DE69327478T2

DE69327478T2 - Optischer beschichteter reflektor zur reflektion einer strahlung mit einem streifenden einfallswinkel

Info

Publication number: DE69327478T2
Application number: DE69327478T
Authority: DE
Inventors: Philip Baumeister; Dennis Fischer; David Trost
Original assignee: Coherent Inc
Current assignee: Coherent Inc
Priority date: 1992-10-13
Filing date: 1993-10-05
Publication date: 2000-08-10
Anticipated expiration: 2013-10-06
Also published as: JPH08502598A; EP0729591B1; US5333090A; EP0729591A1; ATE188294T1; DE69327478D1; WO1994009393A1; US5394501A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hohlen Wellenleiter, welcher aus einem beschichteten optischen Reflektor gebildet ist, der für elektromagnetische Strahlung mit streifendem Einfall stark reflektierend ist.
In der Beschreibung und in den Ansprüchen wird der Begriff "streifender Einfallswinkel" durchgehend verwendet, um einen Einfallswinkel im Bereich von 80º bis 90º zu bezeichnen (wobei ein Einfallswinkel von 0º einen Einfall in Normalenrichtung bezeichnet).
Wellenleiter und ein streifender Einfall werden in der Optik bei vielen kommerziellen Systemen verwendet, um sichtbare Strahlung (wie etwa HeNe-Laserstrahlung) oder Infrarotstrahlung (wie etwa CO&sub2;-Laserstrahlung) und elektromagnetische Strahlung mit größeren Wellenlängen, welche mit streifendem Einfallswinkel auftreffen, zu reflektieren. Wenn ein vollständig metallischer Reflektor verwendet wird, um elektromagnetische Strahlung bei streifendem Einfallswinkel zu reflektieren, werden die Strahlungskomponenten mit S-Polarisation mit hohem Wirkungsgrad reflektiert, die Komponenten mit P-Polarisation jedoch werden mit geringem Wirkungsgrad reflektiert.
Fig. 1 stellt beispielsweise für einen CO&sub2;-Laserstrahl (Infrarot) die Reflexionsfähigkeit von Gold (oder Silber) als Funktion des Einfallswinkels dar. Fig. 1 zeigt, daß sich die Reflexionsfähigkeit von Gold (und Silber) zur P-polarisierten Komponente des CO&sub2;-Laserstrahles mit zunehmendem Einfallswinkel wesentlich verringert, daß die Reflexionsfähigkeit der S-polarisierten Komponente des CO&sub2;- Laserstrahles jedoch keine wesentliche Winkelabhängigkeit zeigt. Durch Betrachten der Fig. 1 ist zu erkennen, daß nachdem ein CO&sub2;-Laserstrahl mehrfache Reflexionen (bei streifendem Einfall) von einem rein metallischen Wellenleiter durchläuft, im wesentlichen die gesamte P-polarisierte Strahlenkomponente verloren werden kann, wodurch während der Wellenleiterübertragung unerwünscht ein Strahlungsleistungsverlust von etwa 50% verursacht wird.
Fig. 2 stellt die Reflexionsfähigkeit von Silber als Funktion des Einfallswinkels für sichtbare Strahlung dar (orangefarbenes Licht mit einer Wellenlänge von 0,6 um), und Fig. 3 stellt die Reflexionsfähigkeit von Gold als Funktion des Einfallswinkels für die gleiche sichtbare Strahlung dar. Fig. 2 zeigt, daß sich die Reflexionsfähigkeit von Silber für die P-polarisierte Strahlungskomponente mit sich erhöhendem Einfallswinkel leicht verringert, daß die Reflexionsfähigkeit des Silbers für die S-polarisierte Strahlungskomponente jedoch keine wesentliche Winkelabhängigkeit zeigt. Fig. 3 zeigt, daß die Reflexionsfähigkeit von Gold für die P- polarisierte Komponente der sichtbaren Strahlung mit 0,6 um stark vom Einfallswinkel abhängt (obwohl die minimale Reflexionsfähigkeit bei einem geringeren Einfallswinkel als in Fig. 2 auftritt), und daß sich die Reflexionsfähigkeit von Gold für die S-polarisierte Strahlungskomponente mit sich erhöhendem Einfallswinkel erhöht.
Bei einem Versuch, das Problem der verringerten Reflexionsfähigkeit von Metall bei bestimmten Einfallswinkelbereichen zu lösen (bei sichtbarer Strahlung), wurde vorgeschlagen, Stapel dielektrischer Schichten mit sich abwechselnden hohen und niedrigen Brechungsindizes zu beschichten, wobei jede Schicht eine angepaßte optische Dicke einer Viertelwellenlänge auf Metall aufweist, um die Reflexionsfähigkeit des Metalls für sichtbare Strahlung zu erhöhen. Dieses Verfahren erhöht die Reflexionsfähigkeit für in Normalenrichtung einfallende sichtbare Strahlung wirkungsvoll (sowohl mit P- als auch mit S-Polarisation), erhöht jedoch auch die Reflexionsfähigkeit für sichtbare Strahlung (für beide Polarisationen), welche bei streifenden Einfallswinkeln auftrifft (obwohl mit geringerem Wirkungsgrad). Wenn die Differenz zwischen der Reflexionsfähigkeit für P-polarisierte und S-polarisierte Strahlung groß ist (beispielsweise bei einem streifenden Einfallswinkel), ist theoretisch eine hohe Anzahl von Viertelwellenlängen-Schichten in einem Stapel erforderlich, um eine geeignete Reflexionsfähigkeit sowohl für P- polarisierte als auch für S-polarisierte Komponenten bei streifenden Einfallswinkeln zu erreichen.
Eine weitere Beschränkung des im vorstehenden Absatz beschriebenen Verfahrens des Standes der Technik besteht darin, daß ein Schichtstapel, bei dem jede Schicht bei einer sichtbaren Wellenlänge eine Dicke einer Viertelwelle aufweist (wie etwa eine HeNe-Laserwellenlänge), keinen wesentlichen Einfluß auf das Auftreffen von Infrarotstrahlung (oder größere Wellenlängen) hat. Obwohl ein Reflektor, welcher mit einem mehrschichtigen dielektrischen Stapel beschichtet ist, eine geeignete Reflexionsfähigkeit für sichtbare Strahlung bei streifendem Einfall haben kann, wird dieser im wesentlichen keine geeignete Reflexionsfähigkeit für Infrarotstrahlung (oder größere Wellenlängen) im gleichen streifenden Einfallswinkelbereich aufweisen.
