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Einrichtung zum Aufdampfen reflexmindernder Schichten auf die Oberflächen
von optischen Teilen, insbesondere aus Glas Wenn Gläser in ihren äußersten Grenzschichten
gegen Luft, z. B. durch chemisches Herauslösen gewisser Bestandteile oder durch
Aufbringen einer Schicht mit, geeignetem Brechungsexponenten auf ihre Oberfläche,
optisch verändert werden, so vermindern sich bei Beachtung gewisser physikalischer
Vorschriften die Reflexionsverluste dieser Gläser, d. h. ihre Lichtdurchlässigkeit
wird größer. Dieser Vorgang ist im folgernden als optische Vergütung bezeichnet.
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Eine viel angewandte Methode der optischen Vergiitung von Gläsern
bzw. von anderen optischen Materialien besteht im Aufdampfen geeigneter Substanzen,
z. B. Calciumfluorid, auf ihre Oberflächen. Dieser Prozeß wird im Vakuum vorgenommen.
Das zu verdampfende Calciumfluorid befindet sich in einem kleinen elektrisch geheizten
Ofen, der im wesentlichen aus einem in Schiffchenform gebogenen Blechstreifen besteht,
dem über zwei Elektroden der Heizstrom zugeführt wird. Zunächst wird der Ofen mit
Calciumfluorid beschickt, dann der zu bedampfende Gegenstand in seine vorgesehene
Stellung gebracht, und nachdem der Rezipient verschlossen ist, werden die Vorvakuum-
und schließlich die Hochvakuumpumpe in Tätigkeit gesetzt, bis bei Erreichen des
nichtigen Druckes der Heizstrom für den Verdampfungsofen eingeschaltet werden -kann:
Ist die Bedampfung unter. Beachtung zahlreicher,
an sich bekannter
Gesichtspunkte fertiggestellt, so wird die Außenluft vorsichtig in den Rezipienten
gelassen und die fertiggestellten Gegenstände werden herausgenommen. Hierauf wiederholt
sich der Arbeitsgang in der gleichen Weise. Dieses Verfahren bewährte sich in der
Praxis insofern, als man mit ihm tatsächlich in der Lage ist, eine optische Vergütung
zu erzielen. Man gab sieh mit dem Stand dieser Vergütungstechnik zufrieden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß
dem !bekannten Verfahren zahlreiche schwerwiegende Nachteile anhaften, die in ihrer
Gesamtheit in Hinsicht auf :den physikalisch erreichbaren Grad der.optischen Vergütung
nicht tragbar sind. So ergaben die Versuche, daß das immer wieder notwendige Hereinlassen
die> Außenluft mit den in ihr enthaltenen Gasen und Dämpfen eine stete Gefahrenquelle
für den Vergütungsprozeßbildet. Insbesondere ist Wasserdampf irr Rezipienten bei
Verwendung eines Wolframofens insofern sehr unangenehm, als er zu einer allmählichen
Zersetzung des Ofens führen kann und die entstehenden Zerfallsprodukte sich mit
dem verdampfenden Calciumfluorid auf d en optisch zu vergütenden Flächen ablagern,
so daß die Eigenschaften der Schicht hierdurch in unkontrollier-,barer Weise beeinflußt
werden. Ferner ist verständlich, daß das immer wieder notwendige Erzeugen des Vakuums
und Wiederein.lassen der Luft in den Rezipienten zu Fehlerquellen und Störungen
Anlaß gibt, die sich mehr oder weniger nachteilig auf den Vergütungsprozeß auswirken.
Aber auch .die AusfÜhrungsform des Ofens kann nicht zu gleichmäßig guten Schichten
führen, da das zu verdampfende Material :dazu neigt, von der heißen Stelle in der
Mitte des Ofens zu den kälteren Steller, z. B. an die Elektroden, zu kriechen. Hierdurch
entsteht eine Verschmutzung und bei der Verdampfung ergeben sieh urdefinierte Zustände
mit unmittelbaren Nachteilen für die Qualität der optischen Vergütung. Zum Reinigen
der Verdampfungseinrichtung ist eine Llnterbrec@l.ung :des Arbeitsprozesses und
ein W iedereinlassen die> schädlichen Außenluft notwendig.
