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Die
Erfindung betrifft eine Fensterstruktur mit:
einer ersten Fensterschicht,
die ein erstes Fenstersubstrat aufweist, das aus einem Material
besteht, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Zinksulfid und
Zinkselenid besteht;
einer zweiten Fensterschicht, die ein
zweites Fenstersubstrat aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus Aluminiumoxid, Spinell, Siliciumcarbid, Zirkondioxid und
Aluminiumnitrid besteht; und
einer infrarottransparenten Klebeschicht,
die die erste Klebeschicht mit der zweiten Fensterschicht in einer
einander zugewandten, jedoch voneinander beabstandeten Weise miteinander
bondet.
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Die
bekannte Fensterstruktur weist eine dicke stoßbeständige Antireflektionsbeschichtung
für ein
infrarottransparentes optisches Element auf. Die Fensterstruktur
weist ein infrarottransparentes Basiselement auf, das aus Silicium,
Germanium, Galliumarsenid, Galliumphosphid, Quersilbercadmiumtellurid,
Cadmiumtellurid, Zinksulfid, Zinkselenid oder einem der ternären Sulfide,
wie etwa Calciumlanthansulfid besteht. Typischerweise hat die Basis
eine Dicke von wenigstens 1,3 mm und im Allgemeinen von wenigstens
1,3 bis ungefähr
13 mm oder dicker. Auf der Basis ist eine anhaftende Schicht aus
Yttriumoxid abgeschieden, die eine harte Karbonschicht mit der Basis
verbindet. Die harte Karbonschicht ist eine Schutzschicht, um einen
Tropfenaufprallschutz zu bewirken. Die Schutzschicht aus hartem
Karbon oder Diamant hat eine optische Dicke, die ein ungerades Vielfaches
von λ/2
ist. Die anhaftende Schicht besteht aus Yttriumoxid und hat eine
Dicke, die deutlich geringer als ein Viertel einer Wellenlänge ist
und vorzugsweise eine Dicke in der Größenordnung von 0,001 bis 0,01
Mikrometer bis zu ungefähr
0,1 Mikrometer hat.
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Aus
der
WO-A-97 13 169 ist
eine andere Fensterstruktur zum Übertragen
von Wellenlängen im
infrarotnahen Bereich bekannt. Die bekannte Struktur weist eine
5 bis 20 Mikrometer dicke harte Saphirbeschichtung auf einem multispektralen
Zinksulfidsubstrat auf.
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Ferner
sei Bezug genommen auf die
US-A-5 242
709 , die eine infrarottransparente Fensterstruktur offenbart,
die eine erste Fensterschicht aufweist, die ein erstes Fenstersubstrat
besitzt, das aus ZnS oder ZnSe besteht, eine zweite Fensterschicht,
die ein zweites Fenstersubstrat aufweist, und eine infrarottransparente
Klebeschicht, die die erste Fensterschicht mit der zweiten Fensterschicht
in einer zueinander weisenden Lage miteinander bindet. Die zweite
Fensterschicht kann aus irgendeinem herkömmlichen transparenten oder
transluzenten Flugzeugabschirmmaterial hergestellt sein. Sowohl
die Klebeschicht als auch die Schutzschicht sind auf dem Substrat
durch aufeinander folgendes Aussetzen des Substrates gegenüber einem
Dampf abgeschieden, wodurch die Klebeschicht und die Schutzschicht
gebildet werden.
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Die
Schutzschicht hat eine Dicke, die typischerweise zwischen 1 Mikrometer
und 27 Mikrometer liegt.
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Sensoren,
die in den Infrarotwellenlängenbändern arbeiten,
werden bei zivilen und militärischen
Anwendungen verwendet. Solche Sensoren sind normalerweise relativ.pfindlich
in der Konstruktion und gegenüber
externer Beschädigung
anfällig. Sie
werden deshalb normalerweise hinter einem Schutzfenster platziert,
das gegenüber
der Strahlung, die ausgewertet wird, transparent ist, jedoch dem
Sensor gegenüber
Schaden infolge von unwirtlicher physikalischer und chemischer Umgebungsbedingungen,
Einschlägen
und dergleichen abschirmt.
