DE3538996A1 - Interferenzfilter - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Interferenzfilter auf einem für
den sichtbaren Teil des Spektrums transparenten Substrat
aus abwechselnden dielektrischen Schichten jeweils aus Ma
terial mit höherem (H) und mit niedrigerem (L) Brechungs
index unter Anwendung von λ/4-Schichten, das so ausgelegt
ist, daß Strahlung eines gewünschten Wellenlängenbereichs
durchgelassen und Strahlung der benachbarten Wellenlängen
bereiche reflektiert wird.
Interferenzfilter mit abwechselnden dielektrischen Schich
ten aus Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindices
eignen sich zur Steigerung der Lichtausbeute von Glühlam
pen. Interferenzfilter, die als Heißlichtspiegel wirken,
sind für die sichtbare Strahlung des Spektrums im Wellen
längenbereich von etwa 0,43 bis 0,70 µm weitgehend trans
parent und für Strahlung der angrenzenden Spektralbereiche
relativ hoch reflektierend, daher wird von der Wendel der
Glühlampe ausgesandte Infrarotstrahlung von dem auf dem
Lampenkolben befindlichen Interferenzfilter auf die Wendel
reflektiert, während der von der Wendel emittierte sicht
bare Anteil der Strahlung das Filter passieren kann.
Durch die Reflexion des infraroten Strahlungsanteils wird
der Wendel zur Aufrechterhaltung der Betriebstemperatur
zuzuführende elektrische Energie deutlich verringert.
Für die Erhöhung des Wirkungsgrades von Glühlampen sind
allerdings nicht allein effiziente Filter erforderlich, es
kommt darüberhinaus auch z.B. auf die exakte Zentrierung
der Wendel und auf eine Wendel mit hohem Emissionsgrad an.
Da bei einer Glühlampe der weitaus größte Teil der aufge
nommenen elektrischen Leistung von der Wendel als Wärme
strahlung im nahen Infrarotbereich abgestrahlt wird und
nur ein verhältnismäßig geringer Teil der Wendelstrahlung
in den sichtbaren Spektralbereich fällt, tritt außerdem
eine Wärmebelastung des beleuchteten Objektes durch den
Infrarotanteil der Wendelstrahlung ein, was durch ein Fil
ter, z.B.ein Interferenzfilter, vermieden werden kann.
Aus DE-OS 32 27 096 ist eine optische Beschichtung für
Glühlampen in Form eines Interferenzfilters auf der Basis
von λ/4-Schichten aus Siliciumdioxid SiO₂ und Tantalpent
oxid Ta₂O₅ bekannt, das aus 27 dielektrischen Schichten
aufgebaut ist.
Ein genereller Nachteil bei Interferenzfiltern ist, daß
sie wegen des komplizierten Vielschichtenaufbaus außeror
dentlich teuer in der Herstellung sind. Je mehr Filter
schichten erforderlich sind, desto länger ist die Dauer
des Beschichtungsverfahrens und desto kostspieliger werden
die Filter. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Filter umso
weniger mechanisch haltbar sind, je mehr Schichten ange
bracht werden müssen, je höher also der Schichtenstapel
des Filters ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs
genannte Interferenzfilter dahingehend zu verbessern, daß
die gewünschte optische Filtercharakteristik, d.h. ein
Maximum an effektiver Reflexion im Infrarotbereich des
Spektrums und ein Maximum an Durchlässigkeit für den
sichtbaren Strahlungsanteil des Spektrums mit einer mög
lichst geringen Anzahl von dielektrischen Schichten er
reicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ne
ben λ/4-Schichten λ/2-Schichten eingesetzt sind mit ei
ner Schichtenfolge in Form von zwei aufeinanderfolgenden
Schichtstapeln (Doppelstapel), wobei der eine Schichtsta
pel aus λ/4-(H-) und (L-) Schichten und der andere
Schichtstapel aus abwechselnden λ/4- und λ/2-(H-) und
(L-) Schichten besteht und wobei λ die Auslegungswellen
länge des Interferenzfilters ist.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist
die Schichtenfolge an dem vom Substrat abgekehrten Ende
von einer λ/8-Entspiegelungsschicht aus Material mit nie
drigerem Brechungsindex begrenzt. Hiermit ist der Vorteil
verbunden, daß die Transparenz für den sichtbaren Teil des
Spektrums verbessert wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin
dung ist der eine Schichtstapel aus λ/4-Schichten dem
Substrat benachbart angeordnet. Der andere Schichtstapel
aus abwechselnden λ/4- und λ/2-Schichten liegt dann
zwangsläufig am weitesten vom Substrat entfernt. Diese
Schichtenfolge führt in bezug auf den integrierten Re
flexionsgrad zu günstigeren Resultaten, wenn das aus ihr
gebildete Interferenzfilter auf der Innenwandung eines
Glühlampenkolbens angeordnet und der die λ/2-Schichten
enthaltende Schichtstapel damit zur Seite des Lichtein
falls hin angeordnet ist.
