des

Die Schichten können in einem Vakuumprozeß aufgedampft werden.

Abschließend sei bemerkt, daß die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele nur Beispiele sind, welche den Rahmen der Erfindung keineswegs einschränken.

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Zusammengefaßt betrifft die Erfindung einen Mehrschicht Antireflex-Belag mit vier Materialschichten für ein Glas-Substrat. Bei einer vorbestimmten Konstruktionswellenmenge 3-gbesitzt die erste, am weitesten vom Substrat entfernte Schicht eine optische Dicke im Bereich von 0,2607- ^j»N₁d₁>0.230'^_ound einen Brechungsindex im Bereich von 1.35 bis 1.62 aufweist. Die optische Dicke der zweiten Schicht liegt im Bereich von 0.520S_t^N₂d₂'^0.400'^g und einen Brechungsindey im Bereich zwischen 2.00 und 2.30. Von der dritten und vierten Schicht hat jeweils die eine Schicht eine optische Dicke von 0.500"^"^Nd *? Ο·25θ}^, wahrend die jeweils andere Schicht eine optische Dicke im Bereich von 0.2 50^Nd ^0.060%-_# besitzt. Der Brechungsindex der dritten Schicht liegt im Bereich zwischen 1.56 und 1.72, und der Brechungsindex der dem Substrat benachbarten vierten Schicht im Bel>e.ich von 1.35 bis 1.62. Die optische Dicke der Schichten wird erfindungsgemäß so variiert, daß Abweichungen vom theoretischen Konstruktions—Brechungsindex kompensiert· werden.

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Claims

Ansprüche,

1. MehrschichtigerAntireflex-Belag für ein Substrat zur Verminderung der Lichtreflexion, gekennzeichnet durch mindestens vier Materialschichten, von denen die erste, am weitesten vom Substrat entfernte Schicht (,.) eine optische Dicke von einer vorbestimmten Konstruktions-Wellenlänge ("?■>) im Bereich von 0.6^ "7 0.230 ~)~^ und einen Brechungsindex im Bereich von 1.35 bis 1.62, die zweite Schicht (_?) eine optische Dicke im Bereich von 0.520^L₀^N₂d₂^ 0.400"XjUnd einen Brechungsindex im Bereich von 2.00 bis 2.30, die dritte oder die vierte Schicht eine optische Dicke im Bereich von 0.500^{ TWd "7o. 2 50 "),₀,und schließlich die jeweils andere Schicht, also die vierte oder dritte Schicht eine optische Dicke im Bereich von 0.2 50^L>Nd^o.060 ^- _o aufweist,, während die dritte Schicht einen Brechungsindex im Bereich von 1.56 bis 1.72 und die vierte Schicht (*), welche dem Substrat benachbart ist, einen Brechungsindex im Bereich von 1.35 bis 1.62 aufweist, wobei die Symbole N und d den Brechungsindex bzw. der physikalischen Schichtdicke zugeordnet sind.

2. Antireflex-Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Brechungsindex N für das Substrat die Brechungsindizes der Schichten folgendes Verhältnis aufweisen: N. = N₄, N„ größer als N₃ und

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3. Antireflex-Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und vierte Schicht aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus M F₂, SiO₂, ThF₄, LaF,,, Na₃ (AlF₄), Al₂O₃, und CeF₃ besteht.

4. Antireflex-Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus CeO„, Zr/_, TiO₂,Ta₂Z₅, ZnS und ThO„ besteht. "

5. Antireflex-Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schicht aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Al₃O₃, MgO, CeF₃, LaF₃, NdF₃, BeO, InO„, ThOH₂ und einer Mischung von MgO und Al₂O₃ besteht.

6. Antireflex-Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und vierte Schicht aus einer aus MgF₂, SiO₂, ThF₄, LaF₃, Na₃(AlF₄), Al₂O₃, und CeF₃

bestehenden Gruppe, die zweite Schicht aus einer aus CeO₂, ZrO₂, TiO₂, Ta₃O₅, ZnS und ThO₂ bestehenden Gruppe, und die dritte Schicht aus einer aus Al 03, MgO, CeF₃, LaF₃, NdF₃, BeO, InO„, ThOH₂ und einer Mischung aus MgO und Al-O₃ ausgewählt sind.