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Das
Fenstermaterial muss transparent gegenüber Infrarotstrahlung sein,
und es muss von ausreichender Festigkeit sein, um sich selbst zu
stützen und
um solche Lasten, wie etwa die von aerodynamischen Kräften bewirkten
oder durch Stöße bewirkten, auszuhalten.
Saphir, eine Form von Aluminiumoxid, ist sehr beständig gegenüber äußerer Beschädigung und
ist transparent gegenüber
Infrarotstrahlung in dem mittleren Wellenlängeninfrarotband, wenn der Saphir
dünn ist,
hat jedoch eine reduzierte Durchlässigkeit bei vergrößerter Dicke.
Saphir wird für
infrarottransparente Fenster kleiner Größe verwendet, es kann jedoch
nicht für
größere Fenster
verwendet werden, da das größere Fenster
größere Dicken
für das
Fenstermaterial für
die strukturelle Festigkeit erfordert, und die größere Dicke
zum Verlust bei der Transmittanz in dem mittleren Wellenlängenbereich des
Infrarotbandes führt.
Z. B. kann ein Fenster von 6,4 mm (1/4 Inch) Durchmesser aus dünnem Saphir hergestellt
sein, jedoch kann ein Infrarotfenster von 203 mm (8 Inch) Durchmesser
nicht aus dünnem
Saphir hergestellt sein, da solch ein großes Fenster nicht ausreichend
fest ist, um die von außen
aufgebrachten Lasten zu ertragen.
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Andere
Fenstermaterialien, wie etwa Zinksulfid behalten ihre gute Transmittanz
im mittleren Infrarotwellenlängenband
selbst bei relativ großen
Dicken, die bei großen
Fenstern erforderlich sind. Jedoch sind diese Materialien nicht
ausreichend beständig
gegenüber äußerer Beschädigung,
um bei vielen Anwendungen als Fenster verwendet zu werden, wie etwa
bei Hochgeschwindigkeitsluftfahrzeugen, da selbst Staub und Regentropfen
in der Luft, die auf das Fenster auftreffen, während des Fluges schnell zu
einer Erosion führen.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte infrarottransparente
Fensterstruktur anzugeben, die eine hohe Stabilität aufweist
und die eine einfache und kostengünstige Herstellung erlaubt.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Fensterstruktur gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Weitere
Ausführungen
der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die
gegenwärtige
Erfindung betrifft eine infrarottransparentes Fenster, das hochbeständig gegenüber äußerer umweltmäßiger Beschädigung ist. Die
Transmission der Infrarotenergie ist gut, selbst bei hohen Einfallswinkeln
der Infrarotstrahlung. Das Fenster gemäß der Erfindung kann in großen Dimensionen
hergestellt werden, wie es erforderlich ist.
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Gemäß der Erfindung
weist eine Fensterstruktur eine erste infrarottransparente Fensterschicht
auf, eine zweite infrarottransparente umweltmäßig beständige Fensterschicht und einen
infrarottransparenten Kleber, der die erste Fensterschicht mit der
zweiten Fensterschicht in einander zugewandter Lage verbindet. Die
erste Fensterschicht weist ein erstes Fenstersubstrat auf, das vorzugsweise
Zinksulfid ist, jedoch auch Zinkselenid sein könnte. Die zweite Fensterschicht
weist ein zweites Fenstersubstrat auf, das vorzugsweise Saphir ist,
jedoch auch anders aus Aluminiumoxid, Spinell, Siliciumcarbid, Zirkondioxid
oder Aluminiumnitrid ausgebildet sein könnte. Bevorzugt ist eine Antireflexbeschichtung
auf einer ersten Seite des ersten Fenstersubstrates, eine zweite
Antireflexbeschichtung auf einer zweiten Seite des ersten Fenstersubstrates,
eine dritte Antireflexbeschichtung auf einer ersten Seite des zweiten
Fenstersubstrates und eine vierte Antireflexbeschichtung auf einer
zweiten Seite des zweiten Fenstersubstrates.
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Das
zweite Fenstersubstrat ist relativ dünn, zwischen ungefähr 0,13
und 1,02 mm (0,005 Inch bis ungefähr 0,040 Inch) Dicke und ist
vorzugsweise aus Aluminiumoxid und besonders bevorzugt aus Saphir hergestellt.