Nach einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung des Inter
ferenzfilters gemäß der Erfindung ist ein weiterer Stapel
aus λ/2-(H-) und (L-) Schichten als Verbreiterungsstapel
vorgesehen, der zwischen einer ersten, unmittelbar auf dem
Substrat angeordneten λ/4-Schicht und der weiteren
Schichtenfolge, bestehend aus dem Doppelstapel, angeordnet
ist.
Durch Einbau des Verbreiterungsstapels ergibt sich der
Vorteil, daß der integrierte Reflexionsgrad der Schichten
folge aus (H-) und (L-) Schichten bis auf 91% gesteigert
werden kann, wobei die Breite des Transparenzgebietes im
noch vertretbaren Rahmen reduziert wird. Es wurde gefun
den, daß die Anzahl der Schichten des Verbreiterungssta
pels vorzugsweise kleiner oder gleich der halben Anzahl
der Schichten des Doppelstapels sein sollte. Optimal ist
damit eine Anzahl von 10 Schichten für den Verbreiterungs
stapel, da das Interferenzfilter aus verfahrenstechnischen
und insbesondere Kostengründen insgesamt nicht mehr als 30
Schichten aufweisen sollte.
Vorzugsweise ist das Interferenzfilter auf der Seite des
Substrates angeordnet, an der die zu reflektierende bzw.
durchzulassende Strahlung einfällt. Bei Verwendung des In
terferenzfilters als Wärmereflexionsfilter für Glühlampen
wäre das Interferenzfilter damit auf der Innenwandung des
Glühlampenkolbens anzuordnen. Es ist jedoch auch möglich,
das Interferenzfilter auf der Außenwandung eines Glühlam
penkolbens anzubringen.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, im Doppelstapel je
weils alle (H-) Schichten aus Material mit höherem Bre
chungsindex als λ/4-Schichten und die (L-) Schichten aus
Material mit niedrigerem Brechungsindex dementsprechend
zum Teil als λ/4- und zum anderen Teil als λ/2-Schichten
auszubilden. Aus mechanischen Gründen kann es nun aber
zweckmäßig sein, das Material mit niedrigerem Brechungsin
dex nicht für λ/2-Schichten einzusetzen: für diesen Fall
können für den Aufbau des Doppelstapels auch alle
λ/4-Schichten aus Material mit niedrigerem Brechungsindex
(L) hergestellt werden und dementsprechend wird dann ein
Teil der Schichten aus Material mit höherem Brechungsindex
(H) als λ/2- und der andere Teil als λ/4-Schichten aus
gebildet.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbe
sondere darin, daß Interferenzfilter mit integrierten Re
flexionsgraden für Strahlung aus dem Infrarotbereich des
Spektrums bis zu ≈ 91% mit einer vergleichsweise geringen
Anzahl von Schichten aufgebaut werden können.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Er
findung beschrieben und in ihrer Wirkungsweise erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1a Prinzipdarstellung einer linearen Halogen-Glüh
lampe
Fig. 1b vergrößerter Ausschnitt der Wandung der in Figur
la dargestellten Halogen-Glühlampe mit Wärme
reflexionsfilter,
Fig. 2 Schematische Darstellung des erwünschten
spektralen Verlaufes des Reflexionsgrades R λ
eines Wärmereflexionsfilters für Glühlampen
anwendung,
Fig. 3 bis 11b graphische Darstellung des Reflexions
grades R λ für unterschiedlich aufgebaute Inter
ferenzfilter nach der Erfindung für unterschied
liche Wellenlängenbereiche.
