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OPTISCHES SCHICHTSYSTEM AUF GEKRÜMMTER OBERFLÄCHE UND VERFAHREN
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ZUR DESSEN HERSTELLUNG Die Erfindung betrifft ein aus Dielektriken
auf gekrümmter Oberfläche ausgebildetes optisches Schichtsystem und ein Verfahren
zu dessen Herstellung. Das erfindungsgemäße Schichten system bildet auf den gekrümmten
Oberflächen von bauchigen Objekten, insbesondere von bei Lichtquellen angewendeten
Glokken einen Überzug, der im Bereich der sichtbaren elektromagnetischen Strahlung
durch eine Transmissionscharakteristik der Kaltspiegel, d.h. durch einen ausgeglichenen
Ablauf der Transmission gekennzeichnet ist, und vor allem zur Herstellung von Reflektorglocken
gekrümmter Oberfläche geeignet ist.
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In der Lichtquellenindustrie bildet die Herstellung von Kaltspiegeln
eine wichtige Aufgabe. Die Kaltspiegel werfen einen bedeutenden Teil der einfallenden
sichtharen elektromagnetiaschen
Strahlung zurück, jedoch gewährleisten
sie die Durchlassung eines überwiegenden Teiles der die Wärmestrahlung bildenden
infraroten Strahlen Die Kaltspiegel, die vor allem oeim Projizieren Anwendung finden,
werden als Schichtsystem durch Dämpfung mittels eines Streugases auf einer Trägeroberfläche
ausgebildet: das Schichtsystem enthalt Dünnschichten, und wird allgemein auf zwei
Wellenlängen abbetönt. Das Schichtsystem wird z.B. mit Je zehn Dünnschichten den
beiden Wellenlängen der Abtönung /z.B. 500 nm und 600 nm/ entsprechend ausbebildet,
wobei die zu verschiedenen Wellenlängun gehörenden Dünnschichten abwechselungsweise
gelagert und aus zwei verschiedenen Stoffen vorbereitet werden. Ihre optische Dicke
beträgt A/4, wobei # die Wellenlänge der dem gegebenen Stoff entsprechenden Abtönung
bedeutet. Die optische Dicke ist mit einer hohen, zumindest 3 % betragenden Genauigkeit
einzuhalten, anderenfalls können die Kalt spiegel die Qualitätserforderungen nicht
erfüllen Diese Forderungen sind die nachfolgenden: eine zumindest 95 %-ige Reflexion
im Bereich des sichtbaren Lichts und eine zumindest 85 ziege Transmission für die
infrarote Strahlung. Die Stoffe der Dünnschichten werden allgemein derart ausgewählt,
daß einer der Stoffe durch einen relativ hohen, und der andere durch einen relativ
niedrigen Wert der Brechungszahl zu kennzeichnen ist.
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Derartige Stoffpaere bilden z.B. das TiO2 und das SiO2, woraus harte,
durch Dämpfung schwer herstellbare Schichten ausgebildet werden können, oder das
ZnS und das MgF2, die weiche, durch Dämpfung leicht ablagerbare Schichten sichern.
