DE2341359C3

DE2341359C3 - Aus einer Mehrzahl von einfachen oder zusammengesetzten lambda/4-Schichten bestehender reflexionsvermindernder

Info

Publication number: DE2341359C3
Application number: DE2341359A
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr. Triesen Thelen (Liechtenstein)
Original assignee: Balzers Hochvakuum 6200 Wiesbaden GmbH
Current assignee: Balzers Hochvakuum 6200 Wiesbaden GmbH
Priority date: 1972-10-19
Filing date: 1973-08-16
Publication date: 1980-06-12
Also published as: ATA730473A; FR2203980A1; CH557546A; US3854796A; NL7300630A; GB1406567A; NL154013B; FR2203980B1; SE389402B; IT995970B; JPS5343408B2; DE2341359A1; DE2341359B2; JPS4975159A; AT340167B

Description

2,10. Darauf folgt eine zweite Gruppe, die ebenfalls aus zwei Schichten besteht, mit den innerhalb der Gruppe abfallenden Brechwerten 2,10 und 138. Letztere Schicht grenzt an Luft mit dem Brechwert 1 an. Jede einzelne der genannten Schichten besitzt eine optische Schichtdicke von λ/4, bezogen auf eine Wellenlänge von 520 mm.

Wie aus der in F i g. 1 wiedergegebenen Reflexionskurve ersichtlich ist, steigt bei einem derartigen Mehrschichtsystem die Reflexion unterhalb von ca. 450 nm und oberhalb von ca. 650 nm wieder sehr steil an und erreicht bei etwa 400 bzw. 700 nm bereits den Wert von 1%, was in Anbetracht der mit diesem System eigentlich angestrebten sehr geringen Reflexion (in Mittel 0,1 %) im Arbeitsbereich oft unzulässig erscheint

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen mehrschichtigen Antireflexbelag zur Verfügung zu stellen, der eine größere spektrale Breite des Nutzbereiches als bisher bekannt gewordene Antireflexbeläge aufweist

Erwähnt sei noch, daß außer den oben erwähnten Schichtsystemen mit zwei Gruppen von A/4-Schichten auch verschiedene andere Schichtanordnungen für Antireflexbeläge bekannt geworden sind. Zum Beispiel zeigt die französische Patentschrift 21 11919 einen solchen aus insgesamt 3 Einzelschichten bestehenden Belag, wovon die erste und die dritte Schicht als λ/4-Schichten ausgebildet sein können, wogegen die dazwischen befindliche zweite Schicht eine λ/2-Schicht sein muß. Zwar kann man eine λ/2-Schicht als die Summe von zwei aufeinanderfolgenden λ/4-Schichten aus demselben Material auffassen, doch zeigen auch bei einer solchen Betrachtung die Schichtsysteme der genannten Patentschrift ein anderes Grundmuster, denn es liegen dann trotzdem nicht zwei Schichtgruppen vor, deren aufeinanderfolgende Einzelschichten durchgehend einen zunehmend höheren bzw. niedrigeren Brechwert aufweisen. Solche in Vielschichtsysteme eingebaute λ/2-Schichten entfalten im übrigen bei der Wellenlänge, für welche die λ/2-Dickenbeziehung zutrifft, keine Wirkung und ein Schichtsystem läßt sich in seiner Wirkung bei der besagten Wellenlänge dann auch so betrachten, als ob die λ/2-Schicht überhaupt fehlen würde.

Die Erfindungsaufgabe wird durch einen Belag gemäß Anspruch 1 gelöst, indem man auf die angegebene Weise zwischen dem Substrat und der bei den oben erwähnten bekarnten λ/4-Systemen angewendeten ersten Schichtengruppe mit ansteigendem Brechungsindex eine weitere Gruppe von Schichten mit abfallendem Brechungsindex einfügt Unter einer λ/4-Schicht ist im Rahmen dieser Beschreibung eine Schicht zu verstehen, für welche das Produkt aus Schichtdicke χ Brechungsindex (die sogenannte optische Schichtdicke) gleich ist einem Viertel der Bezugswellenlänge optische Schichtdicke) gleich ist einem Viertel der Bezugswellenlänge des Systems. Die Bezugswellenlänge des Systems ist diejenige Wellenlänge, deren zugehörige Schwingungszahl den Mittelwert der Schwingungszahlen der beiden Grenzen des Nutzbereiches (der Flanken, an denen die Reflexion wieder steil ansteigt) '!n-steilt. Sie ist gleich der Schwerpunktswellenlänge, lür welche das System konstruiert wird.