In Fig. 1 ist schematisch eine lineare Halogen-Glühlampe
10 mit einem Lampenkolben 3, einem Lampenkolbenteil 5 in
Form eines zylindrischen Quarzrohres als Träger für ein
Wärmereflexionsfilter, das in seinem Schichtaufbau in
Fig. 1b gemäß dem Ausschnitt A aus Fig. 1a dargestellt
ist, mit einer Fadenwendel 7, z.B. aus Wolfram, und Monta
gehalterungen 9 für die Fadenwendel 7.
Auf der Innenwandung des Lampenkolbenteiles 5 in Form ei
nes zylindrischen Quarzrohres ist ein Interferenzfilter
angebracht, das aus einem Doppelstapel 20 mit einer
Schichtenfolge von Schichten 21, 211 aus Material mit hö
herem Brechungsindex (H) und von Schichten 23, 231 aus Ma
terial mit niedrigerem Brechungsindex (L) besteht.
Als Material mit niedrigerem Brechungsindex (L) wurde vor
zugsweise SiO₂ eingesetzt, als Material mit höherem Bre
chungsindex (H) wurde vorzugsweise TiO₂ eingesetzt. Der
Brechungsindex des TiO₂ in Form von Rutil ist im relevan
ten Wellenlängenbereich 0,3 bis 3 µm n H≈2,45 und für
SiO₂ nL≈1,45.
Das Interferenzfilter weist bis zu 30 Schichten insgesamt
auf, auf den Aufbau spezieller Filter wird weiter unten im
einzelnen eingegangen.
Die Filterschichten 21, 211, 23 und 231 können auf unter
schiedliche Weise auf dem Substrat, in den Ausführungsbei
spielen ein Lampenkolben aus Quarzglas, angebracht werden.
Brauchbare Resultate werden erhalten, wenn die Schichten
auf dem auf eine Temperatur < 400°C erhitzten Substrat aus
einer reaktiven Gasphase niedergeschlagen werden (chemical
vapour deposition, CVD). Als Ausgangsverbindungen kommen
SiCl4+ O₂ für die Abscheidung von SiO₂ und TiO₂ + O₂ für
die Abscheidung von Ti 0 i 2 in betracht. Die Schichten können
jedoch auch mittels eines Tauchverfahrens aus metallor
ganischen Verbindungen in alkoholischer Lösung abgeschie
den werden. Die erwähnten Beschichtungstechniken sind dem
Fachmann bekannt, z.B. aus Philips Technical Review 41
(1983/84), Nr. 7/8, Seiten 225 bis 238 oder aus "Coatings
on Glass", H.K. Pulker, Elsevier (1984).
In Fig. 2 ist der erwünschte spektrale Verlauf des Re
flexionsgrades R λ eines Wärmereflexionsfilters für Glüh
lampenanwendung dargestellt. W λ ist dabei die spezifische
Ausstrahlung der Drahtwendel der Glühlampe bei 3000 K mit
einem angenommenen Emissionsgrad für Wolfram nach de Vos.
V λ bezeichnet die spektrale Hellempfindlichkeit des
Auges.
Bei Untersuchungen, die der vorliegenden Erfindung zugrun
deliegen, hat sich gezeigt, daß Filterkennlinien, die dem
gewünschten Reflexionsgrad, wie er in Fig. 2 schematisch
dargestellt ist, entsprechen, mit λ/4- oder
λ/2-Schichten in bestimmter Konfiguration zu realisieren
sind, d.h. n HdH= λ/4 oder λ/2, n LdL= λ/4 oder λ/2
(worin n H der Brechungsindex für das Material mit
höherem Brechungsindex (H), n L der Brechungsindex des
Materials mit niedrigerem Brechungsindex (L), dH,L die
geometrischen Schichtdicken dieser Materialien und die
Auslegungswellenlänge des Filters λ = 1,1 µm).