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Es zeigt sich also, ,daß das bekannte Verfahren ein kontinuierliches
Arbeiten in dem Sinne, daß zu Beginn der Arbeitsschicht gewisse wesentliche Vorbereitungen
getroffen werden können, die dann später nicht mehr wiederholt zu werden brauchen,
wie z. B: einmaliges Beschicken des Ofens mit Caleiumfluorid und Auspumpen dies
Rezipienten auf Hochvakuum usw., nicht ermöglicht. Vielmehr besteht die> gesamte
Arbeitsvorgang aus sich immer wiederholenden einoelnenArbeitsvörgängen, die alle
nur bei einem immer wieder erforderlichen Zusammentreffen gewisser Umstände in befriedigender
Weise ausfallen. Daß dieses umständliche Arbeitsverfahren, das die Aufmerksamkeit
des die Apparatur bedienenden Personals ablenkt, nicht dazu beiträgt, die an sich
schon nicht einfachen physikalischen Bedingungen der optischen Vergütungstechnik
in jeder Hinsicht zu erfüllen, dürfte nach vorstechendem verständlich sein. Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Ei-nriW-tung, die eine Vereinigung teils neuer,
teils be-
kannter, aber in der optischen Vergütungstechnik noch nicht verwendeter
Mittel ermöglicht, die in ihrem Zusammenwirken :die Vermeidung der Nachteile der
bekannten Einrichtungen gewährleistet.
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Bei der neuen Einrichtung zum Aufdampfen refiexm:indernder Schichten
auf die Oberflächen von optischen Teilen, insbesondere aus Glas, die in den Abb.
i bis 6 in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt ist, handelt es sich
darum, die optischen Teile, beispielsweise Linsen i (vgl. Abb. 2 und i), in einen
Unterdruckraum 2 einzuschleusen, etwa mittels der Schleusenkammer 3, oder vor Herstellung
des Unterdruckes an einer im Innern des Rezipienten 2 @befindlichen revolverartigen
Vorrichtung (Antriebskurbel 4, vakuumdichte Durchführung 5 für die Welle 6 ,und
die Zahnräder 7, die den Träger 8 der Linsen i antreiben) anzubringen und einzeln
oder zu mehreren zusammengefaßt der $edampfung mittels elektrisch geheizter Vexdampfungsöfen
9 auszusetzen, deren Heizstrom über Durchführungselektroden io, i i (vgl. auch Abb.
3) in :das Innere des Rezipienten 2 eingeführt wird.
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Gemäß der Erfindung sind die einzelnen Öfen 9 (Abt. 3) der Reihe nach
mittels einer vom Au#ßäi=°' raum her betätigten Vorrichtung, beispielsweise über
Schleifbürsten 12, an eine Stromquelle 13 ge= legt; die einzelnen Öfen 9
(Abb. 2, 4, 5) sind' so gestaltet, draß das Verdampfu.ngsgut 14 von den Ofenstellen
15 niedriger Temperatur durch Ofenstellen 16 höherer Temperatur getrennt ist. Dies
läßt' sirlh durch entsprechende Bemessung der den Heizstrom zuführenden Leiterteile
16, 9, 16 zwischen den Elektroden 17 erreichen. Der zugehörige Temperaturverlauf
!ist in der Abb. 4 a wiedergegeben.
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Besteht, wie >erwähnt, .die revolverartige. Vorrichtung, die sich
im Innern des Rezipienten 2 befindet, etwa aus einer von außen her .drehbaren Scheibe
oder Walze 8, die auf ihrer Mantelfläche beispielsweise zu bedampfende Linsen i
trägt, so können diese, nachdem das Vakuum (Vorvakuumanschlu$-stutzen 18) einmal
hergestellt ist, der Reihe nach einzeln oder zu mehreren zusammengefaßt bedampft
werden, ohne daß das Vakuum immer wieder unterbrochen werden,müßte (Lufteinlaßstutzen
1g). Die Verwendung einer Einsahleusvorrichtung 3 ermöglicht ebenfalls die Aufrechterhaltung
des Vaku-
ums, wenn es einmal hergestellt ist. Die Einschleetsvorrichtu:ng
kann, wie ebenfalls schon erwähnt wurde, aus einer oder mehreren Kamimern
3 ' stehen, die zweckmäßig einen im Verhältnis ; zurr Volumen des Rozipienten
kleinen Rauminhalt aufweisen; ibevor der Verschluß dieser Einschleusvurrichtung
gegen den eigentlichen Verdampfungsratrrn freigegeben wird, .kann sie auf einen
geringeren Druck ausgepumpt werden, damit beim Öffnen des Verschlusses praktisch
keine Änderung des Druckes im Verdampfungsraum eintritt.
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Als Mittel zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe
ist eine geeignete Kvnstniktion der Verdampfüngsvorrichtung von Bedeutung, du, wie
eingangs erläutert wurde, durch' "dis
Nachfüllen von Verdampfungsgut
und das Verschmutzen des Ofens eine nachteilige Einwirkung auf den Vergütungsvorgang
erfolgen kann.