Die Erfindung bezieht sich, wie ersichtlich, auf die Struktur des Schichtsystems. Daneben wird der Durchschnittsfachmann bei der praktischen Ausführung natürlich auch die schon bekannten fachmännischen Gesichtspunkte beachten, die allgemein für Antireflexbeläge gelten, nicht aber den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden. Zum Beispiel wird er, um ein optimales Ergebnis für eine vorgegebene Wellenlänge zu erhalten, auf die Einhaltung der sogenannten Phasen- und Amplitudenbedingung für reflexionsvermindernde Vielschichtsysteme bedacht sein. Eine kurze einführende Darstellung hierüber findet sich in Mayer, Physik dünner Schichten, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart, 1950, Seite 261; siehe

κι insbesondere die dort angegebenen Gleichungen (261, 4), (261,5) und (261,6). Ferner ist es vorteilhaft nicht mit einem allzu hohen Brechwert der an das Substrat anliegenden ersten Schicht zu beginnen. Schließlich sind auch die dem Fachmann bekannten Gesichtspunkte

ι ■-, betreffend die Härte und Haftfestigkeit der verschiedenen Schichtmaterialien sowie deren gegenseitige Verträglichkeit zu beachten und meist wird auch auf eine möglichst geringe Absorption Wert gelegt werden, besonders dann, wenn die aus diesen Materialien

:>o aufgebauten Schichtsysteme im gegebenen Anwendungsfall nicht nur eine geringe Reflexion sondern gleichzeitig eine hohe Transmission gewährleisten sollen. Zum besseren Verständnis werden im folgenden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher

?-, beschrieben.

Die Fig.2 zeigt ein erfindungsgemäßes Schichtsystem, welches aus sechs Einzelschichten besteht. Auf der Unterlage mit dem Brechungsindex 1,52 sind als erste Schichtengruppe zwei Schichten mit abnehmendem

in Brechungsindex, nämlich Schichten mit η = 1,44 und η = 1,38 aufgebracht. Darauf folgt die zweite Schichtengruppe mit den aufsteigenden Brechungsindizes 1,62 und 2,08 und schließlich die dritte Gruppe mit wieder abnehmenden Brechungsindizes von 1,98 und 1,38. Das

Γι System ist für eine Bezugs wellenlänge von 500 nm konstruiert, jede Einzelschicht besitzt dementsprechend eine optische Dicke von Ά der angegebenen Wellenlänge (also 125 nm).
Mit diesem System wird die in Fig.2 ebenfalls

κι dargestellte Reflexionsverminderung auf dem angegebenen Glassubstrat erzielt. Für eine mittlere Reflexion von 0,25% kann daraus eine Nutzbreite von etwa 380 bis 750 nm abgelesen werden, was bereits einen nennenswerten Fortschritt darstellt z. B. für die Anwendung auf

ι, Linsensysteme tür farbgetreue Abbildung.

In analoger Darstellung zeigt die F i g. 3 ein weiteres Beispiel der Erfindung mit einer ersten Schichtengruppe bestehend aus zwei λ/4-Schichten, einer zweiten Schichtengruppe aus drei λ/4-Schichten und einer

,ti dritten Schichtengruppe mit wiederum zwei λ/4-Schichten, sodaß dieses Schichtsystem insgesamt 7 Einzelschichten umfaßt, von denen jede eine optische Dicke von 125 nm aufweist, sodaß der gesamte Belag also eine optische Dicke von 875 nm besitzt.

-,, Die erste Schichtengruppe besteht in diesem Falle aus den Schichten mit den Brechungsindizes 1,45 und 1,38, die zweite Gruppe aus den drei aufeinanderfolgenden Schichten mit den Brechungsindizes 1,43, 1,71 und 1,95 und die dritte Gruppe schließlich aus den beiden

hii Schichten mit den Brechungsindizes 1,81 und 1,38.