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß für jede
Schichtenzahl des Doppelstapels bis N = 20 eine
Doppelstapel-Struktur, die für das Material mit höherem
Brechungsindex (H) nur λ/4- und für das Material mit nie
drigerem Brechungsindex (L) λ/4- und λ/2-Schichten zu
läßt, zu optimalen Filterkennlinien im Sinne der Fig. 2
führt. Der Doppelstapel kann jedoch auch so aufgebaut wer
den, daß alle (L-) Schichten als λ/4-Schichten und die
(H-) Schichten zum einen Teil als λ/4-Schichten und zum
anderen Teil als λ/2-Schichten ausgebildet sind. Geeigne
te Doppelstapelfilterstrukturen sind in den nachfolgenden
Beispielen beschrieben.
Interferenzfilter mit einem Doppelstapel aus N = 9
Schichten + 1 Entspiegelungsschicht mit der Konfiguration:
S/HLHLHL′HL′H L′′;
S= Substrat aus Quarzglas H= TiO₂ als λ/4-Schicht L= SiO₂ als λ/4-Schicht L′= SiO₂ als λ/2-Schicht L′′= SiO₂ als λ/8-Schicht.
S= Substrat aus Quarzglas H= TiO₂ als λ/4-Schicht L= SiO₂ als λ/4-Schicht L′= SiO₂ als λ/2-Schicht L′′= SiO₂ als λ/8-Schicht.
Das Reflexionsspektrum der Interferenzfilterstruktur gemäß
Beispiel 1 ist in Fig. 3 dargestellt, wobei von einem
Wert für die Auslegungswellenlänge des Filters λ = 0,90 µm
ausgegangen wurde. Die (H-) und (L-) Schichtenfolge des
Doppelstapels 20 dieses Interferenzfilters ist in Fig. 1b
dargestellt, wobei die vom Substrat 5 aus gesehen ersten
vier (H-) und (L-) Schichten 211, 121, 23 den einen Schicht
stapel und die folgenden fünf (H-) und (L-) Schichten
21, 23 den anderen Schichtstapel des Doppelstapels 20 bil
den. Mit dem Bezugszeichen 231 ist die Entspiegelungs
schicht bezeichnet.
Interferenzfilter mit einem Doppelstapel mit N = 11
Schichten mit der Konfiguration:
S/HLHLHLHL′HL′H;
S= Substrat aus Quarzglas H= TiO₂ als λ/4-Schicht L= SiO₂ als λ/4-Schicht L′= SiO₂ als λ/2-Schicht.
S= Substrat aus Quarzglas H= TiO₂ als λ/4-Schicht L= SiO₂ als λ/4-Schicht L′= SiO₂ als λ/2-Schicht.
Interferenzfilter mit einem Doppelstapel aus N = 17
Schichten mit der Konfiguration:
S/HLHLHLHLHL′HL′HL′HL′H;
S= Substrat aus Quarzglas H= TiO₂ als λ/4-Schicht L= SiO₂ als λ/4-Schicht L′= SiO₂ als λ/2-Schicht.
S= Substrat aus Quarzglas H= TiO₂ als λ/4-Schicht L= SiO₂ als λ/4-Schicht L′= SiO₂ als λ/2-Schicht.
Die Anordnung des die λ/2- (L-) Schichten enthaltenden
Schichtstapels zur Seite der einfallenden zu reflektieren
den bzw. durchzulassenden Strahlung hin führt dabei zu ge
ringfügig günstigeren Filterkennlinien.
Fig. 4 zeigt das Reflexionsspektrum des Doppelstapels mit
N = 17 Schichten, wobei die Transparenz im sichtbaren Be
reich des Spektrums durch die Addition einer λ/8-(L-)
Entspiegelungsschicht als am weitesten vom Substrat ent
fernt liegende Schicht noch deutlich verbessert wird
(vergleiche Fig. 5). Auslegungswellenlänge dieses Filters
ist λ = 1,1 µm. Der außerhalb des Transparenzbereiches für
Strahlung einer Wellenlänge von 0,43 bis 0,7 µm über die
Wendelstrahlung (vergleiche Fig. 2) gemittelte Reflexions
wert beträgt für dieses Ausführungsbeispiel 77%. Die Aus
legung der Bandkante auf λ≈0,75 µm bei senkrechtem Licht
einfall bewirkt, daß die Blauverschiebung des Transparenz
bereiches für Winkel bis ρ≈45° keine Farbortänderung her
vorruft.