Das erste Fenstersubstrat besteht vorzugsweise aus durchsichtigem
Zinksulfid, das manchmal als multispektrales Zinksulfid oder Cleartran
bezeichnet wird. Das erste Fenstersubstrat ist typischerweise viel
dicker als das zweite Fenstersubstrat und vorzugsweise zwischen
ungefähr
0,2 Inch und ungefähr
1,0 Inch dick. Das erste Fenstersubstrat liefert die strukturelle
Festigkeit, die bei einem Fenster notwendig ist, das aerodynamischen
und anderen Lasten ausgesetzt wird, und das zweite Fenstersubstrat
liefert den Umweltwiderstand, der notwendig ist, um das erste Fenstersubstrat
zu schützen.
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Der
Klebstoff, der die erste Fensterschicht mit der zweiten Fensterschicht
verbindet, muss gegenüber
Infrarotstrahlung durchlässig
sein und muss eine strukturelle Festigkeit bereitstellen. Der bevorzugte
Klebstoff ist ein Silikongummiklebstoff. Die Klebstoffschicht ist
vorzugsweise so dünn
wie zulässig
möglich.
Die Klebstoffschicht ist typischerweise zwischen ungefähr 0,001
Inch und ungefähr
0,004 Inch dick, wobei eine Dicke von ungefähr 0,002 Inch besonders bevorzugt
ist. Der Klebstoff kann über
die gesamten zugewandten Flächen
der ersten und der zweiten Fensterschicht angewandt werden, mit
einer relativ geringen Abschwächung
und Verzerrung der übertragenen
Infrarotenergie. Alternativ kann der Klebstoff nur an einem Umfang
der Fensterschicht angewandt werden, so dass ein Luftspalt die beiden Fensterschichten
voneinander trennt.
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Die
beiden Fenstersubstrate sind vorzugsweise jeweils auf beiden Seiten
mit einer Antireflexbeschichtung beschichtet. Vorzugsweise werden vielschichtige
Antireflexbeschichtungen, die für
andere Anwendungen bekannt sind, in Formen verwendet, die für das angrenzende
Medium optimiert sind. Die Möglichkeit,
solche Antireflexbeschichtungen zu haben, ist ein wichtiges Merkmal
der Erfindung, was sie von einem Fensterdesign unterscheidet, bei
der das zweite Fenstersubstratmaterial direkt auf das erste Fenstersubstratmaterial
abgeschieden wird. Bei der gegenwärtigen Ausführung sind die Antireflexbeschichtungen
an den Grenzflächen
mit dem Klebstoff für
die interessierende Infrarotwellenlänge optimiert, um eine gute
Transmission selbst bei hohen Einfallswinkeln von einfallender Infrarotenergie zu
erhalten. Im Vergleich dazu stellt in dem Fall, in dem das zweite
Fenstersubstrat in direktem Kontakt mit dem ersten Fenstersubstrat
ist, die Grenzfläche zwischen
den beiden eine reflektierende Oberfläche dar, die eine optimale
Leistungsfähigkeit
nachteilig beeinflusst, insbesondere bei hohen Einfallswinkeln der
Infrarotenergie. Während
es somit erwartet werden kann, dass das Vorhanden sein des Klebstoffes die
optimale Leistungsfähigkeit
des Fensters nachteilig beeinflusst, wurde festgestellt, dass die
Abschwächung
und Verzerrung der übertragenen
Infrarotenergie relativ gering ist. Die Vorteile, die sich aus der
Bereitstellung der Antireflexbeschichtungen zwischen dem ersten
Fenstersubstrat und dem zweiten Fenstersubstrat ergeben, überwiegen
die geringen Nachteile, die aus dem Vorhandensein des Klebstoffes herrühren, bei
weitem.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der gegenwärtigen
Erfindung werden aus der folgenden detaillierteren Beschreibung
der bevorzugten Ausführung unter
Bezugnahme auf die zugehörige
Zeichnung deutlich, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung zeigt.
Der Rahmen der Erfindung ist jedoch nicht durch diese bevorzugte
Ausführung
begrenzt.