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Die Transmission und dic Reflexion bilden physikalische Größen, die
von der Stoff der g(':ebenen Schicht sowie von der
Wellenlänge abhängig
sind, Bei einer bestirwnten Wellenlänge, für den in normaler Richtung gesicherten
Einfall des Lichtes können die beiden Größen aufgrund der Maxwellschen Gleichungen
relativ leicht gerechnet werden. Falls das Licht nicht in normaler Richtung die
Oberfläche erreicht und die Veränderung der 'Wellenlänge in Betracht zu ziehen ist,
und insbesondere für den relativ breiten Wellenlängenbereich der sichtbaren Strahlung
können die theoretischen Berechnungen auch durchgeführt werden, Jedoch benötigen
sie die Anwendung einer Rechenmaschine, wenn die obenerwähnten Genauigkeitsanforderungen
zu erfüllen sind. Die optische Qualität des Schichtsystems wird eben derart bestimmt,
vrie gut die Gleichmäßigkeit der optischen Schichtdicke auf der Trägeroberfläche
ist, d.h. in welchem Maße sie im Wellenlängenbereich der sichtbaren Strahlung durch
die Gleichmäßigkeit der auf verschiedenen Oberflächenpunkten gemessenen Transmissionskurven
gekennzeichnet ist. Die Prüfung de Qualität der Kaltspiegel wird allgemein mit Anwendung
von normalen Lichtstrahlen durch führt obwohl immer mehr Anwendungsgebiete sich
ergeben und immer mehr Spielgelkonstruktionen bearbeitet worden sind, bei deren
in praktischen Arbeitsbedingungen der Lichtstrahl nicht in normaler Richtung einfällt,
und es möglich ist, daß der Einfallswinkel der in Bezug zur Normalen der Oberfläche
bestimmt wird einer bestimmten Funktion gemäß veränderlich ist. Falls die Schichten
des Systems auf der Oberfläche mit einer überall gleiohren Dichte, den Bedingungen
des normalen Einfalls entsprechend ausgebildet werden, verändern sich ihre Reflexions-
und Transmissionskennzeichen in einem breiten Bereich bei Veränderungen des Einfallswinkels,
du das Licht in den Schichten Wege von verschiedenen
Längen zurücklegt.
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Die Entwicklung der Dünnschichtentechnoloie zufolge wird zur Zeit
die Herstellung von optischen Schichtsystemen auf bauchigen Objekten hoher Krümmung,
# insbesondere auf gekrümmten Spiegeln von Projektoranlagen möglich geworden. Den
bekannten über Lösungen gemäß jedoch wurden die züge lediglich mit nicht veränderlicher
Schichtdicke hergestellt.
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Beim mittels flacher optischer Elemente durchzuführenden Projizieren
ist die Schichtdicke, bzw. die bei der gegebenen Wellen länge gültige optische Schichtdicke
/d.h. die Quotient der phySikalischen Schichtdicke und der Brechungszahl/ aufgrund
des bekannten Einfallswinkels zu bestimmen. Im Falle von gekrümmten Oberflächen
wurden zur Zeit keine Versuche notiert, die das Ziel gesetzt haben, auf solchen
Oberflächen ein derartiges Schichtsystem zu schaffen, das die bei den Kalt spiegeln
aufgestellten Erforderungen erfüllt. Da in den Erzeugungsprogrammen der Lichtdem
quellenindustrie die auf Interferenzprinzip beruhenden d.h.
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bin aus Schichten von der der Wellenlänge t/4 entsprechenden optischen
Dicke bestehendes Schichtsystem aufweisenden Kalt- und einen Warmfilter, Projektorspiegel
gekrümmter Oberfläche/immer größexen Teil einnehmen, ist die praktische Lösung der
Aufgabe wichtig.
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Der Kaltspiegel wird allgemein, nach heutiger Praxis auf einer Ellipsoidoberfläche
hergestellt, wobei zum Projizieren ein niedri-Durchmesser ger Wert des 7 -Tiefe-Verhaltnisses
zu gewährleisten ist.