Dieses System ergibt, wie die zugehörige Reflexionskurve erkennen läßt, eine weitere Verbreiterung des Nutzbereiches, der jetzt von etwa 350 bis 900 nm reicht, wobe^; allerdings der Mittelwert der Reflexion im

ι-ιΊ genannten Bereich mit etwa 0,7% schon verhältnismäßig hoch liegt. Trotzdem ist ein Fortschritt gegeben insofern, als mit diesem System in einem bisher nicht zu verwirklichenden breiten System in einem bisher nicht

zu verwirklichenden breiten Nutzbereich eine Reflexionsverminderung erzielt wird, dieses System also beispielsweise für den Fall einer für sichtbares Licht und Infrarot zu benutzenden Optik brauchbar ist, wogegen das etwa in F i g. 1 beschriebene Schichtsystem trotz seiner wesentlich geringeren mittleren Reflexion im Nutzbereich dafür nicht verwendet werden könnte.

Man kann bekanntlich jede λ/4-Schicht durch eine aus mehreren Teilschichten aufgebaute Schichtkombination wirkungsmäßig ersetzen. Eine solche Ersatzkombination wird im folgenden als zusammengesetzte λ/4-Schicht bezeichnet.

Insbesondere ist es bekannt, daß man jede nicht absorbierende Schicht durch tine symmetrische Kombination von drei Einzelschichten ersetzen kann (L I. Epstein, The Design of Optical Filters, Journ. Opt. Soc. Am. 42, 806 [1952]). Dies kann ausgenutzt werden, um von einem bekannten System ausgehend gleichwertige Systeme mit günstigeren Brechzahlkombinationen abzuleiten (P. H. Berning, Use of Equivalent Films in the Design of Infrared Multilayer Antireflection Coatings, Journ. Opt. Soc. Am. 52, 431 [1962]). Wendet man diese bekannte Methode des Ersatzes homogener λ/4-Schichten eines Systems durch zusammengesetzte λ/4-Schichten bei vorliegender Erfindung an, gelangt man zu weiteren Ausführungsbeispielen. Obwohl ein solches abgeleitetes Schichtsystem mehr Schichten aufweist als das ihm zugrundeliegende Primärsystem, ist es doch oft einfacher herzustellen, dann nämlich, wenn auf diese Weise mit verfügbaren und erprobten Schichtmaterialien auszukommen ist, wogegen für das primäre System unter Umständen Schichtmaterialien mit einem Brechungsindex erforderlich wären, die nicht oder nur in unbefriedigender Qualität zur Verfügung stehen. Nach dem heutigen Stand der Technik gibt es nämlich nur eine begrenzte Auswahl an Schichtmaterialien für verschiedene Brechungsindizes. Der Ersatz von Einzelschichten durch Schichtkombinationen, also die Verwendung zusammengesetzter Schichten, stellt manchmal die praktischere Möglichkeit zur Verwirklichung eines erfindungsgemäßen Systems dar.

Die F i g. 4 zeigt ein solches äquivalentes Schichtsystem, das aus demjenigen der Fig.2 durch Ersatz einzelner λ/4-Schichten durch zusammengesetzte λ/4-Schichten abgeleitet wurde, indem (vom Substrat aus gezählt) die fünfte Schicht mit dem Brechungsindex 1,98 durch eine symmetrische Kombination von drei Schichten ersetzt wurde, bestehend aus einer mittleren Teilschicht von 37/4 nm optischer Dicke und mit dem Brechungsindex 1,38 und zwei anliegenden Teilschichten von 230/4 nm optischer Dicke und mit dem Brechungsindex 2,08. Es ergibt sich dann, daß die eine der genannten Teilschichten mit dem Brechungsindex 2,08 zusammen mit der angrenzenden (vom Substrat aus gezählt vierten) Schicht des Primärsystems, welche eine Dicke von 500/4 nm und ebenfalls einen Brechwert von 2,08 aufweist, eine zusammengesetzte dickere Schicht mit dem Brechwert 2,08 aufweist, eine zusammengesetzte dickere Schicht mit dem Brechwert 2,08 bildet, welche also insgesamt eine Dicke von 730/4 nm besitzt Zu den Dickenangaben sei bemerkt, daß diese, einer Gepflogenheit der Literatur über Mehrschichtsysteme folgend, durch jene Wellenlänge angegeben wurden, für welche die betrachtete Schicht gerade eine optische Dicke von λ/4 besitzen würde. Da, wie erwähnt, die optische Dicke gleich dem Produkt aus wirklicher Dicke mal Brechungsindex ist, kann die wirkliche Dicke jeder einzelnen Schicht errechnet werden, indem die optische Dicke durch den Brechwert dividiert wird.