In der Optik wurden Wellenleiter und streifender Einfall bei kommerziellen Systemen verwendet, um Infrarotstrahlung (wie etwa CO&sub2;-Laserstrahlung) und Strahlung mit größerer Wellenlänge, welche mit streifendem Einfallswinkel auftrifft, zu reflektieren. Beispielsweise offenbaren das US Patent 4,805,987, veröffentlicht am 21. Februar 1989, das US Patent 5,005,944, veröffentlicht am 9. April 1991 für Laakman et al., hohle Lichtröhren, welche auch als Lightpipes bezeichnet werden, und Lichtröhren-Abgriff- oder -Spitzenglieder, welche für CO&sub2;-Laserstrahlung mit streifenden Einfallswinkeln stark reflektierend sind. Jedes dieser hohlen Glieder besteht aus einem Gehäuse (welches bevorzugt aus elastischem Metall besteht) und einer stark reflektierenden Beschichtung am Gehäuse. Die reflektierende Beschichtung besteht aus einem dielektrisches Material (wie etwa Siliziumkarbid) mit einem Brechungsindex mit einem Realteil von weniger als 1 und mit ausreichender Dicke, um Absorptionsfähigkeiten der Masse sicherzustellen.
Gewöhnliche Reflektoren jedoch, welche für elektromagnetische Strahlung mit großer Wellenlänge (einschließlich der, welche in den US Patenten 4,805,987 und 5,005,944 beschrieben sind) über einen Bereich von Einfallswinkeln (einschließlich streifenden Einfallswinkeln) stark reflektierend sind, waren für Strahlung mit wesentlich kleinerer Wellenlänge (z. B. sichtbare Strahlung) über den gleichen Bereich von Einfallswinkeln nicht stark reflektierend.
Darüber hinaus sind gewöhnliche Reflektoren der in US 4,805,987 und 5,005,944 beschriebenen Art in hohlen Wellenleitern (oder Lichtröhren) schwer auszubilden. Dies ist so, weil wenn flache Träger gerollt werden, welche mit gewöhnlich verwendeten reflektierenden Beschichtungen der in US 4,805,987 und 5,005,955 beschriebenen Art beschichtet sind, um Röhren zu bilden, Spannungen an den Beschichtungen oftmals das Brechen der Beschichtungen bewirken (wie in Spalte 5, Zeilen 50-60 des US Patents 4,805,987 erklärt). Das Verwenden von reflektierenden Beschichtungsmaterialien und von reflektierenden Beschichtungsmaterialien mit hoher Dehnbarkeit (wie etwa Bleifluorid) kann das Problem des Abbrechens vermeiden. Diese dehnbaren Materialien sind jedoch für viele Anwendungen wegen deren Toxizität ungeeignet.
Ferner ist es schwer, eine reflektierende Beschichtung (der in US 4,805,987 und 5,005,944 beschriebenen Art) an einem vorgeformten hohlen Wellenleitergehäuse aufzusputtern, insbesondere beim typischen Fall, daß das hohle Gehäuse einen sehr kleinen Durchmesser (z. B. 1 mm) und eine sehr große Länge (z. B. 1 Meter) aufweist. Insbesondere ist es schwer, reflektierende Beschichtungen an diesen hohlen Gehäuse auf eine Weise aufzubringen, welche die genaue Steuerung der Dicke der aufgebrachten Schicht vorsieht.
In einem Aufsatz mit dem Titel "Design of optimum highreflectivity coatings for grazing angles of incidence" auf den Seiten 1057 bis 1065, des Journal of the Optical Society of America, A, Band 2, Nr. 7, Juli 1985, stellt J. B. Shellan theoretisch hergeleitete Gleichungen zur Verwendung bei der Herstellung mehrschichtiger dielektrischer Beschichtungen für starke Reflexionsfähigkeit bei einer Wellenlänge dar, bei welcher der Einfallswinkel bei der ersten Grenzfläche größer als der Brewster-Winkel ist und die Schichten nicht alle Viertelwellenlängen-Schichten sind. Das Verhältnis des P- polarisierten Lichtes muß für den Entwurf bestimmt sein. Für eine Wellenlänge von 1,06 um wird Silber mit einer mehrschichtigen Beschichtung aus SiO&sub2; und ZrO&sub2; vorgeschlagen.
US-A-4232075 beschreibt ein Kaleidoskop, welches durch Falten einer rechteckigen Schicht aus Kunststoffmaterial entlang von zwei parallelen geraden Einschnitten hergestellt ist, welche sich von einer unbeschichteten aus Fläche in die Schicht hinein erstrecken, jedoch nicht die gesamte Dicke der Schicht durchdringen. Die andere Seite der Schicht ist mit Metall beschichtet, wie etwa Aluminium oder Chrom, bevor die Schicht geschnitten oder gefaltet wird. Eine Schicht Siliziumdioxid kann vor dem Schneiden und Falten auf die Metallschicht aufgebracht werden, um die Metallschicht vor Abrieb oder Oxidation zu schützen. Die gefaltete Schicht weist einen dreieckigen Querschnitt mit innenliegenden reflektierenden metallisierten Flächen auf.
US-A-3445052 beschreibt einen klappbaren Behälter, welcher aus einem Laminat bestehend aus einer Kernschicht aus Kunststoffmaterial zwischen zwei Hautschichten aus Metall hergestellt ist, wie etwa Aluminium. Um ein Scharnier zu bilden, bei welchem das Laminat gefaltet werden kann, werden entgegengesetzte Streifen der Hautschicht entfernt und die freiliegende Kernschicht durch Erwärmen und Drücken oder durch maschinelle Formgebung verdünnt. Die Abmessungen können so ausgebildet sein, daß sich wenn das Laminat gefaltet wird, um die Wände im rechten Winkel zueinander zu bilden, die inneren Hautschichten entlang deren jeweiligen Rändern des Scharnierbereiches treffen. Die Rille, welche zwischen diesen Rändern gebildet ist, und der verdünnte Bereich der Kernschicht im Scharnierbereich kann mit einem nicht härtenden Mastixharz abgedichtet werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein hohler Wellenleiter wie im Anspruch 1 definiert vorgesehen, auf welchen nachfolgend Bezug genommen wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Bilden eines hohlen Wellenleiters wie in Anspruch 11 definiert vorgesehen, auf welches nachfolgend Bezug genommen wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung verwenden einen beschichteten optischen Reflektor zum Reflektieren von Strahlung mit zwei verschiedenen Wellenlängen wie etwa sichtbare und Infrarotstrahlung und insbesondere einen beschichteten Reflektor, welcher für Strahlung mit zwei verschiedenen Wellenlängen (wie etwa kombinierte HeNe- und CO&sub2;-Laserstrahlung) stark reflektierend ist, welche in einem Bereich von Einfallswinkeln auftrifft, welcher auch streifende Einfallswinkel umfasst.