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Im Fokus der Oberfläche wird eine Lichtquelle /eine Glühlampe, ein
Entladungsrohr usw./ angeordnet. Bei einer derartigen Anordnung nimmt der Einfallswinkel
des aus der Lichtquelle auszesendeten Lichtstrahls, d.h. der Winkel zwischen der
Oberflächennormale
des ellipsoidförmigen Spiegels und des Lichtstrahl
einen von dem Mittelpunkt des Spiegels zu seiner Öffnung im Bereich Über von 0°
bis zu 60° veränderlichen Wert an. fler / zug wurde zur Zeit mit einer gleichmäßigen
Dicke hergestellt, Jedoch in diesem Falle .zeigt der Ablauf der Reflexion bedeutende
Veränderungen entlang der Oberfläche, und die zum Maximalwert der Reflexion gehörende
Wellenlänge kann im Vergleich mit der zumnormalem Einfall gehörenden auch mit 70
nm sich verschieben. Infolgedessen kommt die Veränderung der Farbe, des Farbeneffekts
des Spiegels sowie die Ungleiohmäßikeit seiner Kalte vor. Die Veränderungen können
theoretisch durch Lösung eines sehr komplizierten Gleichungsunter den Systems bestimmt
werden, jedoch / Bedingungen der Massenerzeugung sind die Qualitätserforderungen
lediglich durch weitere Versuche, experimentelle Prüfungen zu erfüllen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Lösung des obigen Problems
ein Schichtsystem zu schaffen, wobei der auf aus der Lichtquelle die reflektierenden
Oberflächenelemente einfallendö Lichtstrahl, unabhängig von der Krüminung einen
Berücksichtigung unter / Toleranz gleichen Weg zurücklegt, d.h. alle Oberflächenelemente
die gleiche Lichtinterferenz bewirken und das Schichtsystem, unabhängig von dem
Wert des Einfallswinkels, das Licht gleicher Wellenlänge mit identischer Intensität
bei den verschiedenen Oberflächenelementen zurückwirft oder durchläßt.
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Die Erfindung beruht darauf, daß die zwischen der zum Maximalwert
der Reflexion gehörenden Wellenlänge und dem Einfallswinkel vorhandene im Bereich
des sichtbaren Lichtes bei den fÄaohsn Spiegeln wohl bestimmbare und lediglich von
der
Brechungsahl des Stoffes hon der Brechungszahl der Stoffe/ der
Schichten abhängige Relation auch bei gekrümmten Oberflächen eine Auswahl der Herstellungsbedingungen
/z.B. des Drucks des Streugases, der Position der Achse der Trägeroberfläche bezüglih
der Quelle des auszudampfenden und abzulagernden Stoffes der Drehung der Trägeroberfläche
um ihre eigene Achse usw./ ermöglicht, so daß das so ausgebildete Schichtsystem
die Qualitätserforderungen des Kaltspiegels erfüllen kann.
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Der Zweck der Erfindung besteht aufgrund der obigen Erkenntnis in
der Schaffung eines Schichtsystems und eines Verfahrens zur Herstellung des Schichtsystems,
mit dem die erforderlichen optischen Eigenschaften erreicht werden können, d.h.
im Falle von gekrümmten Oberflächen des obenbeschriebene Problem gelöst werden kann.
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Der Zweck der Erfindung wird durch Bearbeitung eines Schiohtsystems
erreicht, wobei auf gekrümmter Oberfläche erfindungsgemäß Schichten von mit dem
sich vergrößernden/vermindernden Einfallswinkel des Lichtstrahls derart sich vergrößernden
vermindernden Dicke vorgesehen sind, daß die Spektralverteilung des durch die einzelnen
Oberflächenelemente zurückgeworfenen Lichtes gleich oder annähernd gleich ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Schichtsystems
beträgt die optische Dicke der Schichten
wobei d(@) die gesuchte optische Dicke der Schichten in dem Oberflächenelement
ist, bei der der Winkel zvaschen der das Element mit der LichtquelleverbindendenGeradenund
der
Oberflächennormale, d.h. der Einfallawinkel @ beträgt,
die optische Dicke der Schichten bei der Wellenlänge der Abtönung im Palle des normalen
Einfalls, #0(0) die zum Maximalwert der Reflexion bei normalem Einfalle, #0(#) die
zum Maximalwert der Reflexion beim mit dem Winkel @ gekennzeichneten Sinfalle
gehörende Wellenlänge bei den von aus dem gegebenen Stoff aus einer ebenen Platte
vorbereiteten Schichten, und #'(#) das Verhältnis #0(0)/#0(#) bedeutet.
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Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Schi chtsyst ems können
die Qualitätsanforderungen erfüllende Kaltspiegel hergestellt werden Die Herstellung
kann auf einer mittels einer Rechenmaschine bestimmbaren oder mittels Bemessungen
wohl prüfbarren Abhängigkeit basiert werden.