Wie aus dem Vergleich der F i g. 2 und 4 ersichtlich ist kann durch den Kunstgriff der Verwendung äquivalen ter Schichtkombinationen das Schichtmaterial mit den Brechwert 1,98 vermieden werden, was einen herstel lungstechnischen Vorteil bedeutet. Die Transmissions kurve der Fig.4 zeigt, daß im wesentlichen dasselbe optische Resultat erzielt wird wie mit dem Schichtsy stern der Fig.2; die ersichtlichen geringfügiger Abweichungen sind auf die unterschiedliche Dispersior einfacher und zusammengesetzter λ/4-Schichten zu rückzuführen.

In ähnlicher Weise kann aus dem Schichtsysstem dei F i g. 3 durch Ersatz der vierten, fünften und sechster Schicht ein äquivalentes System abgeleitet werden. E; wurde die vierte Schicht mit Brechungsindex 1,71 unc

der Dicke ' nm ersetzt durch eine Schichtkombination bestehend aus einer mittleren Teilschicht mit dem Brechungsindex 2,08 und der Dicke ¹^¹ nm, an welche beiderseits je eine Teilschicht mit dem Brechungsindex

I SS

1,38 und der Dicke ' nm anliegt Die fünfte Schich

2i des Schichtsystems der F i g. 3 wurde ersetzt durch eine Dreifachschicht mit einer mittleren Teilschicht mit dem

Brechungsindex 2,08 und der Dicke ' " nm und zwe

anliegenden Teilschichten mit dem Brechungsindex 1,38

^M und einer Dicke von ⁸⁷ nm. Schließlich wurde die

sechste Teilschicht der Fig.3 ersetzt durch eine Dreifachschicht bestehend aus einer mittleren Teil schicht mit dem Brechungsindex 2,08 und der Dick« ~"^? nm und beiderseitig anliegenden Teilschichten mil dem Brechungsindex 1,38 und der Dicke 130 nm.

Lfd. Nr.

4.ν

7 6*	1,38 1,38	500 nm I 130 nm I
	2,08	225 nm
5*	1,38 1,38	130 nml 87 nm \|
	2,08	315 nm
4*	i,38 1,38	87 nm\ 158 nm \|
	2,08	171 nm
	1,38	158 nm
3	1,45	500 nm
2	1,38	500 nm
1	1,45	500 nm
Substrat	1,52

630 nm

217 nm

245 nm

157,5	0,32
56,25	0,11
54,25	0,11
78,75	0.16
61,25	0,12
42,75	0,09
39,5	0,08
125	0,25
125	0,25
125	0,25

Man erhält also für dieses Beispiel den folgenden Schicht aufbau:

/ι = Brechungsindex.

i = optische Schichtdicke.

X₀ = Bezugswellenlänge.

* = zusammengesetzte//4 Schicht

Wenn wiederum aneinandergrenzende Schichten aus demselben Material zu einer Schicht (die in einem Arbeitsgang hergestellt werden kann) zusammengefaßt gedacht werden, dann erhält man also ein System von 10 Einzelschichten, aufgebaut aus drei verschiedenen Schichtmaterialien mit dem Brechungsindices 1,38, 1,45 und 2,08. Das abgeleitete System ist deshalb, obwohl es mehr Einzelschichten enthält, bequemer herzustellen als das Primärsystem gemäß der F i g. 3.

In den vorbeschriebenen Beispielen sind die Schicht- ι ο dicken für eine Bezugswellenlänge von 500 nm berechnet Man erhält daraus weitere Beispiele für andere Bezugswellenlängen, indem die angeführten Schichtdikken in entsprechendem Maße (der Bezugswellenlänge proportional) verändert werden: z. B. wären für eine Bezugswellenlänge von 400 nm die angegebenen Dicken mit dem Faktor 400:500 = 0,8, für eine Bezugswellenlänge von 600 nm mit dem Faktor 600:500 =' 1,2 zu multiplizieren.