Anzumerken ist, daß bei Winkeln ab ρ45° eine scharfe
Reflexionsspitze bei λ = 0,50 µm auftritt, deren Einfluß
auf den Farbort jedoch durch leichtes Verstimmen des Dop
pelstapels gemildert wird. Unter Verstimmen ist eine ge
ringfügige Erhöhung aller geometrischen Dicken der
L-Schichten um den gleichen Prozentsatz (≈ 2%) zu verste
hen.
In Fig. 6 ist die Stabilität eines entspiegelten Doppel
stapels mit N = 17 Schichten + 1 Entspiegelungsschicht
gegenüber einer statistischen Variation der Schichtdicken
(Schichtdickenfehler maximal ± 5%) dargestellt. Während
die Filterkonfiguration im infraroten Spektralbereich
völlig stabil gegen derartige Fehler zu sein scheint, kön
nen im sichtbaren Bereich des Spektrums Farbortänderungen
auftreten.
Ein Vergleich der Fig. 7 und 5 zeigt, daß der Einfluß
der Dispersion des TiO₂ Brechungsindex nur im Wellenlän
genbereich unterhalb von 0,5 µm spürbar ist, insgesamt je
doch bei der Gestaltung der Interferenzfilter eine unter
geordnetere Rolle spielt.
Es kann aus Gründen der mechanischen Spannungsfreiheit
vorteilhaft sein, die (L-) Schichten des Interferenzfil
ters nicht als λ/2-Schichten auszubilden; für diesen Fall
bieten sich komplementäre, inverse Doppelstapelstrukturen
an. Diese verwenden im Falle des (L-) Materials nur λ/4-
Schichten und erweisen sich bezüglich der Infrarotre
flexion als gleichwertig zu Filtern mit λ/2-(L-) Schich
ten. Das Reflexionsspektrum im Transparenzbereich ist für
diese Schichten etwas ungünstiger.
Interferenzfilter mit einem inversen Doppelstapel mit
N = 17 Schichten + 1 Entspiegelungsschicht mit der
Konfiguration:
S/HLHLHLHLH′LH′LH′LH′LH′L″;
S= Substrat aus Quarzglas H= TiO₂ als λ/4-Schicht H′= TiO₂ als λ/2-Schicht L= SiO₂ als λ/4-Schicht L′′= SiO₂ als λ/8-Schicht.
S= Substrat aus Quarzglas H= TiO₂ als λ/4-Schicht H′= TiO₂ als λ/2-Schicht L= SiO₂ als λ/4-Schicht L′′= SiO₂ als λ/8-Schicht.
Das Reflexionsspektrum dieses Interferenzfilters ist in
Fig. 8 dargestellt.
Interferenzfilter mit einem inversen, jedoch anders struk
turierten Doppelstapel aus N = 17 Schichten + 1 Entspiege
lungsschicht mit der Konfiguration:
S/HLH′LH′LH′LH′LHLHLHLH L′′;
S= Substrat aus Quarzglas H= TiO₂ als λ/4-Schicht H′= TiO₂ als λ/2-Schicht L= SiO₂ als λ/4-Schicht L′′= SiO₂ als λ/8-Schicht.
S= Substrat aus Quarzglas H= TiO₂ als λ/4-Schicht H′= TiO₂ als λ/2-Schicht L= SiO₂ als λ/4-Schicht L′′= SiO₂ als λ/8-Schicht.
Das Reflexionsspektrum dieser Filterstruktur ist in Fig. 9
dargestellt.
Der außerhalb des Spektralbereiches für sichtbare Strah
lung (0,43 bis 0,70 µm) über die spezifische Ausstrahlung
der Wendel bei 3000 K (W λ ) gemittelte Reflexionsgrad der
Interferenzfilter gemäß den Beispielen 1 bis 5 bleibt -
auch bei beliebig hoher Schichtenzahl - auf 80% begrenzt,
da das Gebiet hoher Reflexion nur bis λ≈2 µm reicht.