Der bevorzugte beschichtete Reflektor ist für Strahlung mit zwei verschiedenen Wellenlängen über einen breiten Bereich von Einfallswinkeln stark reflektierend, einschließlich streifende Einfallswinkel. Eine Wellenlänge kann im sichtbaren Bereich liegen und die andere in einem Bereich, welcher länger als die sichtbare ist. Der bevorzugte beschichtete Reflektor kann bei einem Wellenleiter für Laserstrahlen verwendet werden, welche für medizinische und weitere Anwendungen nützlich sind (beispielsweise kombinierte HeNe- und CO&sub2;-Laserstrahlen). Darüber hinaus umfaßt der bevorzugte beschichtete Reflektor einen Metallträger und einen mehrschichtigen Stapel bzw. mehrschichtigen Aufbau am Träger, welcher aus sich abwechselnden dielektrischen Materialschichten am Reflektor mit hohen und niedrigen Brechungsindizes besteht, wobei jede dielektrische Schicht mit optischer Dicke im wesentlichen gleich einem Viertel einer einfallenden kurzen Wellenlänge ist (wie etwa die Wellenlänge eines HeNe-Strahles oder einer weiteren sichtbaren Wellenlänge), und die optische Gesamtdicke (angepaßt) des mehrschichtigen Stapels im Bereich von etwa 0,05 bis etwa 0,225 einer einfallenden großen Wellenlänge liegt (wie etwa der Wellenlänge eines CO&sub2;-Laserstrahls, einer anderen Infrarotwellenlänge oder einer längeren als einer sichtbaren Wellenlänge). In weiterer Ausgestaltung dieses bevorzugten Reflektors weist jedes Paar benachbarter hoher und niedriger Brechungsindexschichten des mehrschichtigen Stapels eine kombinierte optische Dicke auf, welche im wesentlichen gleich der einfallenden kurzen Wellenlänge multipliziert mit einem Faktor M/2 ist, wobei M eine positive ganze Zahl ist (obwohl die optische Dicke der Schicht mit hohem Brechungsindex nicht gleich derjenigen der benachbarten Schicht mit geringem Brechungsindex sein muß). Im Allgemeinen ist die optische Gesamtdicke des mehrschichtigen Stapels bevorzugt im wesentlichen gleich (2 N -1) λL/8, wobei N eine positive ganze Zahl und λL die auftreffende große Wellenlänge ist.
Bevorzugt besteht der Reflektor aus Silber, das dielektrische Material mit hohem Brechungsindex ist Zinksulfit (oder ein weiteres Dielektrikum mit hohem Brechungsindex, welches im wesentlichen sowohl für sichtbare Strahlung als auch für längere als sichtbare Strahlung durchlässig ist), und wobei das dielektrische Material mit geringem Brechungsindex Yttriumflorid oder Zerflorid ist (oder ein anderes Dielektrikum mit geringem Brechungsindex, welches sowohl für sichtbare Strahlung als auch für längere als sichtbare Strahlung im wesentlichen durchlässig ist).
Bei einer Klasse von Ausführungsformen ist der hohle Wellenleiter durch Falten eines mit einer mehrschichtigen dielektrischen Beschichtung beschichteten Metallträgers gebildet, welche eine geringe Dehnbarkeit aufweisen kann. Weil der beschichtete Träger in einem polygonalen Wellenleiter gefaltet ist und nicht zu einer zylindrischen Röhre gerollt ist, wird die Biegespannung auf die optische Beschichtung an den Ecken des polygonalen Wellenleiters konzentriert und nicht über die gesamte Wellenleiterfläche verteilt. Obwohl die Beschichtung an den Ecken des polygonalen Querschnitts des Wellenleiters brechen kann, bleiben die flachen Flächen zwischen den Wellenleiterändern unversehrt. Das Brechen an den Ecken hat einen wesentlichen Einfluß auf die Leistungsfähigkeit des Wellenleiters.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt einen Graphen der Reflexionsfähigkeit von Gold (und Silber) für infrarote elektromagnetische Strahlung als Funktion des Einfallswinkels der Strahlung,
Fig. 2 zeigt einen Graphen der Reflexionsfähigkeit von Silber für sichtbare elektromagnetische Strahlung als Funktion des Einfallswinkels der Strahlung,
Fig. 3 zeigt einen Graphen der Reflexionsfähigkeit von Gold für sichtbare elektromagnetische Strahlung als Funktion des Einfallswinkels der Strahlung,
Fig. 4 zeigt einen seitlichen Querschnitt einer Ausführungsform eines beschichteten Reflektors,
Fig. 5 zeigt einen Graphen des Verlustes (1-Reflexionsfähigkeit in Radiant) von Silber, welches mit einer dielektrischen Schicht mit dem Brechungsindex 1,8 beschichtet ist, als Funktion der optischen Dicke der dielektrischen Schicht für jeden von zwei streifenden Einfallswinkeln (88º und 89º) für infrarote elektromagnetische Strahlung,
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt des beschichteten Reflektors nach Fig. 4, welcher zu einem hohlen polygonalen Wellenleiter gefaltet ist,
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des beschichteten Reflektors der Erfindung,
Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht des beschichteten Reflektors nach Fig. 7, welcher zu einem hohlen polygonalen Wellenleiter gefaltet ist,
Fig. 9 zeigt einen Graphen der Reflexionsfähigkeit eines beschichteten Reflektors mit einem 12-schichtigen dielektrischen Stapel, welcher die Erfindung umfaßt, als Funktion der Wellenlänge,
Fig. 10 zeigt einen Graphen der Reflexionsfähigkeit eines beschichteten Reflektors mit Einem 16-schichtigen dielektrischen Stapel, welcher die Erfindung umfaßt, als Funktion der Wellenlänge,
Fig. 11 zeigt einen Graphen der Verluste (1 - Reflexionsfähigkeit) für eine Klasse bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung als Funktion der Anzahl der Perioden (benachbart zu hohen und niedrigen dielektrischen Schichtpaaren im mehrschichtigen dielektrischen Stapel) als Reaktion auf einfallende Strahlung mit einer Wellenlänge von 10,6 um.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Wie in Fig. 4 gezeigt, umfaßt ein Reflektor einen reflektierenden Träger 10 und einen mehrschichtigen dielektrischen Stapel 20, welcher auf dem Träger 10 aufgebracht ist. Der Stapel 20 umfaßt dielektrische Schichten (die Schichten 21, 22 und 23 umfassend) mit sich abwechselnden hohen und niedrigen Brechungsindizes (d. h. die Brechungsindizes der Schichten 21 und 23 sind im wesentlichen gleich einem ersten hohen und niedrigen Wert und der Brechungsindex der Schicht 22 ist im wesentlichen gleich zum anderen hohen und dem niedrigen Wert). Bevorzugt weist jede Schicht jedes Stapels 20 eine optische Dicke auf (angepaßt an den Einfallswinkel der Strahlung), welche im wesentlichen gleich einer vom beschichteten Reflektor nach Fig. 4 zu reflektierenden sichtbaren elektromagnetischen Strahlung ist. Alternativ weist jedes Schichtpaar benachbarter hoher und niedriger Brechungsindizes des Stapels 20 eine kombinierte optische Dicke auf (angepaßt an den Einfallswinkel der Strahlung), welche im wesentlichen gleich einer halben Wellenlänge (oder einem Mehrfachen davon) der zu reflektierenden sichtbaren elektromagnetischen Strahlung ist (obwohl die optische Dicke der Schicht mit hohem Brechungsindex nicht gleich der Dicke der benachbarten Schicht mit geringem Brechungsindex sein muß).