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1A ist
eine Teilansicht eines Luftfahrzeugs mit einem Infrarotsensor;
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1B ist
eine schematische Innenansicht einer Sensoranordnung;
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2 ist
eine geschnittene Darstellung einer infrarottransparenten Fensterstruktur;
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3 ist
eine Schnittdarstellung einer Antireflexbeschichtung, die bei der
Fensterstruktur gemäß 2 verwendet
wird;
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4 ist
ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Ausführen der Erfindung; und
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5 ist
eine geschnittene Darstellung einer Fensterkonstruktion, die nicht
im Rahmen der Erfindung liegt.
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1A zeigt
eine bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen Fensters in einem Luftfahrzeug 20 mit
einem Luftrahmen 22 und einem an dem Luftrahmen befestigten
Sensorsystem 24. Das Sensorsystem 24 weist eine
Sensorkugel 26 auf, die in einer Fensterstruktur 28 befestigt
ist. Die Sensorkugel 26 weist einen Infrarotsensor 30 auf,
der darin befestigt ist. Die Sensorkugel 26 kann gedreht
werden, um den Sensor 30 wie gewünscht auszurichten. Der Sensor 30 betrachtet
eine Szene durch die Fensterstruktur 28 und demnach muss
die Fensterstruktur 28 gegenüber Strahlung der interessierenden
Wellenlänge
für den
Sensor 30 durchlässig
sein. Das Luftfahrzeug 20, das Sensorsystem 24 und
die zugehörigen
Elemente mit Ausnahme der nachfolgend zu beschreibenden Fensterstruktur
sind im Stand der Technik bekannt.
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1B stellt
die Komponenten des Sensorsystems 24 schematisch in größerem Detail
dar. Das Sensorsystem 24 weist ein Gehäuse 32 auf, durch das
sich die Fensterstruktur 28 erstreckt. Innerhalb des Gehäuses 32 ist
ein Sensor 34 und eine geeignete Optik 36, hier
schematisch als eine einzige Linse dargestellt. Infrarotenergie
tritt in das Gehäuse durch
die Fensterstruktur 28 ein und wird durch die Optik 36 auf
dem Sensor 34 abgebildet. Der Sensor konvertiert die einfallende
Infrarotenergie in ein elektrisches Signal, das zur Abbildungselektronik 38 übertragen
wird, die allgemein außerhalb
des Gehäuses 32 angeordnet
ist. Die Abbildung kann digital oder analog sein, und das resultierende
Bild kann von einer menschlichen Bedienungsperson beobachtet werden
oder automatisch verarbeitet werden. Das Sensorsystem 24 wurde
im Hinblick auf eine Luftfahrzeuganwendung erläutert, wobei es sich um die
am meisten bevorzugte Anwendung der Erfindung handelt. Jedoch kann
das Sensorsystem 24 mit jeder anderen geeigneten Anwendung
verwendet werden, z. B. in einem Raumschiff, einem Landfahrzeug,
einer stationären
Anlage, einer handgehaltenen Einheit oder einen Waffenzieleinrichtung.
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2 ist
ein Schnitt durch die Fensterstruktur 28. Die Fensterstruktur 28 weist
eine erste Fensterschicht 40, eine zweite Fensterschicht 42 und
eine Klebeschicht 44 auf, die die erste Fensterschicht 40 mit
der zweiten Fensterschicht 42 in einer einander zugewandten,
jedoch von einander beabstandeten Anordnung miteinander verbindet. 2 ist
nicht maßstäblich gezeichnet.
Wie nachfolgend erläutert wird,
ist die erste Fensterschicht 40 typischerweise viel dicker
als die zweite Fensterschicht 42, und die Antireflexbeschichtungen
sind sehr dünn.
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Die
erste Fensterschicht 40 weist ein erstes Fenstersubstrat 46 auf.
Das erste Fenstersubstrat 46 besteht aus Zinksulfid oder
Zinkselenid, jedoch ist Zinksulfid bevorzugt. Das erste Fenstersubstrat 46 ist das
primäre
lasttragende Element der Fensterstruktur 28. Es ist mit
einer Dicke hergestellt, die ausreichend ist, um die aerodynamischen
und andere Lasten auszuhalten, die auf das Fenster ausgeübt werden.