Für die angeführten Beispiele kommen vor allem die folgenden Schichtmaterialien in Betracht:

Magnesiumfluorid für den Brechungsindex 1,38; Siliciumdioxid für den Brechungsindex 1,43 bis 1,45; Aluminiumdioxid für den Brechungsindex 1,62 und Zirkondioxid für den Brechungsindex 2,08.

Natürlich können aber auch andere bekannte Schichtmaterialien mit genügender Absorptionsfreiheit und passendem Brechungsindex verwendet werden.

Nachstehend werden einige weitere Erfindungsbeispiele angeführt Der Einfachheit halber werden dabei jedoch nur die Grundsysteme, die aus lauter λ/4-Schichten bestehen, angegeben. Um diese festzulegen genügt dann die Folge der Brechzahlen. Die erste (eingeklammerte) Zahl gibt die Brechzahl der Unterlage, dann folgen die Brechzahlen der Schichten und zuletzt (eingeklammert) diejenigen des angrenzenden Mediums d. h. im allgemeinen Luft mit dem Brechwert 1.

Beispiel 5

(1,52) 1,45,138,1138,1,62,2,08,12,08,138(1,0).

Dies ist ein Siebenschichter, wobei interessant ist daß zweimal 2 aneinandergrenzende λ/4-Schichten denselben Brechungsindex besitzen, also zusammengefaßt betrachtet als eine λ/2-Schicht in einem Arbeitsgang hergestellt werden können. Bei diesem System bilden die ersten beiden Schichten mit abfallendem Brechungsindex (1,45, 138) die erste Schichtengruppe, die drei folgenden Schichten mit zunehmendem Brechungsindex (138,1,62,2,08) die zweite Gruppe und die letzten zwei Schichten mit wieder abfallendem Brechungsindex (2,08, 138) die dritte Gruppe im Sinne des Patentanspruchs. Dieses System zweichnet sich durch eine besondere niedrige Reflexion bei mäßig vergrößerter Bandbreite aus.

Beispiel 6 (1,62) 1,53,1,45,11,72,2Ά | 2,08,138 (1,0).

Wie aus der für die Unterlage angegebenen Brechzahl von 1,62 zu ersehen ist, handelt es sich um ein reflexionsverminderndes Schichtsystem für ein hochbrechendes Gas.

Beispiel 7 (1,52) 1,45,138,1138,1,62,2,10,235,11,96,138 (1,0).

Hier liegen acht λ/4-Schichten vor, wodurch eine besonders große Bandbreite erreicht wird.

65 In den vorgenannten wie in den noch folgenden Beispielen ist stets zu beachten, daß jede der angegebenen einfachen λ/4-Schichten auch durch eine zusammengesetzte λ/4-Schicht ersetzt werden könnte. Dadurch erhält man zwar, wie oben ausgeführt, mehr Schichten im System, gleichzeitig jedoch den Vorteil, daß man die Schichtmaterialien nach technologischen Gesichtspunkten freier auswählen kann, da es stets möglich ist aus einem geeigneten Material höheren Brechungsindex und einem solchen von niedrigerem Brechungsindex durch !Combination eine zusammengesetzte λ/4-Schicht des vorgeschriebenen Brechungsindex zu erreichen.

Die nachfolgend angeführten Beispiele, nämlich

Beispiel 8 (1,52) 1,45,1,38,11,50,1,87,2,35,12,35,1,92,1,38 (1,0);

Beispiel 9 (1,52) 1,45,138,11,75,2,30,12,10,11,38 (1,0) und

Beispiel 10 (1,52) 1,45,138,11,38,1,53,1,95,11,95,1,38(1,0),

zeigen weitere Ausführungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Prinzips. In jedem Falle erhält man eine verbesserte breitbandige Reflexionsverminderung, wenn man, wie dargelegt die drei Gruppen aus mindestens je zwei Schichten und mit dem gemäß Patentanspruch vorgeschriebenen Verlauf des Brechungsindex vorsieht

