DE2525863A1 - Optisches schichtsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Schichtsystem mit einer oder mehreren dielektrischen und/oder metallischen Schichten auf einem Substrat.

Derartige Schichtsysteme sind z.B. als Interferenzfilter oder als Spiegel mit vorgegebenen Reflexionsfaktoren und Krümmungsradien bekannt.

Da das Substrat aus einem festen Körper z.B. Glas besteht, sind die Abbildungs- oder Filtereigenschaften des Schichtsystems wegen der festen vorgegebenen Krümmung des Substrates konstante Größen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung anzugeben, die eine Anpassung der Spiegel- oder Piltereigenschaften des optischen Schichtsystems an ein auf dieses auftreffendes Lichtstrahlenbündel erlaubt. Diese Vorrichtung soll also als Variospiegel oder Variofilter wirken.

Diese Aufgabe wird-erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Substrat auf einer Halterung vorgegeben sphärisch oder asphärisch verformbar befestigt ist.

Damit werden die Abbildungseigenschaften und insbesondere die Krümmung und Brennweite eines derartigen als Spiegel ausgebildeten Schichtsystems in weiten Grenzen variierbar. Diese Spiegel sind für justierbare optische Beleuchtungsanordnungen und für abstimmbare Laserresonatoren verwendbar.

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Beim Aufbau eines Schichtsystems als Filter kann die Krümmung der einzelnen Schichten an konvergente oder divergente Strahlenbündel angepaßt werden derart, daß die spektrale Breite des Durchlaßbereiches nicht erhöht wird, und daß die Transmissionskurve nicht erniedrigt und spektral verschoben wird. Ein erfindungsgeraäßer Spiegel oder Filter kann durch einfaches Zuschneiden auf vorgegebene Abmessungen verkleinert und mit anderen optischen Bauelementen durch einen transparenten optischen Kitt verbunden werden. Diese Eigenschaft von verformbaren Substraten ist auch für die Herstellung von integriert-optischen Bauelementen interessant.

Die maximal mögliche Änderung der Krümmung eines Spiegels oder Filters ist von der Elastizität der verwendeten Aufdaapfschichten abhängig.

Um das optische Schichtsystem zwischen einer konkaven und einer konvexen Form variabel verformbar zu machen, wird vorteilhafterweise ein eben ausgebildetes Substrat verwendet. Soll jedoch die Krümmung eines Spiegels oder Filters groß sein, wird vorteilhaft eine Vorrichtung mit einem entsprechend vorgekrümrat ausgebildeten Substrat verwendet.

Als Substrat eignet sich vorteilhafterweise eine elastische Kunststoffolie oder auch eine Kollodiumfolie, welche durch Eintrocknen einer Kollodium-Äther-Lösung auf einer ebenen oder gekrümraten Glasplatte hergestellt und von dieser leicht abgelöst v/erden kann. Die Kollodiumfolie weist dann eine gute Oberflächenbeschaffenheit auf. Sie ist leicht asphärisch oder sphärisch verformbar.

Eine Kollodiumfolie mit mehreren Zentimetern Durchmesser und einer Dicke zwischen 0,05 und 0,2 mm wird in einer Hochvakuumbedampfungsanlage mit dielektrischen Vielfachschichten z.B. aus ZnS und MgFg bedampft. Wie Versuche gezeigt haben, lassen sich zylinderische

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Deformationen von zunächst ebenen Spiegeln bis zu einea Krümmungsradius von 25 mm erreichen, ohne daß die Aufdampfschichten "beschädigt werden.

Wenn die bedampfte Kollodiumfolie durch einen an ihrer Peripherie angreifenden Rundguramiring auf eine sphärische KetalIflache aufgedrückt wird, ergeben sich sphärische Verformungen bis zu einen Krümmungsradius von 50 mm.

Kleinere Krümmungen lassen sich erzielen, wenn die Polie durch Eintrocknen auf einem gekrümmten Träger mit einer definierten Vorkrümmung hergestellt wird. Nach dem Bedampfen der Polie mit den dielektrischen Schichten und dem Abziehen der Polie von dem Träger ist eine Erhöhung oder Erniedrigung der Krümmung möglich.

Als Substrat ist insbesondere auch eine elastische Kunststofflinse z.B. in der Art einer aus der Augenoptik bekannten Kontaktlinse verwendbar, für welche bereits einfache Herstellverfahren bekannt sind.