7. Antireflex-Belag nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß aus Substrat ein Glas mit einem Brechungsindex (N ) im Bereich von 1,42 bis 1,72 vorhanden ist.

8. Mehrschicht-Antireflex-Belag für ein Substrat zur Reduzierung der Reflexion von Energie, dadurch gekennzeichnet, daß vier Materialschichten vorhanden sind, von denen jede eine optische Dicke besitzt, die sich zu einer Konstruktxonswellenlänge wie folgt verhält:

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0.260 Λ_β > _Nidi > 0.230 "Λ

0.520 λ^ > N₂d₂ > 0.400 X

0.500 Λ >Ν d > 0.060 X 0.500 >_ο > N₄d₄ > 0.060

worin N der Brechungsindex, d, die physikalische Dicke der jeweiligen Schicht, und die Indexzahl die laufende Nummer der Schicht, beginnend mit der vom Substrat am weitesten entfernten Schicht ist; und daß die optische Dicke zur Kompensation von Abweichungen vom Konstruktions-Brechungsindex (N) so einstellbar ist, daß die konstruktiv gewünschte Reflexion * des Belages erhalten bleibt.

9. Antireflex-Belag nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechungs-Indizes sich gegenüber dem Brechungsindex(N ) des Substrates sich wie folgt

verhalten

N₁ = N-; Np größer als N- und N .

10. Antireflex-Belag nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechungs-Indizes sich gegenüber dem Brechungsindex (N ) des Substrates wie folgt verhalten:

^Nl = ^N4<^Ns|^N3<^N2·

11.Antireflex-Belag nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex der ersten, am weitesten vom Substrat entfernten Schicht und der vierten Schicht im Bereich zwischen 1,35 und 1,62, der Brechungsindex der zweiten Schicht im Bereich zwischen.

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?33£875

2,00 und 2,30, und der Brechungsindex der dritten Schicht im Bereich zwischen 1,56 und 1,72 liegt.

12. Antireflex-Belag nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte und die vierte Schicht folgende optische Dicke aufweisen:

0.500 >£>N₃d₃> 0.250

13. Antireflex-Belag nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die dritte und vierte Schicht folgende optische Dicke aufweisen:

0.250}, > N₃d₃ *7 0.060 >»_e
₄d₄ ^ 0.2 50

14.Antireflex-Belag nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die dritte und die vierte Schicht fol gende optische Dicke aufweisen:

. 0.360 T^ *>^N3^d3 ^0.150 "V₀
0.470 "V_o >N₄d₄ _Ύ 0.060 ">-_ο .

15. Antireflex-Belag nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die vierte Schicht aus Magnesium-Fluorid bestehen.

16. Antireflex-Belag nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die vierte Schicht aus einer Gruppe ausgewählt sind, welche aus MgFp, SiOp,

ThF., LaF„, Na., (AlF.), Al₀O-, und CeF- besteht. 4' 2. J 4' da¹ ό

17. Antireflex-Belag nach Anspruch 8, dadur ch gekenn zeichnet, daß die zweite Schicht aus einer Gruppe aus gewählt ist, die aus Ce/p., ZrO₂, TiO₂, Ta₃O₅, ZnS und ThO₂ besteht.

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233Λ875

18. Antireflex-Belag nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schicht aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche aus Al₂O₃, MqO, CeF-, LaF₃, NdF^. BeO, InO₂, ThOH₂ und einer Mischung aus MgO und Al₉O^ besteht.

19. Antireflex-Belag nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und vierte Schicht aus einer aus MgF₂, SiO₂, ThF₄, LaF,, Na₃(AIF₄), Al₃O₃, und CeF-, bestehenden Gruppe, die zweite Schicht aus einer aus CeO₉, ZrO₉, TiO₉, Ta 0_R, ZnS und ThO₉ bestehenden Gruppe, und die dritte Schicht aus einer aus Al 03, MgO, CeF₃, LaF₃, NdF₃, BeO, InO₂,ThOH₂ und einer Mischung aus MgO und Al₉O^ ausgewählt sind.

20. Antireflex-Belag nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein Glas mit einem Brechungsindex N im Bereich zwischen 1,42 und 1,72 ist.

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