In der Beschreibung einschließlich der Ansprüche bezeichnet der Begriff "optische Dicke" die "angepaßte" optische Dicke der Schicht (bis Gegenteiliges beschrieben wird). Der Begriff "angepaßt" wird im folgenden Sinn verwendet.
Angenommen sei, die "i-te" Schicht eines mehrschichtigen dielektrischen Stapels Weise eine metrische Dicke ti und einen Brechungsindex ni auf. Bei normalem Einfall, d. h. Einfall in Normalenrichtung, ist die optische Dicke OT der Schicht das Produkt von ti und ni, d. h.
OT = (ni) (ti). Bei streifenden Einfallswinkeln (z. B. 88º) drückt die vorstehende Formel die optische Schichtdicke nicht genau aus, weil die optische Dicke bei streifendem Einfall erhöht wird, um die Weglängendifferenz der reflektierten Strahlen im Stapel auszugleichen. Die angepaßte optische Dicke OTangepaßt ist näherungsweise gleich (ni) (ti) / [1 - (no²) / (ni²)]1/2, wobei no der Brechungsindex des Einfallsmediums ist (welches gewöhnlich Luft mit einem Brechungsindex nahe 1 ist).
Als Beispiel wird eine Schicht mit einem Brechungsindex von 2,22 betrachtet, mit einem Einfallswinkel von 88º. Dessen angepaßte optische Dicke OTangepaßt beträgt näherungsweise
(ni) (ti) / [1 - (2,22)&supmin;²]1/2 = 1,12 (ni) (ti).
Ein Strahl, welcher auf jede Schicht eines mehrschichtigen Stapels 20 fällt, unterliegt zwei Reflexionen: ein erster Strahlenanteil wird von der oberen Schichtfläche reflektiert und ein zweiter Strahlenanteil wird von der unteren Schichtfläche reflektiert. Wenn der Strahl in Richtung der Normalen einfällt, beträgt die optische Dicke der Schicht einfach das Produkt aus der physikalischen Dicke der Schicht und dem Brechungsindex. Im Falle, daß der Strahl einen streifenden Einfallswinkel aufweist, beträgt die optische Dicke der Schicht näherungsweise (t) (n&sub2;) [1 - (no/n&sub2;)²]1/2 wobei t die physikalische Dicke der Schicht, no vorstehend definiert und n&sub2; der Brechungsindex der Schicht selbst ist. In der Beschreibung einschließlich der Ansprüche bezeichnet der Begriff "optische Dicke" eines gesamten mehrschichtigen dielektrischen Stapels die Summe der optischen Dicken der einzelnen Schichten des Stapels ist. Alternativ weist jede Schicht des Stapels 20 eine optische Dicke auf, welche im wesentlichen gleich jedem ungeradzahligen ganzen Vielfachen einer Viertelwellenlänge (z. B. 3/4 Wellenlänge, 5/4 Wellenlänge usw.) der zu reflektierenden sichtbaren elektromagnetischen Strahlung ist. Bei bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen befindet sich die optische Gesamtdicke des Stapels 20 bevorzugt im Bereich von etwa 0,05 bis 0,225 einer zu reflektierenden einfallenden langen (z. B. infraroten) Wellenlänge (aus nachfolgend beschriebenen Gründen). Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist die optische Gesamtdicke des mehrschichtigen Stapels im wesentlichen gleich (2 N-1) λL / 8, wobei N eines positive ganze Zahl und λL die einfallende lange Wellenlänge ist.
Der Träger 10 ist aus (oder beschichtet mit) Material mit hoher Reflexionsfähigkeit für elektromagnetische Strahlung mit einer ersten (länger als sichtbaren) Wellenlänge und für elektromagnetische Strahlung mit einer zweiten (sichtbaren) Wellenlänge zusammengesetzt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Träger 10 aus Silber hergestellt (welches für sichtbare und Infrarotstrahlung mit S- Polarisation und für sichtbare Strahlung mit P-Polarisation, wie bezüglich der Fig. 1, 2 und 3 beschrieben, stark reflektierend ist). Silber kann jedoch für einige Anwendungen eine ungeeignete Dehnbarkeit aufweisen. Demgemäß kann der Träger 10 aus alternativem Material bestehen, wie etwa anderen Metallen (einschließlich reinem Aluminium oder Gold). Der bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendete Träger kann eine Metallfolie oder ein Metallextrudat sein.
Ferner liegt es im Schutzbereich der Erfindung, wenn der Träger 10 aus einem Material besteht, welches nicht stark reflektierend ist (wie etwa eine extrudierbare Legierung aus Aluminium), beschichtet mit einer Schicht aus stark reflektierendem Material (wie etwa Silber oder reinem Aluminium oder Gold). Der mehrschichtige dielektrische Stapel der Erfindung ist auf dieser stark reflektierenden Schicht aufgebracht. In der Beschreibung (einschließlich der Ansprüche) beschreibt der Begriff "stark reflektierender" Träger und Änderungen oder weitere Ausgestaltungen davon nicht nur Träger, welche vollständig aus stark reflektierendem Material bestehen, sondern auch Träger, welche mit einer stark reflektierenden Schicht beschichtet sind.
Der Reflektor nach Fig. 4 ist dazu entworfen, um die Strahlung in einem breiten Bereich von Einfallswinkeln "i" zu reflektieren, einschließlich streifende Einfallswinkel im Bereich von 80º bis 90º in Hinsicht auf die Normalenachse N. Gemäß der Lehre des vorstehenden Abschnittes reflektiert der Reflektor nach Fig. 4 die sichtbare Strahlung mit einem streifenden Einfallswinkel wirkungsvoll, wenn der Stapel 20 eine ausreichende Anzahl von Schichten mit Viertelwellenlängen umfaßt, unabhängig davon, ob diese Strahlung S-Polarisation oder P-Polarisation aufweist.