Die Krümmung des Schichtsystems kann insbesondere pneumatisch erfolgen. Dazu wird das Schichtsystem an seinem Umfang auf einer als Hohlkörper ausgebildeten Halterung eingespannt und durch einen in der Halterung erzeugten vorgegebenen Luftüber- oder Luftunterdruck konvex bzw. konkav verformt.

In einem alternativen Verfahren wird die Verformung thermisch erreicht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in der PigurenbeSchreibung erläutert.

Die Pigur 1 zeigt einen pneumatisch betriebenen Variospiegel und die Pigur 2 ein thermisch betriebenes Variofilter.

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In der Figur 1 ist an einer' luftdicht abgeschlossenen Halterung 1 mit einer Absaugvorrichtung 2 eine z.B. vorgekrümmt ausgebildete dünne Kollodiumfolie 3 peripher eingespannt. Auf der Folie ist ein Schichtsystem 4 aus einer oder mehreren Schichten aufgedampft. Durch Erzeugung eines vorgegebenen ünterdruckes in der Halterung 1 entsteht eine konkave Fora des optischen Schichtsystems 4 mit einem vorgegebenen Krümmungsradius. Die Krümmung kann eine solche Größe aufweisen, daß sämtliche Teilstrahlen 5 eines beliebigen divergenten Iichtstrahlenbündel z.B. senkrecht auf das Schichtsystem auftreffen und dort in sich reflektiert werden.

Der Krümmungsradius des Schichtsystems kann auch so abgeändert werden, daß das Lichtstrahlenbündel mit einem vorgegebenen Divergenz- oder Konvergenzwinkel zurückgeworfen wird.

In der Figur 2 ist auf einer bikonvexen Kunststofflinse 6 das optische Schichtsystem 7 angeordnet. Auf einer ebenen Mantelfläche der Linse 6 ist ein metallischer Ring 8 befestigt, welcher induktiv beheizt werden kann. Durch Wärmeleitung wird in diesem Falle die Linse 6 mit aufgeheizt, wobei sich ihre Oberflächenkrümmungen in Abhängigkeit von der in der Linse vorliegenden Temperatur vorgebbar einstellen lassen.

Alle Teilstrahlen 9 eines konvergenten Strahlenbündels treffen senkrecht auf das als spektralselektives Filter ausgebildete Schichtsystem 7 auf, so daß alle Teilstrahlen nach dem Durchlaufen dieses Filters den gleichen Anteil des Spektrums des einfallenden Bündels aufweisen.

2 Figuren
Patentansprüche

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Claims (11)

1. Patentansprüche

   ιΊ. Optisches Schichtsystem mit einer oder mehreren dielektrischen und/oder metallischen Schichten auf einem Substrat dadurch gekennzeichnet , daß das Substrat auf einer Halterung vorgegeben sphärisch oder asphärisch verformbar befestigt ist.
2. 2. Optisches Schichtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das verformbar befestigte Substrat eben ausgebildet ist.
3. 3. Optisches Schichtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das verformbar befestigte Substrat sphärisch oder asphärisch gekrümmt ausgebildet ist.
4. 4. Optisches Schichtsystem nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Substrat eine Kollodiumfolie oder eine andere Kunststoffolie ist.
5. 5. Optisches Schichtsystem nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Substrat aus einem elastischen Kunststoff besteht, wie er z.B. für elastische Kunststofflinsen in der Augenoptik verwendet wird.
6. 6. Optisches Schichtsystem nach den Ansprüchen 4 und 5,dadurch gekennzeichnet , daß das Substrat eine Dicke zwischen 0,05 und 0,2 mm aufweist.
7. 7. Optisches Schichtsystera nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Substrat eine handelsübliche elastische Kontaktlinse ist.

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8. 8. Verfahren zur vorgegebenen Verformung des optischen Systems nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Verformung pneumatisch erfolgt.
9. 9. Verfahren zur vorgegebenen Verformung des optischen Systems nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Verformung thermisch erfolgt.
10. 10. Verwendung des optischen Systems nach den Ansprüchen 1 bis 7 als Vario-Spiegel.
11. 11. Verwendung des optischen Systems nach den Ansprüchen 1 bis 7 als Vario-Pilter.

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