Um im infraroten Spektralbereich eine breitbandigere Re
flexion zu erreichen, ist es möglich, die Doppelstapel
strukturen gemäß den Beispielen 1 bis 5 durch einen Ver
breiterungsstapel aus L- und H-Schichten zu erweitern, wo
bei dieser Verbreiterungsstapel vorzugsweise λ/2- (L- und
H-) Schichten bei einem Wert für die Auslegungswellenlange
des Filters λ = 1,1 µm aufweist.
Interferenzfilter mit einem Doppelstapel aus N = 17
Schichten + 1 Entspiegelungsschicht + Verbreiterungsstapel
mit 8 Schichten mit der Konfiguration:
S/HL′H′L′H′L′H′L′ HLHLHLHL HL′HL′HL′HL′H L′′;
S= Substrat aus Quarzglas H= TiO₂ als λ/4-Schicht H′= TiO₂ als λ/2-Schicht L= SiO₂ als λ/4-Schicht L′= SiO₂ als λ/2-Schicht L′′= SiO₂ als λ/8-Schicht.
S= Substrat aus Quarzglas H= TiO₂ als λ/4-Schicht H′= TiO₂ als λ/2-Schicht L= SiO₂ als λ/4-Schicht L′= SiO₂ als λ/2-Schicht L′′= SiO₂ als λ/8-Schicht.
Das Reflexionsspektrum des Interferenzfilters gemäß Bei
spiel 6 ist in den Fig. 10a und 10b für verschiedene
Wellenlängenbereiche dargestellt. Der integrierte Reflexi
onsgrad des Interferenzfilters mit Doppelstapelstruktur
gemäß den Beispielen 4 und 5 wird durch den Verbreite
rungsstapel aus λ/2-(H- und L-) Schichten von 77% auf 89%
gesteigert, wobei die Breite des spektralen Bereiches, für
den das Interferenzfilter durchlässig ist, etwas reduziert
wird. Dieser Transparenzbereich wird geringfügig vergrö
ßert bei der nachfolgenden Filterstruktur gemäß Beispiel
7.
Interferenzfilter mit einem Doppelstapel aus N = 21
Schichten + 1 Entspiegelungsschicht + Verbreiterungsstapel
aus 8 Schichten mit der Konfiguration:
S/HL′H′L′H′L′H′L′ HLHLHLHLHL HL′HL′HL′HL′HL′H L′′;
S= Substrat aus Quarzglas H= TiO₂ als λ/4-Schicht H′= TiO₂ als λ/2-Schicht L= SiO₂ als λ/4-Schicht L′= SiO₂ als λ/2-Schicht L′′= SiO₂ als λ/8-Schicht.
S= Substrat aus Quarzglas H= TiO₂ als λ/4-Schicht H′= TiO₂ als λ/2-Schicht L= SiO₂ als λ/4-Schicht L′= SiO₂ als λ/2-Schicht L′′= SiO₂ als λ/8-Schicht.
Das Reflexionsspektrum des Interferenzfilters gemäß Bei
spiel 7 ist in den Fig. 11a und 11b für verschiedene
Wellenlängenbereiche dargestellt. Mit diesem Interferenz
filter wird ein integrierter Reflexionsgrad von 91% er
reicht.
Es hat sich gezeigt, daß mit Anwendung eines Verbreite
rungsstapels aus λ/2- (L- und H-) Schichten ebenfalls ei
ne breitbandige Reflexion im Infraroten erreicht werden
kann bei einer inversen Doppelstapel-Struktur, d.h. bei
einer Struktur, bei der alle (L-) Schichten des Doppelsta
pels λ/4-Schichten, die (H-) Schichten des einen Schicht
stapels dagegen λ/4- und des anderen Schichtstapels
λ/2-Schichten sind.
Claims (25)
1. Interferenzfilter auf einem, für den sichtbaren Teil
des Spektrums transparenten Substrat aus abwechselnden
dielektrischen Schichten jeweils aus Material mit höherem
(H) und mit niedrigerem (L) Brechungsindex unter Anwendung
von λ/4-Schichten, das so ausgelegt ist, daß Strahlung
eines gewünschten Wellenlängenbereichs durchgelassen und
Strahlung der benachbarten Wellenlängenbereiche reflek
tiert wird, dadurch gekennzeichnet,
daß neben λ/4-Schichten λ/2-Schichten eingesetzt sind
mit einer Schichtenfolge in Form von zwei aufeinanderfol
genden Schichtstapeln (Doppelstapel) (20), wobei der eine
Schichtstapel aus λ/4- (H-) und (L-) Schichten und der
andere Schichtstapel aus abwechselnden λ/4- und λ/2-
(H-) und (L-) Schichten besteht und wobei λ die Ausle
gungswellenlänge des Interferenzfilters ist.