Da gemäß Patentanspruch 1 die Einzelschichten jeder Gruppe aneinander grenzen, ist die Zuordnung der Schichten zur betreffenden Gruppe ohne weiteres durchführbar. Zum Beispiel könnte man ohne Kenntnis der obenstehenden Beschreibung der F i g. 2 anhand der letzteren allein schon entscheiden, daß die erste an das Substrat angrenzende Schicht und die darauffolgende zweite Schicht zu ersten Gruppen gehören, weil nur innerhalb dieser beiden Schichten ein Abfall des Brechungsindex stattfindet Daraus ergibt sich dann, daß die nächsten zwei Schichten der zweiten Gruppe zugehören und daß diese zweite Gruppe nicht mehr als diese beiden Schichten umfaßt denn nur sie zeigen ein Ansteigen des Brechungsindex. Daraus folgt weiter, daß die beiden letzten Schichten der dritten Gruppe angehören, denn auch diese muß mindestens zwei Schichten umfassen und der Brechungsindex innerhalb dieser Gruppe muß abfallen. Auch für das Beispiel der F i g. 3 kann'durch eine analoge Überlegung festgestellt werden, daß die ersten beiden Schichten nahe dem Substrat zur ersten Gruppe mit abfallendem Brechungsindex gehören, die drei folgenden Schichten zur zweiten Gruppe, weil sie einen ansteigenden Brechungsindex aufweisen und die beiden letzten Schichten zur dritten Gruppe, weil diese ebenfalls mindestens zwei Einzelschichten umfassen und der Brechungsindex wieder abfallen muß. In analoger Weise kann bei jedem λ/4-Schichtsystem festgestellt werden, ob es die gemäß dem Anspruch 1 erforderlichen Schichtengruppen aufweist Etwas schwieriger ist die Zuordnung bei Verwendung von zusammengesetzten λ/4-Schichten, jedoch ist sie auch in diesen Fällen durch eine entsprechende Systemanalyse zweifelsfrei möglich.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

030 224/195

Claims

Patentansprüche:

1. Aus einer Mehrzahl von einfachen oder zusammengesetzten λ/4-Schichten bestehender reflexionsvermindernder Belag, dadurch gekennzeichnet, daß — in der Reihenfolge der Aufzählung vom Substrat her beginnend — auf diesem drei Gruppen vcn wenigstens je zwei λ/4-Schichten aufgebracht sind, wobei die Schichten jeder Gruppe aufeinanderfolgend unmittelbar aneinander grenzen und die Schichten der ersten Gruppe einen unterhalb des Brechwertes des Substrates abfallenden, die Schichten der zweiten Gruppe einen wieder ansteigenden und die Schichten der dritten Gruppe einen bis wieder unterhalb des- Brechwertes des Substrates abfallenden Brechwert besitzen.

2. Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten der ersten Gruppe sämtlich einen unterhalb des Brechwertes des Substrates liegenden Brechwert aufweisen.

3. Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sechs λ/4-Schichten vorgesehen sind und daß wenigstens eine Schicht der dritten Gruppe als zusammengesetzte λ/4-Schicht ausgebildet ist

4. Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengesetzten λ/4-Schichten in an sich bekannter Weise mit einer mittleren und zwei symmetrisch an diese anliegenden äußeren Teilschichlen ausgebildet sind, wobei die mittlere Teilschicht einen höheren, die beiden anliegenden Teilschichten einen niedrigeren Brechwert als die einfache λ/4-Schicht aufweisen, denen die zusammengesetzte Schicht äquivalent ist.

5. Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag aufgebaut ist aus sechs Schichten mit einer optischen Dicke von A/4- der Bezugswellenlänge, wovon die fünfte Schicht als zusammengesetzte λ/4-Schicht ausgebildet ist.

6. Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag aufgebaut ist aus sieben Schichten von λ/4 optischer Dicke der Bezugswellenlänge, wovon die vierte, fünfte und sechste Schicht als zusammengesetzte Schichten ausgebildet sind.

7. Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag aus folgenden λ/4-Schichten und Teilschichten zusammengesetzter λ/4-Schichten aufgebaut ist:

1. λ/4-Schicht: η = 1,45,5 = 0,25 λο

2. λ/4-Schicht: η = 1,38, y = 0,25 A₀

3. λ/4-Schicht: η= 1,45.5 = 0,25λο

4. λ/4-Schicht bestehend aus den Teilschichten:

a) n= 1,38, i= 0,08 λ₀

b) η = 2,08, s = 0,09 A_n

c) η = l,38,s = 0,08Ao

5. λ/4-Schicht bestehend aus den Teilschichten:

a) /7= 1,38,5 = 0,04 λο

b) π = 2,08,5 = 0,16 λ₀

c) π= 1,38,5 = 0,04λο

6. λ/4-Schicht bestehend aus den Teilschich ten:

a) π= 1,38,5 = 0,07 λο

b) n = 2,08, S = 0,1 U₀

c) π= 1,38,5 = 0,07 λο

7. λ/4-Schicht: η = 1,38

wobei η den Brechungsindex, 5 die optische Dicke und λο die Bezugswellenlänge bedeutet.