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Bei der Verwirklichung des Verfahrens wird das eine gekrümmte Oberfläche
aufweisende ObJekt auf einer verdrehbaren Trägeranlage angeordnet, werden die Schichten
nacheinander mittels eines Streugases abgelagert und inzwischen erfindungsgemäß
wird der Wert der obenbeschriebenen Funktion #'(#) für das Oberflächenelement bestimmt,
und der Druck des Streugases sowie der Winkel der Achse der gekrümmten Oberfläche
bezüglich einer vorgewählten Achse derart eingestellt, daß das Produkt der dem Maximalwert
der zum Oberflächenelement
bei normalem Einfalle gehörende Reflexion
entsprechenden Wellenlänge und des Funktionswertes einen konstanten Wert beträgt.
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Bei einer vorteilhaffen Verwirklichung des erfindungs£emäßen Verfahrens
wird der Druck des Streugases im Bereich von 10-5 5 bis zu 10 # mbar und der Winkel
der Oberflächenachse bezüglich der Drehachse der Trägeranlage im Bereich von 120
bis zu 300 ausgewählt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet die Herstellung eines
Schichtsystems, das die Qualitätserforderungen erfüllen und die Reflexion auf den
einzelnen Elementen der gekrümmten Oberfläche mit gleicher spektraler Verteilung
sichern kann.
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Der Gegenstand der Erfindung wird anhand beispielhafter Ausführungen
und Verwirklichungen, mit Hinweis auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 den Ablauf der Transmissionskurve eines auf einer ebenen Trägeroberfläche
ausgebildeten Kaltspiegels bei Einfallswinkeln Oo und 600, Pig, 2 den Ablauf des
Verhältnisses des zum Maximalwert der Reflexion eines ll-schichtigen, aus ZnS und
MgF2 vorbereiteten, und aus Schichten von optischer Dicke #/4 bestehen den Schichtaystems
gehörenden INellenlängen und der zum Maxinaluert bei normalem Einfalle gehörenden
Wellenlänge, abhängig von dem Einfallswinkel i, Fig. 3 die Veränderung des Einfallswinkels
bei den Oberfläohenpunkten einer ellipsoidförmigen Glocke im Palle einer in dem
Fokus des lDllipsoids angeordneten Lichtquelle, Fig. 4 das Schema einer zur Vorbereitung
eines erfindungsgemäßen
Schichtsystems anwendbaren Hochskuum-Dampfanlage,
Fig. 5 die Veränderung der zum Maximalwert der Reflexion eines nach einer Verwirklichungsart
des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einer nach E'i. 3 ausgebildeten gekrümmten
Oberfläche realisierten Schichtsystems gehörenden Wellenlänge, Fig. 6 die Veränderung
der zum Maximalwert der Reflexion eines nach einer weiteren Verwirklichungsart des
erfindungsgemäßen Verfahrens auf einer nach Fig. 3 ausgebildeten gekrümmten Oberfläche
realisierten Schichtsystems gehörenden Wellenlänge, Fig. 7 den Ablauf der Transmissionskurve
für den Punkt 7 der nach Fig. 3 ausgebildeten gekrümmten Oberfläche im Falle der
Anwendung einer beispieligen Ausführung des erfindungsgemäßen Schichtsystems, Fig.
6 das Schema einer Glocke von PAR-38 Typ mit den Richtungen der einfallenden und
der zurückgeworfenen Lichtstrahle, Fig. 9 die Veränderung der zum Maximalwert der
Reflexion eines mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auf der Oberfläche der
auf Fig. 8 dargestellten Glocke vorbereiteten Schichtsystems gehörenden Wellenlänge
abhängig vom Einfallswinkel, Fig. 10 das Schema einer mit einer Xenonlampe versehenen
Reflektorglocke mit den Richtunr;en der einfallenden und der zurückgeworfenen Lichtstrahle,
und Fig. 11 die Veränderung der zum Maximalwert der Reflexion eines mittels des
erfindungsgemäßen Verfahrens auf der Oberfläche
der auf Fig. 10
dargestellten Reflektorglocke vorbereiteten Schichtsystems gehörenden Wellenlänge
abhängig vom Einfallswinkel.