Um sicherzustellen, daß der Reflektor nach Fig. 4 auch längere als sichtbare Strahlung mit streifendem Einfallswinkel wirkungsvoll reflektiert, unabhängig davon, ob diese Strahlung S-Polarisation oder P-Polarisation aufweist, ist die Gesamtdicke T des mehrschichtigen dielektrischen Stapels 20 derart gewählt, daß die optische Dicke des Stapels 20 näherungsweise L/8 ist (d. h. größer oder gleich 0,005 L und kleiner oder gleich 0,225 L, wobei L eine größere als sichtbare Wellenlänge ist, welche vom Reflektor nach Fig. 4 reflektiert wird). Die Grundlage für diesen bevorzugten optischen Dickenbereich kann mit Bezug auf Fig. 5 erkannt werden. Fig. 5 zeigt den "Verlust" (Eins minus Reflexionsfähigkeit) eines Silberträgers, welcher mit einer einzelnen dielektrischen Schicht des Brechungsindex 1,8 beschichtet ist, als Funktion der optischen Dicke der dielektrischen Schicht für jeden von zwei streifenden Einfallswinkeln (88º und 89º) von Infrarotstrahlung. Die Kurven S1 bzw. P1 stellen die S-polarisierten und P- polarisierten Komponenten dieser Strahlung dar, welche mit einem Einfallswinkel von 88º auftreffen, und die Kurven des S2 und P2 stellen S-polarisierte bzw. P-polarisierte Strahlungskomponenten dar, welche mit einem Einfallswinkel von 89º auftreffen. Wie in Fig. 5 gezeigt, im Fall daß die dielektrische Schicht eine Dicke von 0 aufweist, weist der Silberträger eine gute Reflexionsfähigkeit für S-polarisierte Komponenten, jedoch eine schlechte Reflexionsfähigkeit für P- polarisierte Komponenten auf. Im Fall, daß die dielektrische Schicht optische Dicken mit Viertelwellenlängen aufweist (entsprechend der Koordinate 0,25 entlang der waagerechten Achse) weist der beschichtete Silberträger eine gute Reflexionsfähigkeit für P-polarisierte Komponenten, jedoch eine schlechte Reflexionsfähigkeit für S-polarisierte Komponenten auf. Wenn die dielektrische Schicht eine optische Dicke im Bereich von etwa 0,05 L bis 0,225 L aufweist (wobei L die Wellenlänge der einfallenden Infrarotstrahlung ist), weist der beschichtete Silberträger sowohl für P-polarisierte als auch für S-polarisierte Komponenten eine gute Reflexionsfähigkeit auf. Der Erfinder hat erkannt, daß der Verlust des mehrschichtigen dielektrischen Stapels 20 nach Fig. 4 (für längere als sichtbare Strahlung) eine Abhängigkeit von der optischen Gesamtdicke ähnlich der in Fig. 5 gezeigten aufweist, so daß die Gesamtdicke T des Stapels 20 bevorzugt derart ist, daß die optische Dicke des Stapels 20 größer oder gleich 0,05 L ist und kleiner oder gleich 0,225 L, wobei L eine größere als sichtbare zu reflektierende Wellenlänge ist.
Die die Beschichtung 20 umfassenden dielektrischen Schichten sollten sowohl für sichtbare als auch für längere als sichtbare zu reflektierende Wellenlängen durchsichtig sein. Die Schichten mit hohem Brechungsindex können Zinkselen oder Zinksulfid sein, obwohl das Letztere im wesentlichen bevorzugt ist, weil dieses über einen breiteren Bereich sichtbarer Längenwellen durchsichtig ist. Die Schichten mit geringem Brechungsindex können unter anderem Thoriumfluorid, Yttriumfluorid und Zerfluorid sein. Thoriumfluorid ist einfach auf einen Träger aufzubringen und in den dicken Schichten verhältnismäßig spannungsfrei, welche gewöhnlich für Infrarotstrahlung reflektierende Beschichtungen notwendig sind. Thoriumfluorid kann jedoch für einige medizinische Anwendungen ungeeignet sein, weil dieses wegen dessen schwacher Radioaktivität toxisch ist (möglicherweise auch wegen chemischer Toxizität). Yttriumfluorid und Zerfluorid können Schwierigkeiten wegen der Spannung beim Aufbringungsvorgang verursachen.
Bei einer Klasse bevorzugter Reflektoren ist der Reflektor nach Fig. 4 für kombinierte HeNe- und CO&sub2;-Laserstrahlung einschließlich sichtbarer HeNe-Laserstrahlung mit einer Wellenlänge von etwa 633 nm und für infrarote CO&sub2;- Laserstrahlung mit einer Wellenlänge im wesentlichen gleich 10,6 um über einen Bereich von Einfallswinkeln stark reflektierend, einschließlich streifender Einfallswinkel. Bei manchen dieser Reflektoren ist der Träger 10 aus Silber, die Schichten mit hohem Brechungsindex des Stapels 20 bestehen aus Zinksulfid und die Schichten mit geringem Brechungsindex des Stapels 20 bestehen aus Yttriumfluorid.
Von höchster Wichtigkeit ist die Auswahl der Anzahl von Schichten sich abwechselnder Brechungsindizes, welche im Reflektor verwendet werden. Obwohl zwei verschiedene Stapel eine Reflexionsfähigkeit offenbaren können, welche für kürzere Wellenlängen (beispielsweise im sichtbaren Abschnitt des Spektrums) vollständig geeignet sind, kann die Reflexionsfähigkeit im Spektralbereich der längeren Wellenlänge vollständig ungeeignet sein. Als Beispiel sind in den Fig. 9 und 10 Graphen mit der Reflexionsfähigkeit des beschichteten Reflektors mit dielektrischen Stapeln mit 12 Schichten bzw. 16 Schichten bei einem streifenden Einfallswinkel (in Luft) von 88º als Funktion der Wellenlänge aufgeführt.
Der Reflektor nach Fig. 9 ist ein Silberträger, welcher mit 12 sich abwechselnden Schichten mit stark reflektierendem Brechungsindexmaterial (Zinksulfid) und schwach reflektierendem Brechungsindexmaterial (Lanthansulfid) beschichtet ist. Jede Schicht aus Zinksulfid und Lanthansulfid weist optische Dicken einer Viertelwellenlänge bei einer Steuerungs- oder Kontrollwellenlänge von 650 nm auf (angepaßt bei einem Einfallswinkel von 88º).
Der Reflektor nach Fig. 10 ist ein Silberträger oder - substrat, welcher mit 16 sich abwechselnden Schichten aus stark reflektierendem Brechungsindexmaterial (Zinksulfid) und schwach reflektierendem Brechungsindexmaterial (Lanthansulfid) beschichtet ist. Jede Schicht aus Zinksulfid und Lanthansulfid weist eine optische Dicke mit Viertelwellenlänge bei einer Steuerungs- oder Kontrollwellenlänge von 650 nm auf (angepaßt an einen Einfallswinkel von 88º).