Die Dicke des ersten Fenstersubstrates 46 wird vergrößert, wenn
die Quergröße der Fensterstruktur 28 vergrößert wird.
In einem typischen Fall weist das Zinksulfidfenster jedoch eine
Dicke zwischen ungefähr
5,1 und 25,4 mm (0,2 Inch bis ungefähr 1,0 Inch) auf. Vorzugsweise
ist eine erste Antireflexbeschichtung 48 auf einer ersten
Seite des ersten Fenstersubstrates 46 abgeschieden und überdeckt
diese, und eine zweite Antireflexbeschichtung 50 ist auf
einer zweiten Seite des ersten Fenstersubstrates 46 abgeschieden
und überdeckt
diese.
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Die
zweite Fensterschicht 42 schließt ein zweites Fenstersubstrat 52 ein.
Das zweite Fenstersubstrat 52 ist ausreichend dick, um
Erosion, Stößen, chemischer
Beschädigung
und anderen Arten von extern veranlasster Beschädigung zu widerstehen, die
bei der interessierenden Anwendung zu erwarten ist. Das zweite Fenstersubstrat 52 besteht
aus Aluminiumoxid, Spinell, Siliciumcarbid, Zirkondioxid oder Aluminiumnitrid.
Der Ausdruck „Aluminiumoxid" umfasst, wie hier
benutzt, Aluminiumoxid oder verschiedene Arten und schließt insbesondere
Saphir ein, das am meisten bevorzugte Material für das zweite Fenstersubstrat 52.
Das zweite Fenstersubstrat 52 ist vorzugsweise nicht dicker
als notwendig, um als ein separates, dem ersten Fenstersubstrat 46 unabhängig freistehendes
Element gehandhabt zu werden. Vorzugsweise ist das zweite Fenstersubstrat zwischen
ungefähr
0,13 und 1,02 mm (0,005 bis ungefähr 0,040 Inch) dick. Dünnere Substrate
haben eine nicht ausreichende strukturelle Festigkeit, um gehandhabt
zu werden, und dickere Substrate vergrößern unnötig die Abschwächung der
Infrarotenergie, die hierdurch am hohen Ende des mittleren Infrarotwellenlängenbandes
gelangt. Genauer gesagt ist das Aluminiumoxid nicht dicker als ungefähr 1 mm (0,040
Inch), infolge von erheblichem Verlust der Transmittanz oberhalb
von 4 Mikrometern Wellenlänge.
Vorzugsweise wird eine dritte Antireflexbeschichtung 54 darauf
abgeschieden und überdeckt
eine erste Seite des zweiten Fenstersubstrates 52, und
eine vierte Antireflexbeschichtung 56 ist darauf abgeschieden
und überdeckt
eine zweite Seite des zweiten Fenstersubstrates 52.
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Die
erste Fensterschicht 40 ist mit der zweiten Fensterschicht 42 durch
die Klebeschicht 44 verbunden. Die Klebeschicht 44 besteht
aus einem Material, das als ein Klebstoff dient und auch gegenüber Infrarotstrahlung
transparent ist. Ein bevorzugtes Klebematerial ist ein Silikonelastomer
oder Gummi, besonders bevorzugt Polydimethylsiloxan. Die Dicke der
Klebeschicht 44 ist nicht dicker als notwendig, um die
Verklebung zu erhalten, soweit sie in dem optischen Weg der Infrarotenergie
liegt. Die Klebstoffschicht 44 ist vorzugsweise zwischen
ungefähr
0,025 mm und ungefähr
0,1 mm (0,001 Inch bis ungefähr 0,04
Inch) dick, am meisten bevorzugt ungefähr 0,05 mm (0,002 Inch) dick.
Dünnere
Schichten können nicht
verlässlich
appliziert werden, und dickere Schichten führen zu vergrößerter Absorption
der Infrarotenergie ohne einen dazugehörigen Vorteil.