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Die das Licht der Lichtquelle zurückwerfenden Spiegel werden den
modernen Anforderungen gemäß allgemein als Kaltspiegel ausgebildet, die das sichtbare
Licht zumindest 95 % zurückwerfen und zumindest 85 % der naheren infraroten Strahlung
durchlassen. Im Falle eines Kaltspiegels, der abwechselnd aus ZnS-und MgF2-Schichten
und gemeinsam aus 21 Schichten gleichmäßiger Dicke ausgebildet worden ist, zeigt
die mit 0° gezeichnete Kurve der Fig. 1 die zu normalem Einfall des Lichtes gehörende
Transmission T. Im Bereich der Wellenlängen # von 430 bis zu 750 nm beträgt die
Transmission T des Spiegels höchstens 5%, d.h.
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wirft der Spiegel mindestens 95 % des einfallenden sichtbaren zurück
Lichtes; Die infraroten Wellen aus dem Bereich der näheren infraroten Strahlung,
d.h. mit einer Wellenlänge über 750 nm, werden durch den Spiegel in immer größerem
Maße durchgelassen. Palls die Lichtstrahlen unter dern Einfallswinkel 600 die Oberflache
des Spiels erreichen, der Ablauf der Transmissionskurve T /der mit 600 gezeichnete
Kurve/ zeigt eine bedeutende Veränderung. Die Wellenlänge der Abtönung der Reflexion,
die ursprünglich auf 500 nm eingestellt wurde, verschiebt sich um etwa 70 nm, nimmt
den Wert 430 nm ein, eine charakteristische Spitze entsteht bei der Wellenlänge
500 lim und die Transmission des Schichtsystems zeigt eine bedeutende Vergrößerung
bei den Wellenlängen über 600 nm. Eine Folge dieses Prozesses besteht in der Vewänderung
des Farbeneffekts den spiegel Bei der 60°-igen Vergrößerung des Einfallswinkels
vermindert sich die zur 50 %-igen Transmission
des Schichtsystems
gehörende Wellenlänge um etwa 90 rirn /von etwa 795 nm bis zu 705 nm/.
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Bei einem auf einer ebenen Oberfläche abwechselungsweise aus ZnS
und MgF2 ausgebildeten und aus Schichten von gleicher und gleichmäßiger Dicke bestehenden
Schichtaystem verändert sich das Verhältnis der bei dein Einfallswinkel e zum Maximalwert
der Reflexion gehörenden Wellenlänge und der beim geraden Einfalle zum Maximalwert
der Reflexion gehörenden Wellenlänge gemäß einer auf Fig. 2 dargestellten Funktion.
Die Funktion (#)#0(0), deren reziproke Funktion durch #'(#) gezeichnet wird, weist
bei einem mit der Oberflächennormale den Winkel von auf 60 bestimmenden Lichtstrahl
den Wert etwa 0,75, und den Wert von etwa 0,65, wenn der Winkel zwischen der Oberflächennormale
und dem Lichtstrahl 700 beträgt. Bei einem gegebenen Stoffpaar der Stoffe der Schichten
ist die in der Fig. 2 sichtbare Kurve von universalem Charakter, da die Abhängigkeit
von dem Einfallswinkel bei Schichten von gleichmäßiger Dicke. lediglich die Funktion
des Verhältnisses der Brechungszahlen der Stoffe ist.
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Die in Sig. 2 dargestellte Kurve, die sowohl mit Rechenmaschinenmethoden,
als auch mit Bemessungen wohl bestimmbar ist, ist in dem Verfahran zur Herstellung
des erfindungsgemäßen Schichtsystems wichtig.