Mit Ausnahme einiger enger Abfälle der Reflexionsfähigkeit nahe 530 nm ist die Reflexionsfähigkeit für das linear polarisierte Flußmittel "s" größer als 0,999 (sowohl in Fig. 9 als auch in Fig. 10). Die Reflexionsfähigkeit bei 633 nm für linear polarisierte Strahlung "p" ist entsprechend (sowohl in Fig. 9 als auch in Fig. 10).
Fig. 11 zeigt jedoch, daß bei der sehr viel längeren Wellenlänge von 10,6 Mikrometer die Ausführungsform der Fig. 9 einen sehr unterschiedlichen Verlust aufweist (1- Reflexionsfähigkeit in Radiant) als die Ausführungsform der Fig. 10. Fig. 11 zeigt den Verlust für eine Klasse bevorzugter Reflektoren gegen die Anzahl von Perioden (benachbart zu hohen und niedrigen dielektrischen Schichtpaaren bei einem mehrschichtigen dielektrischen Stapel) als Reaktion auf einfallende Strahlung mit einer Wellenlänge von 10,6 Mikrometern. Jede dielektrische Schicht in jedem bevorzugten Reflektor weist eine optische Dicke einer Viertelwellenlänge bei einer Steuerungs- oder Kontrollwellenlänge von 650 nm auf, angepaßt auf einen Einfallswinkel von 88º. In Fig. 11 zeigt die linke Säule für jede Periode den Verlust der Strahlung mit "s"-Polarisation (in Luft mit einem Einfallswinkel von 88º einfallend) und die rechte Säule stellt den Strahlungsverlust mit "p"- Polarisation für jede Periode dar (in Luft mit einem Einfallswinkel von 88º einfallend).
Die durch das Bezugszeichen "A" in Fig. 11 gekennzeichneten Säulen stellen den Reflektor nach Fig. 9 mit 6 Perioden dar und zeigen, daß der Verlust sowohl für s-polarisierte als auch für p-polarisierte Strahlung weit unterhalb von 0,005 liegt. Die durch das Bezugszeichen "B" in Fig. 11 gekennzeichneten Säulen jedoch stellen den Reflektor nach Fig. 9 mit 8 Perioden dar und zeigen, daß sich der Verlust für diese Ausführungsform im wesentlichen von der s-polarisierten und p-polarisierten Strahlung unterscheidet (der Verlust für die s-polarisierte Strahlung beträgt etwa 25%, welches für die meisten Anwendungen annehmbar hoch ist).
Die starke Abhängigkeit des Verlustes von der Anzahl der Perioden eines mit einem mehrschichtigen dielektrischen Stapel beschichteten Reflektors kann wie nachfolgend beschrieben werden. Ein mit einer einzigen dielektrischen Schicht beschichteter Reflektor weist einen Verlust auf, welcher stark von der optischen Dicke der dielektrischen Schicht abhängt (für eine gegebene Wellenlänge λ, angepaßt an einen gegebenen Winkel). Der Verlust ist niedrig (typischerweise annehmbar niedrig) sowohl für s- als auch p-Polarisation, wenn die optische Dicke λ/8, 3 λ/8 oder 5λ/8 beträgt. Der Verlust für p-polarisierte elektromagnetische Strahlung ist jedoch sehr viel höher als für s-polarisierte elektromagnetische Strahlung (und typischerweise unannehmbar hoch), wenn die optische Dicke ein geradzahliges ganzes Vielfaches einer Viertelwellenlänge λ (d. h. λ/4, 3λ/4, 5λ/4 usw.) und der Verlust für s-polarisierte Strahlung sehr viel höher als für p-polarisierte Strahlung ist (und typischerweise unannehmbar hoch), wenn die optische Dicke gleich λ/2 oder einem Vielfachen von λ/2 ist. Die Auswahl einer optischen Dicke von λ/8, 3 λ/8 oder 5λ/8 für die Schicht stellt einen Kompromiß dar, daß obwohl der Verlust für die eine oder andere Polarisation bei der optischen Dicke mit Viertel- oder Halbwellenlänge kleiner ist, der Verlust bei der optischen "Kompromißdicke" noch annehmbar niedrig ist.
Die Erfinder haben erkannt, daß die optische Gesamtdicke des mehrschichtigen Stapels bei bevorzugten beschichteten Reflektoren im Bereich von etwa 0,05 bis etwa 0,225 einer einfallenden langen Wellenlänge liegt (weil der mehrschichtige Stapel als Einzelschicht eines dielektrischen Materials betrachtet werden kann, dessen Brechungsindex das Mittel der hohen und niedrigen Brechungsindexschichten des Stapels ist). Allgemeiner haben die Erfinder erkannt, daß die optische Gesamtdicke des mehrschichtigen Stapels im wesentlichen gleich (2 N - 1) λL /8 sein soll, wobei N eine positive ganze Zahl und λL die einfallende lange Wellenlänge ist. Ein wichtiger Aspekt der Erfindung ist, daß die Periodenanzahl des mehrschichtigen dielektrischen Stapels (des beschichteten Reflektors) derart ausgewählt wird, daß der Verlust der einfallenden langen Wellenlänge (welche 10,6 Mikrometer sein kann) annehmbar gering ist.
Bei Änderungen der vorstehend beschriebenen Reflektoren besteht der mehrschichtige Stapel (am reflektierenden Träger) aus sich abwechselnden dielektrischen Schichten aus Material mit hohem und niedrigem Brechungsindex, wobei sich die optischen Dicken der dielektrischen Schichten mit hohem Brechungsindex von den optischen Dicken der dielektrischen Schichten mit niedrigem Brechungsindex unterscheiden. Beispielsweise werden Reflektoren mit der Struktur betrachtet: (Luft) (xHyL)q (Silber), dies zeigt, daß ein mehrschichtiger Stapel mit "q"-Perioden auf einem Silberträger aufgebracht ist, wobei jede Periode aus einer Schicht H mit hohem Brechungsindex der optischen Dicke "x" und einer Schicht L mit niedrigem Brechungsindex der optischen Dicke "y" besteht. Beispiele dieser Reflektoren umfassen die, bei welchen das Verhältnis y/x im wesentlichen gleich drei ist, bei welchen das Verhältnis y/x im wesentlichen gleich 2 ist, sowie bei welchen das Verhältnis y/x im wesentlichen gleich 1 ist. Im wesentlichen sollte jedes Paar benachbarter Schichten des mehrschichtigen Stapels mit hohem und niedrigem Brechungsindex eine kombinierte optische Dicke aufweisen (angepaßt an den Einfallswinkel), welcher im wesentlichen gleich einer halben Wellenlänge (oder einem Vielfachen davon) der zu reflektierenden sichtbaren elektromagnetischen Strahlung ist.