2. Interferenzfilter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schichtenfolge an dem vom Substrat (5) abgekehrten
Ende von einer λ/8-Entspiegelungsschicht (231) aus Mate
rial mit niedrigerem Brechungsindex begrenzt ist.
3. Interferenzfilter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Substrat (5) unmittelbar benachbarte Schicht
(211) eine λ/4-Schicht ist.
4. Interferenzfilter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Substrat (5) unmittelbar benachbarte Schicht
(211) aus Material mit höherem Brechungsindex besteht.
5. Interferenzfilter nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der eine Schichtstapel aus λ/4-Schichten dem Substrat
(5) benachbart angeordnet ist.
6. Interferenzfilter nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der andere Schichtstapel aus abwechselnd λ/4- und
λ/2-Schichten dem Substrat (5) benachbart angeordnet
ist.
7. Interferenzfilter nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein weiterer Stapel aus λ/2- (H-) und (L-) Schichten
als Verbreiterungsstapel vorgesehen ist, der zwischen ei
ner ersten, unmittelbar auf dem Substrat angeordneten
λ/4-Schicht (211) und der weiteren Schichtenfolge, be
stehend aus dem Doppelstapel (20), angeordnet ist.
8. Interferenzfilter nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verbreiterungsstapel (H- und L-) Schichten in ei
ner Anzahl hat, die kleiner oder gleich der halben Anzahl
der Schichten des Doppelstapels (20) ist.
9. Interferenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Schichtstapel des Doppelstapels (20) je
weils eine gleiche oder um Eins verschiedene Anzahl von
Schichten haben.
10. Interferenzfilter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß es auf der Seite des Substrats (5) angeordnet ist, an
der die zu reflektierende bzw. durchzulassende Strahlung
einfällt.
11. Interferenzfilter nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Substrat (5) aus Quarzglas besteht.
12. Interferenzfilter nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß als Material für die (H- und L-) Schichten absorp
tionsfreie Oxide eingesetzt sind.
13. Interferenzfilter nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Material für die (H-) Schichten (21, 211) mit hö
herem Brechungsindex TiO₂ vorzugsweise in Form von Rutil,
ist.
14. Interferenzfilter nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Material für die (L-) Schichten (23, 231) mit nie
drigerem Brechungsindex SiO₂ ist.
15. Interferenzfilter nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß seine Gesamtschichtanzahl N 30 beträgt.
16. Interferenzfilter nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß der Doppelstapel (20) insgesamt eine Anzahl von (H-
und L-) Schichten aufweist N = 9 bis 21.
17. Interferenzfilter nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß es für sichtbare Strahlung im Wellenlängenbereich von
0,43 bis 0,70 µm eine hohe Durchlässigkeit und für Strah
lung außerhalb des sichtbaren Teils des Spektrums, insbe
sondere für Strahlung des nahen Infrarotbereichs, einen
hohen Reflexionsgrad aufweist.
18. Interferenzfilter nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß es zur Ausbildung eines Wärmereflexionsfilters auf der
Wandung eines Glühlampenkolbens als Substrat mit einer
Schichtenfolge von insgesamt neun abwechselnden TiO₂- und
SiO₂-Schichten angebracht ist, wovon die erste, unmittel
bar auf dem Substrat befindliche Schicht eine TiO₂-Schicht
ist, wobei die erste bis fünfte, die siebte und die neunte
Schicht jeweils λ/4-Schichten sind und wobei die sechste
und die achte Schicht jeweils λ/2-Schichten sind.