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Das erfindungsgemäße Schichtsystem wird derart erzeugt, daß die Schichten
mit veränderlicher optischer Dicke an den Elementen der gekrümmten Oberfläche abgelagert
werden. Die Veränderung der Dicke ist so zu sichern, daß alle Punkte der Oberflache
die einfallenden Lichtstrahlen mit praktisch gleicher spektrale Verteilung zurückwerfen
und gleichzeitig für alle Oberflächenelemente
des Schichtsystems
die Reflexion im Bereich der sichtbaren Strahlung mindestens 95 ß und die Transmission
im Bereich der infraroten Strahlung mindestens 85% betrags. Dieses Ergebnis wird
derart erreicht, daß die optische Dicke der Schichten im Maße der Vergrößerung des
Einfallswinkels vergrößert wird. Der Ablauf der Vergrößerung kann vorteilhaftderart
bestimmt werden, daß zuerst die die gewünschte Reflexion gewährleistende optische
Dicke do bei normalem Einfalle, danach die obenbeschriebene, zum Maximalwert der
Reflexion gehörende Funktion #'(#) und Winkellage des gegebenen Elements der Oberflache
bestimmt, und endlich das Produkt der Schichtdicke d0 und des zur gegebenen iyinkellage
gehörenden Wertes der Funktion #'(#) errechnet wird. Das Produkt gibt die gewünschte
optische Dicke der Schicht.
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Die Fig. 3, 8 und 10 stellen Fragmente von verschiedenen Reflektorglocken
im Querschnitt dar. Im Punkte F wird die Lichtquelle angeordnet und ist sichtbar,
wie ändert sich der Einfallswinkel in einzelnen Oberflächenpunkten der Reflektorglocke.
Das durchmesser in Fig. 3 dargestellte Ellipsoid vom Offnungs / -- -- 130 mm und
Tiefe 90 mm ist in Oberflächenpunkten 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 und 11 mit entsprechenden
Einfallswinkeln 2,5°, 30,5°, 37°, 42°, 46°, 49°, 51°, 52,5°, 54°, 55° und 55,5°
zu kennzeichnen. Zum mittels Punkten 31, 32, 33, 34, 35 und 36 bestimmten Fragment
des auf Fig. 8 dargestellten Querschnittes der Glocke von PAR-38 Typ gehören die
nachfolgenden Einfallswinkel: 480, 53 EO, 57,60, 610, 63,30 und 65,1°. Fiz. 10 stellt
das Fragment einer ellipsoidforrnigen, zur mit Xenonlampe versehenen Anlage durchmesser
vorgesehenen Reflektorglocke mit Öffnungs 210 mm und Tiedar fe 115 mm/, wobei zu
Oberflächenpunkten 41, 42, 43, 44, 45, 46,
47, 48, 49, 410, 411
und 412 die Einfallswinkel 250, 300, 340, 37,5°, 40,5°, 43°, 45°, 47,5°, 48,5°,
50°, 51,5° und 52,5° gehören.
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Es ist wohl sichtbar, daß sich bei den dargestellten Oberflächen
die Einfallswinkel in einem breiten Bereich ändern.
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Zum Ablagern der Schichten werden der heutigen Praxis gemäß verschiedene
physische Methoden angewendet, da zur Erfüllung der Genauigkeitsforderungen die
anderen, z.B. die chemischen Methoden nicht geeignet sind. Eine zur Realisierung
der Methode bearbeitete Hochvakuum-Dampfanlage wird schematisch in Fig. 4 dargestellt.
Der abzulagernde Stoff wird in einem mit einer Elektronenkanone versehenen durch
Widerstandheizung betätigten Bedam-Beda den pfer 11 angeordnet. Der Ampfer 11 führt
in Innenraum 17 der Anlage die Dämpfe herein. Da im Innenraum 17 ein Hochvakuum
herrscht, ist die Fortpflanzung der Dämpfe theoretisch susrechenbar.
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Für den Dampfer 11-als die Quelle der Dämpfe-kann die genaue Bedampfungscharakberistik
bestimmt werden. Im Innenraum 17 ist ein Behälter 16 angeordnet, der um eine eine
charakteristische Länge h aufweisende Achse verdrehbar ist. Die Drehzahl beträgt
allgemein von 5 bis 20 min-1, abhängig davon, wie schnell die Schiohten abzulagern
sind. Durch Anwendung der Drehzahl 15 min # können einer die Schichten optischer
Dicke /4 während etwa 1 Minute bereitet werden. Die schnellere Ablagerung kann ungünstig
sein, de sie die Ungleichmäßigkeit der Oberfläche hervorrufen kann.