Bei weiteren Abwandlungen umfaßt der optische Reflektor einen Träger, welcher für elektromagnetische Strahlung mit einer ersten Wellenlänge (wie einer längeren als sichtbaren Wellenlänge) und einen mehrschichtigen Stapel dielektrischer Schichten am Träger stark reflektierend ist (wobei wenigstens eine der Schichten einen Brechungsindex aufweist, welcher sich wenigstens von einer weiteren Schicht unterscheidet) Jede dielektrische Schicht weist eine angepaßte optische Dicke auf, welche für eine sich erhöhende Gesamtreflexionsfähigkeit des optischen Reflektors für elektromagnetische Strahlung mit einer zweiten Wellenlänge ausgewählt ist (wobei die erste Wellenlänge länger als die zweite Wellenlänge ist und die zweite Wellenlänge eine sichtbare Wellenlänge sein kann), und der Stapel weist eine angepaßte optische Gesamtdicke für sich erhöhende Reflexion der Strahlung mit der ersten Wellenlänge auf. Die angepaßte optische Gesamtdicke des Stapels ist bevorzugt nicht kleiner als 0,05 λL (2N -1) und nicht größer als 0,225 λL (2N -1), wobei N eine positive ganze Zahl und λL die erste Wellenlänge ist. Ein hohler Wellenleiter mit einem polygonalen Querschnitt kann durch Falten eines flachen beschichteten Trägers in im wesentlichen flache Abschnitte gebildet werden. Typischerweise ist der beschichtete Träger ein mit einer mehrschichtigen dielektrischen Beschichtung mit geringer Dehnbarkeit beschichteter Träger.
Ein Beispiel eines gefalteten Wellenleiters, welches nicht von der Erfindung umfaßt ist, ist der in Fig. 6 gezeigte fünfseitige Wellenleiter. Der Wellenleiter nach Fig. 6 ist durch Falten des beschichteten Reflektors nach Fig. 4 in fünf flache Flächenabschnitte gebildet, welche durch vier Ränder 32 getrennt sind. Der mehrschichtige Stapel 20 des beschichteten Reflektors ist nach innen gerichtet (d. h. zur mittleren Längsachse 30 des Wellenleiters gerichtet). Ein einzelner Strahl wird daher mit streifendem Einfall vom Stapel 20 mehrfach reflektiert, wenn dieser sich entlang der Achse 30 ausbreitet (im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Fig. 6) und während jeder Reflexion wird sich ein Strahlenanteil durch den Stapel 20 ausbreiten und dann mit streifendem Einfall vom Träger 20 reflektiert.
Weil der Wellenleiter nach Fig. 6 durch Falten eines flachen beschichteten Trägers hergestellt ist und nicht durch Rollen dieses beschichteten Trägers zu einer zylindrischen Röhre, ist die Biegespannung auf die Beschichtung 20 an den Ecken 32 konzentriert und nicht auf der gesamten Innenfläche des Wellenleiters verteilt. Obwohl die Beschichtung 20 an den Ecken 32 brechen kann, bleiben die flachen Flächen der Beschichtung 20 zwischen den Ecken 32 unversehrt. Jeder Bruch an den Ecken 32 beeinflußt die Leistungsfähigkeit des Wellenleiters nur unwesentlich.
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen beschichteten Reflektors, und Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht des beschichteten Reflektors nach Fig. 7, welcher zu einem hohlen polygonalen Wellenleiter gefaltet ist.
Der Reflektor nach Fig. 7 umfaßt den Träger 40 (bevorzugt ein Metallextrudat oder eine Metallfolie) und die optische Beschichtung 50 ist am Träger 40 aufgebracht. Die Beschichtung 50 kann eine mehrschichtige dielektrische Beschichtung sein, welche identisch (oder ähnlich) zur Beschichtung 20 nach Fig. 4 ist.
Der Träger 40 ist mit dünnen Abschnitten zwischen den Bodenvertiefungen 42 und den oberen Vertiefungen 52 ausgebildet und verhältnismäßig dicke Abschnitte sind durch dünne Abschnitte getrennt. Die Beschichtung 50 ist an den Vertiefungen 52 sowie an den verbleibenden (flachen) Abschnitten der oberen Fläche des Trägers 40 aufgebracht. Die Beschichtung 50 umfaßt flache Beschichtungsabschnitte 53, 54, 55 und 56.
Um den hohlen Wellenleiter nach Fig. 8 zu erzeugen, wird der beschichtete Reflektor nach Fig. 7 um jeden von dessen drei dünnen Abschnitten gefaltet, bis die linke Fläche 43 des Reflektors die rechte Fläche 44 berührt. Wenn die Vertiefungen 52 gefaltet sind, wie in Fig. 8 gezeigt, umgibt jede gefaltete Vertiefung 52 einen zylindrischen Bereich (welcher eine leere Rille sein kann). Jeder derartige zylindrische Bereich ist von der rechteckigen Mittenkammer getrennt, welche durch die vier nach innen gerichteten flachen Beschichtungsabschnitte 53, 54, 55 und 56 definiert ist. Obwohl Spannungen an einer Beschichtung 50 bei den Vertiefungen 52 (während des Faltens des Reflektors nach Fig. 7) bewirken können, daß die Beschichtung 50 an jedem der drei zylindrischen Bereiche 52 nach Fig. 8 brechen können, bleiben die flachen Flächen 53, 54, 55 und 56 der Beschichtung 50 zwischen den Bereichen 52 unversehrt. Brüche bei den Bereichen 52 nach Fig. 8 haben auf die Reflexion der streifend einfallenden Strahlung von den Flächen 53 bis 56 des Wellenleiters nach Fig. 8 keine Auswirkungen (oder nicht mehr als unwesentliche Auswirkungen).
In der Praxis haben wir erkannt, daß gefaltete Bereiche 52 nach Fig. 8 während des Faltvorganges manchmal mit abgeschiedenem Metall und/oder abgespaltenem Beschichtungsmaterial angefüllt werden (und nicht leere Rillen definieren). Sogar in diesen Fällen sind die flachen Flächen 53, 54, 55 und 56 der Beschichtung 50 zwischen den Bereichen 52 unversehrt.
Wie ferner aus der Fig. 8 offenbart, bewirkt das ausgebogene Profil der Bodenfläche des Reflektors nach Fig. 7, daß der Wellenleiter nach Fig. 8 eine glatte zylindrische Außenfläche aufweist.
Verschiedene Modifizierungen und Veränderungen der erfindungsgemäßen Struktur und des Verfahrens werden dem Fachmann ohne Verlassen des in den Ansprüchen definierten Schutzbereiches der Erfindung offenbart. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit bestimmten bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es verständlich, daß die beanspruchte Erfindung nicht übermäßig auf diese spezifischen Ausführungsformen begrenzt ist.