19. Interferenzfilter nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß es zur Ausbildung eines Wärmereflexionsfilters auf der
Wandung eines Glühlampenkolbens als Substrat mit einer
Schichtenfolge von insgesamt elf abwechselnden TiO₂- und
SiO₂-Schichten angebracht ist, wovon die erste, unmittel
bar auf dem Substrat befindliche Schicht eine TiO₂-Schicht
ist, wobei die erste bis siebte, die neunte und die elfte
Schicht jeweils λ/4-Schichten sind und wobei die achte
und die zehnte Schicht jeweils λ/2-Schichten sind.
20. Interferenzfilter nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß es zur Ausbildung eines Wärmereflexionsfilters auf der
Wandung eines Glühlampenkolbens als Substrat mit einer
Schichtenfolge von insgesamt siebzehn abwechselnden TiO₂-
und SiO₂-Schichten angebracht ist, wovon die erste, un
mittelbar auf dem Substrat befindliche Schicht eine
TiO₂-Schicht ist, wobei die erste bis neunte, die elfte,
dreizehnte, fünfzehnte und die siebzehnte Schicht jeweils
λ/4-Schichten sind und wobei die zehnte, die zwölfte,
die vierzehnte und die sechzehnte Schicht jeweils
λ/2-Schichten sind.
21. Interferenzfilter nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß es zur Ausbildung eines Wärmereflexionsfilters auf der
Wandung eines Glühlampenkolbens als Substrat mit einer
Schichtenfolge von insgesamt siebzehn abwechselnden TiO₂-
und SiO₂-Schichten angebracht ist, wovon die erste, un
mittelbar auf dem Substrat befindliche Schicht eine
TiO₂-Schicht ist, wobei die erste bis achte, die zehnte,
die zwölfte, die vierzehnte und die sechzehnte Schicht je
weils λ/4-Schichten sind und wobei die neunte, die elfte,
die dreizehnte, die fünfzehnte und die siebzehnte Schicht
jeweils λ/2-Schichten sind.
22. Interferenzfilter nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß es zur Ausbildung eines Wärmereflexionsfilters auf der
Wandung eines Glühlampenkolbens als Substrat mit einer
Schichtenfolge von insgesamt siebzehn abwechselnden TiO₂-
und SiO₂-Schichten angebracht ist, wovon die erste, un
mittelbar auf dem Substrat befindliche Schicht eine TiO₂-
Schicht ist, wobei die erste, die zweite, die vierte, die
sechste, die achte und die zehnte bis siebzehnte Schicht
jeweils λ/4-Schichten sind und wobei die dritte, die
fünfte, die siebte und die neunte Schicht jeweils
λ/2-Schichten sind.
23. Interferenzfilter nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß es zur Ausbildung eines Wärmereflexionsfilters auf der
Wandung eines Glühlampenkolbens als Substrat mit einer
Schichtenfolge von insgesamt fünfundzwanzig abwechselnden
TiO₂- und SiO₂-Schichten angebracht ist, wovon die erste,
unmittelbar auf dem Substrat befindliche Schicht eine
TiO₂-Schicht ist, wobei die erste, die neunte bis
siebzehnte, die neunzehnte, die einundzwanzigste, die
dreiundzwanzigste und die fünfundzwanzigste Schicht
jeweils λ/4-Schichten sind und wobei die zweite bis
achte, die achtzehnte, die zwanzigste, die
zweiundzwanzigste und die vierundzwanzigste Schicht
jeweils λ/2-Schichten sind.
24. Interferenzfilter nach den Ansprüchen 17 bis 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß als jeweils letzte, am weitesten vom Substrat entfernt
liegende Schicht der Schichtenfolge eine SiO₂-Schicht als
λ/8-Schicht angebracht ist.
25. Verwendung des Interferenzfilters nach den Ansprüchen
1 bis 24 als Wärmereflexionsfilter für Glühlampen,
insbesondere für lineare Halogenlampen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853538996 DE3538996A1 (de) | 1985-11-02 | 1985-11-02 | Interferenzfilter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853538996 DE3538996A1 (de) | 1985-11-02 | 1985-11-02 | Interferenzfilter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3538996A1 true DE3538996A1 (de) | 1987-05-14 |
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ID=6285077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853538996 Ceased DE3538996A1 (de) | 1985-11-02 | 1985-11-02 | Interferenzfilter |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3538996A1 (de) |
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