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Auf dem Behälter 15 werden Glocke 12 angeordnet, und zwar in einem
Abstand 11 von der Drehachse, nötigenfalls sichernd die Drehung der Glocken um ihre
eigenen Achsen. Der Prozeß der Bedampfung wird mittels eines eine Lichtquelle 15,
ein Referenz-Photoelement,
ein Meßglas 13, ein Photoelement 14,
sowie einen Charakteristikfilter enthaltenden Systems kontrolliert. DerBedampfer
11 wird in einem Abstand 12 von der Drehachse angeordnet. Die Wand der Anlage soll
gekühlt werden, um das Zurückwerfen der die Wand erreichenden Teilchen und damit
die störende Einwirkung des zurückgeworfenen Teilchens vermeiden zu können. Die
Glocke 12 wird im Behälter 16 so eingestellt, daß zwischen deren Achse und der durch
die Länge h gekennzeichneten Achse der Winkel oc beträgt.
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Das erfindungsgemäße Schichtsystem wurde mittels des vorgeschlagenen
Verfahrens auf der inneren Oberfläche von nach den Figuren 3, 8 und 10 vorbereiteten
Glocken hergestellt. Zur Erzeugung des Schiclhtsystems wurde eine gemäß der Fig.
4 ausgebildete Hochvakuum-Dampfanlage angewendet, deren charakteristische Abstände
betragen: 11 = 270 mm, 12 = 540 mm, h = 1050 mm.
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Beispiel 1 Auf der inneren Oberfläche von einerfür Projektoren vorgesehenen,
gemäß der Fig. 3 ausgebildeten Glocke /wobei der offdurchmesser nungs/ 130 mm und
die Tiefe 90 mm ist/ wurde ein zur Wellenlänge 700 nm abgetöntes Schichtsystem bei
dem 23°-igen Wert des Winkels oc vorbereitet. Auf verschiedenen Glocken wurden die
Schichtsysteme bei verschiedenen Druckwerten erzeugt, wobei die Drehzahl des Behälters
16 15 min 1 betrug. Danach wurden die zum Maximalwert der Reflexion bei normalem
Einfalle gehörenden Wellenlägen in den Punkten 1 bis 10 gemessen. Die Ergebnisse
sind in FiG. 5 sichtbar, wobei die Kurven 21, 22, 23, 24 zu den Drucken 5.10-4,
3,5.10-4, 2.10-4 und 2,5.10-5 mbar gehören. Die waagrechte Achse zeigt die Abstände
von der Achse der Glocke, die durch die Punkte 1 bis 10 bestimmt worden sind. Durch
Multiplizieren der zu der erhaltenen Kurve gehörenden Werte mit
den
entsprechenden Werten der in Sig. 2 dargestellten Korrekturfunktion wurde klar daß
bei dieser Winkellage kein Druckwert bestimmt werden kann, der einen gleichmäßigen
Ablauf der Reflexion bei veränderlichen Werten des Einfallswinkels sichern könne,
In dem nachfolgenden Versuche wurde der Winkel α auf den Wert 15,5° eingestellt
und die Bedampfung mit den Drucken 1,5.10-4, 8.10-5, 6.10-5 und 2,510-5 mbar durchgeführt.
Auf zu den vorigen Versuchen ähnliche Weise wurden die zum Maximalwert der Reflexion
gehörenden Wellenlängen gemessen, die Produkte gerechnet und es sind die in Fig.
6 durch 25, 26, 27 und 28 gezeichneten Kursen entstanden. Die so erhaltenen Werte
wurden mit den entspreohenden Werte der in Fig. 2 dargestellten Korrekt ur- funktion
multipliziert. In Fig. 5 ist es sichtbar, daß zur Kurve 26 eine durch abgebrochene
Linie gezeichnete Kurve gehört, deren Veränderung zu der idealen Veranderung sich
nähert: der Ablauf des Maximalwertes der Reflexion erfüllt die optische Erforderungen
der Kaltspiegel.