Claims

1. Hohler Wellenleiter mit einer Längsachse, der ein Hauptvolumen umfasst, durch welches sich Strahlung mit streifendem Einfallswinkel in Richtung der Längsachse ausbreiten kann, der umfaßt:

einen gefalteten, beschichteten Träger (40) mit einem polygonalen inneren Querschnitt in einer senkrechten Ebene zur Längsachse, wobei der gefaltete beschichtete Träger das Hauptvolumen umgibt, welches sich entlang der Längsachse erstreckt, wobei der gefaltete beschichtete Träger (40) für elektromagnetische Strahlung mit streifendem Einfallswinkel stark reflektierend ist und durch Falten eines im wesentlichen flachen beschichteten Trägers gebildet wurde, wobei der im wesentlichen flache beschichtete Träger aufweist eine obere Fläche, eine Bodenfläche und im wesentlichen parallele Vertiefungen (42, 52), die in verhältnismäßig dünnen Abschnitten des Trägers ausgebildet sind, wobei jeder dünne Abschnitt zwei verhältnismäßig dicke Abschnitte des Trägers (40) trennt, und

eine optische Beschichtung (50) an der oberen Fläche, wobei die optische Beschichtung (50) des gefalteten beschichteten Trägers vom Hauptvolumen aus sichtbar ist, und der im wesentlichen flache beschichtete Träger eine Metallbasis an der oberen Fläche umfaßt, und die optische Beschichtung (50) eine vielschichtige dielektrische Beschichtung an der oberen Fläche umfaßt, und der im wesentlichen flache beschichtete Träger entlang den im wesentlichen parallelen Vertiefungen gefaltet ist, die parallel zur Längsachse liegen.

2. Hohler Wellenleiter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen Vertiefungen (52) umfassen, die in der Hauptfläche bereitgestellt sind und derart geformt sind, daß jede der Vertiefungen (52) im gefalteten Träger liegt und ein jeweiliges Volumen, das vom Hauptvolumen getrennt ist, umschließt.

3. Beschichteter, optischer Reflektor zum Verwenden in einem hohlen Wellenleiter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor für elektromagnetische Strahlung mit streifenden Einfallswinkeln stark reflektierend ist und umfaßt: einen Metallträger (40) mit einer oberen Fläche und einer Bodenfläche, und eine vielschichtige dielektrische Beschichtung (50) an der Hauptfläche, wobei der Träger (40) in wenigstens der oberen Fläche oder der Bodenfläche im wesentlichen parallele Vertiefungen (42, 52) aufweist, wobei die Vertiefungen (42, 52) aus dünnen Trägerabschnitten gebildet werden, wobei jeder dünne Abschnitt zwei verhältnismäßig dicke Trägerabschnitte (40) trennt, und die dünnen Abschnitte ausreichend dünn sind, um dem Träger (40) zu ermöglichen, entlang den Vertiefungen (42, 52) gefaltet zu werden.

4. Reflektor gemäß Anspruch 3, bei welchem die Vertiefungen obere Vertiefungen (52) in der oberen Fläche umfassen, die derart ausgebildet sind, daß, wenn der Träger (45) entlang den Vertiefungen (42, 52) gefaltet ist, sich die Seitenflächenränder des Trägers berühren, wobei der gefaltete Träger ein Hauptvolumen umfaßt und jede obere Vertiefung (52) ein vom Hauptvolumen getrenntes Volumen umschließt.

5. Reflektor gemäß Anspruch 3, bei welchem der Träger (40) ein extrudiertes Metall ist.

6. Reflektor gemäß Anspruch 3, bei welchem der Träger (40) für elektromagnetische Strahlung mit einer ersten Wellenlänge und einer zweiten Wellenlänge stark reflektierend ist, wobei die erste Wellenlänge kürzer als die zweite Wellenlänge ist, und die Beschichtung (50) für die zweite Wellenlänge im wesentlichen durchlässig ist und eine geeignete optische Gesamtdicke zum Erhöhen der Strahlungsreflexion bei der zweiten Wellenlänge aufweist.

7. Reflektor gemäß Anspruch 6, bei welchem die erste Wellenlänge eine sichtbare Wellenlänge ist und die zweite Wellenlänge länger als sichtbare Wellenlängen ist.

8. Reflektor gemäß Anspruch 6, bei welchem die erste Wellenlänge die Wellenlänge eines HeNe- Laserstrahles ist und die zweite Wellenlänge im wesentlichen gleich 10,6 Mikrometer ist.

9. Reflektor gemäß Anspruch 6, bei welchem die Beschichtung ein vielschichtiger Aufbau sich abwechselnder dielektrischer Schichten mit hohem und niedrigem Brechungsindex ist, wobei jede Schicht eine geeignete optische Dicke aufweist, die im wesentlichen gleich einem Viertel der ersten Wellenlänge ist und der Schichtaufbau eine geeignete optische Gesamtdicke aufweist, die im wesentlichen gleich nicht weniger als 0,05 der zweiten Wellenlänge und nicht größer als 0,225 der zweiten Wellenlänge ist.

10. Reflektor gemäß einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen obere Vertiefungen (52) umfassen, und die dielektrische Beschichtung (50) an den oberen Vertiefungen (52) sowie an den übrigen Hauptflächenabschnitten des Trägers (40)angeordnet ist.

11. Verfahren zum Herstellen eines hohlen Wellenleiters mit einer Längsachse, der ein Hauptvolumen umfasst, durch welchen sich Strahlung mit streifendem Einfallswinkel in Richtung der Längsachse ausbreiten kann, mit folgenden Verfahrensschritten:

Ausbilden eines beschichteten Trägers durch Anbringen einer vielschichtigen dielektrischen Beschichtung an der oberen Fläche eines im wesentlichen flachen Metallträgers (40), wobei der im wesentlichen flache Metallträger im wesentlichen parallele Vertiefungen (42, 52) aufweist, die in verhältnismäßig dünnen Trägerabschnitten ausgebildet sind, wobei jeder verhältnismäßig dünne Abschnitt zwei verhältnismäßig dicke Abschnitte des im wesentlichen flachen Trägers (40) trennt, und

Falten des im wesentlichen flachen Trägers (40) entlang der Vertiefungen (42, 52), um zu bewirken, daß sich die Seitenflächenränder (43, 44) des Trägers berühren, so daß die obere Fläche des gefalteten beschichteten Trägeres ein Hauptvolumen umfaßt, das sich entlang der Längsachse erstreckt und einen vieleckigen Querschnitt in einer Ebene senkrecht zur Längsachse aufweist, wobei das Innere des gefalteten beschichteten Trägers für elektromagnetische Strahlung mit streifenden Einfallswinkeln stark reflektierend ist.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, bei welchem die Vertiefungen Vertiefungen (52) umfassen, die in der Hauptfläche bereitgestellt und so ausgebildet sind, daß die Durchführung des Verfahrens bewirkt, daß jede Vertiefung (52) sich um ein jeweiliges Volumen getrennt vom Hauptvolumen schließt.

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, bei welchem die dielektrische Beschichtung (50) vor dem Falten des Trägers (40) an den oberen Vertiefungen (52) angeordnet ist, sowie an den übrigen oberen Flächenabschnitten des Trägers (40).