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Die
Klebeschicht 44 kann die gesamten einander zugewandten
Bereiche der Fensterschichten 40 und 42 überdecken,
wie dargestellt, oder kann nur Teile davon bedecken. Z. B. könnte die
Klebeschicht 44 nur um den Umfang des Fensters positioniert
sein, so dass es einen Luftspalt zwischen den Schichten 40 und 42 in
dem mittleren Bereich der Fensterstruktur gibt. Auf jeden Fall sind
die Schichten 40 und 42 voneinander beabstandet,
jedoch einander zugewandt.
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3 zeigt
in allgemeiner Form eine Antireflexbeschichtung
60 der
Art, wie sie für
die Antireflexbeschichtungen
48,
50,
54 und
56 verwendet
wird, in Kontakt mit einem Substrat
62. Solche Antireflexbeschichtungen
sind im Stand der Technik für
andere Anwendungen bekannt, vergleiche z. B.
US-Patent 4,778,731 . Die Antireflexbeschichtung
60 weist
vielfach Unterschichten auf, normalerweise 3 bis 10 Unterschichten,
die in
3 schematisch als vier Unterschichten
60a,
60b,
60c und
60d dargestellt
sind. Die Unterschichten bestehen typischerweise aus Dicken von
weniger als einem Mikrometer aus Yttriumoxid, Siliciumoxid, Magnesiumfluorid,
Zinksulfid oder Hafniumoxid. Die Arten und Dicken der Unterschichten werden
ausgewählt,
um die Leistungsfähigkeit
der Antireflexbeschichtung
60 in Bezug auf die Brechungsindices
der beiden Medien auf jeder Seite der Beschichtung gemäß den im
Stand der Technik wohlbekannten Prinzipien zu optimieren. Z. B.
ist die erste Antireflexbeschichtung
48 bei der bevorzugten
Ausführung
für Luft
auf einer Seite und Zinksulfid auf der anderen Seite optimiert.
Die zweite Antireflexbeschichtung
50 wird für Zinksulfid
auf einer Seite optimiert, mit dem Klebematerial auf der anderen
Seite. Die dritte Antireflexbeschichtung
54 wird für Klebstoffmaterial
auf einer Seite und Aluminiumoxid auf der anderen Seite optimiert.
Die vierte Antireflexbeschichtung
56 wird für Aluminiumoxid
auf einer Seite und Luft auf der anderen Seite optimiert.
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4 ist
ein Blockdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der Fensterstruktur 28.
Das erste Fenstersubstrat 46 wird in einer Dicke bereitgestellt,
die dadurch bestimmt ist, dass es aerodynamischen und anderen Belastungen
widerstehen kann (Ziffer 70). Zinksulfat wird als das bevorzugte
hauptlasttragende Material für
die Fensterstruktur infolge seiner Festigkeit, hohen Infrarottransmission
im Wellenlängenband
von 1 bis 5 Mikrometer, das die Hauptanwendung für Infrarotsensoren ist und
auch die Betriebsbereiche von Ziellasern und augensicheren Lasern
umfasst, verwendet, ferner infolge seiner kommerziellen Erhältlichkeit
in Größen, die
für einen großen Bereich
von Fensteranwendungen geeignet sind. Je größer das Fenster und je höher die
Belastungen, desto dicker ist das Fenster. Das erste Fenstersubstrat 46 wird
auf einer Seite mit der ersten Antireflexbeschichtung 48 beschichtet
und auf der anderen Seite mit der zweiten Antireflexbeschichtung 50 (Ziffer 72).
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Das
zweite Fenstersubstrat 52 wird in einer Dicke bereitgestellt,
die zur Vorbereitung und Handhabung in der gewünschten Größe für die Fensterstruktur 28 geeignet
ist, jedoch nicht dicker als notwendig (Ziffer 74). Das
zweite Fenstersubstrat ist vorzugsweise zwischen ungefähr 0,13
und ungefähr 1,01
mm (0,005 bis ungefähr
0,040 Inch) dick. Aluminiumoxid, am meisten bevorzugt Saphir, wird
als das Substrat für
die zweite Fensterschicht 42 ausgewählt, infolge seiner Beständigkeit
und Widerstandsfähigkeit
gegenüber
Schlag, Erosion und chemischer Beschädigung. Aluminiumoxid ist in
Größen erhältlich für zahlreiche
Fensterstrukturen 28. Falls eine größere Größe als kommerziell erhältlich erforderlich ist,
können
verschiedene Aluminiumoxidstücke
quer nebeneinander zusammengepasst werden, um eine volle Abdeckung
der Fläche
der Fensterstruktur zu erhalten. Das zweite Fenstersubstrat 52 wird
auf einer Seite mit der dritten Antireflexbeschichtung 54 und
auf der anderen Seite mit der vierten Antireflexbeschichtung 56 beschichtet
(Ziffer 76).