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Auf ähnliche Weise kann bestimmt werden, welcher Druckwert des Streugases
dazu benötigt ist, ein Schichtsystem zur anderen Wellenlänge der Abtönung bei gegebenen
Bedingungen, den Erforde- -rungen gemäß, zu schaffen. Die Schichten des Systems
werden abwechslungsweise ZU den zwei Wellenlängen, gegebenenfall2 zu 500 nm und
700 nm abgetönt abgelagert, und 21 Schichten geben den Kaltspiegel, der auf der
Oberfläche der Glocke ausgebildet die gleichmäßige Reflexion der sichtbaren und
die benötigte Transmission der infraroten Strahlun<; gewährleistet. Die Transmission
des fertigen Spiegels wurde im Punkte 7 der in Fig. 3 dargestellten
Oberfläche
/d.h. beim Einfallswinkel 50° gemessen, und dadurch die Kurve der Fig. 7 erhalten.
Es ist sichtbar, daß der Spiegel im Bereich der aichtbaren Strahlung den Erforderungen
völlig entspricht: die Transmission zeigt einen gleichmäßigen niedrigen Wert, und
die Reflexion ist gleichmäßig hoch.
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Beispiel 2.
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Auf der inneren Oberflache der in Fig. 8 dargestellten Beda PAR-38
Glocke wurde die /mpfunG bei einer Winkellage α = 22,5U durchgeführt. Der
Druckwert betrug 3,5.10-4 4 mbar, der nach Versuchen bestimmt wurde. Auf der Glocke
wurden Je 10 Schichten zu den Wellenlängen 610 nm und 425 nm vorbereitet. Für die
Schichten zur Abtönung 610 nm enthält die Fig. 9. das Ergebnis: die ununterbrochene
Linie zeigt die beim normalen Einfalle bestimmten Wellenlängen und die unterbrochene
Linie die die korrigierte Schichtdicke in Betracht ziehenden Wellenlängen abhängig
von den auf der Oberfläche gemessenen Abständen. Die Abstände wurden den Punkten
31 bis 36 der Fig. 8 gemäß bestimmt. Die unterbroohene Linie zeigt, daß die Glocke
eine gleichmäßige Reflexion sichert. Die beim Punkt 33 der mit dem Schichtsystem
bedeckten Glocke gemessene Transmission /d.h, die Transmission beim Einfallswinkel
57,60/ entspricht wesentlich dem in Fig. 7 sichtbar ren Ablauf.
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Beispiel 3, Das in Fig. 10 dargestellte Fragment gehört zu einer eldurchmesser
lipsoidförmigen Glocke, die den Öffnungs 210 und die Tiefe 115 mm aufweist, Diese
Glocke wird allgemein bei einer mit einer Xenonlampe versehenen Projektoranlage
angewendet. Im Falle
dieser Glocke bewiesen die Versuche, daß
bei der Winkellage CL = 230 der Druok 1,5.10-4 4 zur Ausbildung des die Erforderungen
erfüllenden Schichtsystems geeignet ist. Das Schichtsystem enthält 10 Schichten
mit der Abtönung zu 700 nm und 11 Schichten zu 485 nm. Durch Bemessung der auf Wellenlänge
700 nm abgetönten Schicht wurden die in Fig. 11 sichtbaren Ergebnisse erreicht.
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Die beim Punkt 410 /d.h. beim Einfallswinkel 500/ der mit dem Schichtsystem
bedeckten Glocke /d.h.beim Einfallswinkel 500/ gemessene Transmission entapricht
wesentlich dem in Fig. 7 sichtbaren Ablauf..
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Die ausgeführten Kaltspiegel bewiesen überzeugend, daß das erfindungsgemäße
Schichtsystem die bezüglich der Kaltspiegel aufgestellten Qualitätserforderungen
erfüllen können. Das vorgeschlagene Verfahren ist zur effektiven ökonomischen Serienfertigung
des Schichtsystems geeignet.