Erst in letzter Zeit ist es gelungen, praktisch herstellbare reflexionsvermindernde Schichtsysteme zu entwickeln, die nicht nur in einein verhältnismäßig schmalen Wellenlängenbereich sondern im ganzen sichtbaren Gebiet eine niedrige Reflexion aufweisen (A. Musset and A. Thelen, Multilayer Antireflection Coatings, Progress in Optics, Vol.

8, New York, 1970). Trotz der großen Wirksamkeit dieser Systeme wäre oft eine noch größere, über das sichtbare Spektralgebiet

ι hinausreichende Bandbreite erwünscht Zum Beispiel gibt es optische Linsensysteme, die nicht nur für die Abbildung im sichtbaren Bereich sondern gleichzeitig auch für die Abbildung im nahen Infrarot benutzt werden sollen. Eine normale Mehrfachsicht-Reflexions-

, verminderung bekannter Art wäre für diese Systeme sogar noch nachteiliger als überhaupt keine Reflexionsverminderung, da die Reflexion dieser bekannten Schichtsysteme außerhalb des Nutzbereiches sehr stark ansteigt

Weiterhin wäre es selbst für die Reflexionsverminderung im sichtbaren Bereich oft erwünscht, über eine größere Bandbreite zu verfügen. Denn da für alle Interferenzsysteme Dickenänderungen mit Wellenlängenverschiebungen und Änderungen des Einfallswinkels äquivalent sind, könnte man mit breitbandigeren Systemen die Dickentoleranzen bei der Herstellung vergrößern, diese also verbilligen, oder eine größere Variation des Einfallswinkels zulassen und damit z. B. optische Teile mit stärkerer Krümmung immer noch zufriedenstellend entspiegeln.

Die bisher bekannten, aus mehreren Schichten bestehenden Breitbandsysteme für Reflexionsverminderungen lassen sich im allgemeinen auf Systeme mit gleichdicken Schichten zurückführen und können dann als aus zwei Gruppen von Schichten aufgebaut aufgefaßt werden. Vom Substrat aus gezählt, besteht eine erste Gruppe aus Schichten mit ansteigendem Brechungsindex, während eine darauffolgende zweite Schichtengruppe aus Schichten mit abfallender Brechzahl besteht. Unter »ansteigender« bzw. »abnehmender« Brechzahl oder Brechungsindex wird hier und im folgenden verstanden, daß innerhalb der so gekennzeichneten Gruppe die aufeinanderfolgenden Schichten einen zunehmend höheren bzw. niedrigeren Brechungsindex besitzen. Bei der vorerwähnten ersten Schichtengruppe mit ansteigendem Brechungsindex besitzt also die erste Schicht einen bestimmten Brechungsindex, die zweite Schicht einen höheren Brechungsindex als die erste Schicht und — sofern die Gruppe drei oder mehr Schichten umfaßt — die dritte und jede folgende Schicht einen höheren Brechungsindex als die jeweils vorangehende Schicht, bis die Gruppe abgeschlossen ist. Jedoch wurden nach dem bisherigen Stand der Technik bei reflexionsvermindernden Belägen mehr als zwei Einzelschichten in jeder Gruppe kaum verwendet.

Für die Schichtgruppe mit abfallendem Brechungsindex gelten die vorstehenden Ausführungen analog.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werde zunächst der typische Aufbau eines bekannten Systems für eine breilbandige Reflexionsverminderung näher erläutert. (Alfred Thelen, Three Layer Antireflection Coating, US-PS 31 85 020).

Die F i g. 1 zeigt schematisch ein derartiges bekanntes reflexionsverminderndes Schichtsystem zusammen mit der zugehörigen Reflexionskurve. Es besteht aus einer if einer Unterlage mit dem Brechungsindex 1,52 (Glas) aufgebrachten ersten Schichtengruppe aus zwei Schichten mit zunehmendem Brechungsindex von 1,62 und