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Der
bei der Klebstoffschicht 44 verwendete Klebstoff wird bereitgestellt
(Ziffer 78). Der Klebstoff muss eine gute Infrarottransmission
aufweisen und ferner auch die Funktion eines Klebstoffes. Elastomere
Silikone sind als Klebstoffe bevorzugt.
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Die
erste Fensterschicht 40 wird auf die zweite Fensterschicht 42 gebondet,
indem der Klebstoff auf eine oder auf beide der einander zugewandten
Oberflächen
appliziert wird und sie dann in einander zugewandter, jedoch voneinander
beabstandeter Weise platziert werden (Ziffer 80). Die Menge
des Klebstoffes wird so gewählt,
dass die Klebstoffschicht 44 zwischen ungefähr 0,025
mm und ungefähr
0,1 mm dick ist (0,001 Inch bis ungefähr 0,004 Inch).
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Gemäß diesem
Verfahren und der in 2 gezeigten Fensterstruktur
werden die erste Fensterschicht 40 und die zweite Fensterschicht 42 als
freistehende Elemente vorbereitet und dann mittels des Klebstoffes
miteinander verbunden. Dieses Verfahren steht im Gegensatz zu einem
Verfahren, das eine solche Struktur wie in 5 gezeigt,
erzeugt, das jedoch nicht im Rahmen der Erfindung liegt. Bei diesem
Ansatz wird eine Aluminiumoxidschicht 90 direkt auf und
in Kontakt mit einer Zinksulfidschicht 92 abgeschieden
(nicht mittels Klebstoff verbunden). Antireflexbeschichtungen 94 und 96 werden
danach auf die nach außen
stehenden einander zugewandten Oberflächen appliziert. Diese Struktur,
die nicht im Rahmen der Erfindung liegt, unterscheidet sich von der
Erfindung in zwei bedeutenden Aspekten. Erstens wird die Schicht 90 abgeschieden,
anstelle separat erzeugt zu werden, was zu schlechteren optischen
Eigenschaften führt.
Zweitens gibt es eine direkte Verbindungslinie 98 zwischen
dem Aluminiumoxid und dem Zinksulfid. Diese Verbindungslinie 98 stellt
eine reflektierende Oberfläche
dar, die die Infrarottransmission durch die Struktur behindert,
insbesondere, wenn die Infrarotenergie auf die Struktur mit einem
hohen Einfallswinkel (d. h. ungefähr 60° oder mehr von der Vertikalen
einfällt).
Da die Aluminiumoxidschicht 90 direkt auf die Zinksulfidschicht 92 abgeschieden
wird, ist es nicht möglich,
eine separat applizierte Antireflexbeschichtung oder Beschichtungen an
dieser Klebstofflinie 98 vorzusehen, was dazu dienen würde, den
nachteiligen Einfluss der Klebelinie abzuschwächen. Schichten, die Antireflexbeschichtungen
simulieren, können
auf die Schicht 92 vor dem Abscheiden der Schicht 90 abgeschieden
werden, jedoch sind diese Schichten nicht so wirksam, wie diejenigen,
die auf freistehende Teile abgeschieden werden, die anschließend miteinander
gebondet werden, wie bei der gegenwärtigen Erfindung.
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Obwohl
eine besondere Ausführung
der Erfindung im Detail zum Zwecke der Erläuterung beschrieben wurde,
können
zahlreiche Modifikationen und Verbesserungen gemacht werden, ohne
vom Rahmen der Erfindung abzuweichen. Demnach ist die Erfindung
nicht beschränkt,
außer
durch die zugehörigen
Ansprüche.