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Gemäß -der Erfindung beste'ht die Aufdampfeinric'htung aus mehreren
Öfen 9 (Abt. 2 bis 6), die vor der Herstellung des Vakuums mit Verdampfungsgut 1q.
beschickt werden und im Verlauf der Arbeitsschicht der Reihe nach über Schleifbürsten
. 12 an die Heizstromquelle 13 angeschlossen werden können. Eine Ausführungsmöglichkeit
besteht z. B. darin, daß mehrere, etwa aus bandförmigen Blechstreifen bestehende
Öfen auf einer kreisrunden Scheibe 8 (Abt. 3), die auf eine vakuumdichte, durch
den Boden 20 des Rezipienten hindurchgehende Achse 21 gesetzt ist, in radialer Richtung
angeordnet sind. Durch im Innern des Rezipienten angebrachte Schleifbürsten kann
der Heizstrom in einfacher Weise der Reihe nach durch Verdrehen der Ofenanordnung
jedem Ofen zugeführt werden. Wichtig ist, daß der einzelne Ofen für mehrere Bedampfungen
ausreicht, damit für einen Arbeitszyklus nicht allzu viele Öfen erforderlicfi sind.
Hierzu ist notwendig, daß das Verschmutzen durch Kriechen des Verdampfungsgutes
über Teile des Ofens, wie Elektroden, vermieden wird.
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Gemäß der Erfindung wird dies,dadurch erreicht, daß das Verdampfungsgut
von Stellen 15 niedrigererTemperatur, z. B. von den Elektroden 17, durch solche
höherer Temperatur 16 getrennt ist, da so die Wanderung des Verdampfungsmaterials
unterbunden ist. Es ist ersichtlich, daß durch die Vereinigung -dieser verschiedenen
Mittel gemäß der Erfindung das Ziel einer besonders einfachen, sicheren und genauen
Herstellung reflexminrdernder Schichten erreicht ist; allerdings auch nur durch
ihr Zusammenwirken, da sie je für sich z. B. noch nicht die Erhaltung des Vakuums
über eine längere Zeit ermöglichen.
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So ist eine Vakuumanlage, insbesondere zur Metallisierung von Gegenständen,
bekanntgeworden, bei der Vakuumschleusen in Form von Zylindern mit zwei einander
gegenüberstehenden Kolben verwendet sind. Ferner ist ein Verfahren zum. Vergüten
von mindestens an der Oberfläche Metall aufweisenden Gegenständen bekanntgeworden,
gemäß welchem elektrisch geheizte Verdampfungsöfen mit Stromdurchführungen Verwendung
finden und bei dem zwecks kontinuierlichen Betriebes Vakuumschleusen für das einzubringende,
zu bedampfende Gut angeordnet sind. Alle diese bekannten Einrichtungen haben insofern
nichts mit der vorliegenden Erfindung zu tun, als bei ihnen nicht dafür gesorgt
ist, daß das Verdampfungsgut von den Ofenstellen niedrigerer Temperatur durch Ofenstellen
höherer Temperatur getrennt ist. Selbst wenn die bekannten Anordnungen zum Bedampfen
optischer Teile an sich geeignet sein würden, was zum mindesten zweifelhaft ist,
würden doch bei ihnen gerade jene Nachteile auftreten, die im vorstehenden Absatz
2 behandelt sind.
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Die erläuterte Anordnung der Öfen gemäß der Erfindung ermöglicht übrigens
in bequemer Weise, mehrere Schichten aus verschiedenen Stoffen auf eine Oberfläche
aufzudampfen, da man die öfen, die mit verschiedenem Material ;beschickt sein können,
der Reihe nach einschalten kann.
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Um eine Kontrollmöglichkeit für den Druck im Verdampfungsraum zu haben
und z. B. zu vermeiden, daß bei ungeeignetem Druck im Rezipienten aufgedampft und
somit Ausschuß hergestellt wird, kann das Bedampfen gemäß der Erfindung durch eine
vorzugsweise durch Druck betätigte Steuervorrichtung gelenkt werden, durch die der
Verdampfungsvorgang bei unzweckmäßigem Druck selbsttätig unterbrochen und bei wieder
vorhandenem richtigen Druck wieder ausgelöst wird. Hierzu kann der Inrni.sationsstrom
einer anit denn Rezipienten 2 (Abt. 6) in Verbdung stehenden Gasstrecke 22 dienen,
der vom Druck im Rezipienten abhängig ist und über ein Kontaktzengerinstru.ment
23 od. dgl. die erforderliche Schaltung ausführt. Selbstverständlich kann auch eine
akustische Signalvorrichtung verwendet werden, die das Vorhandensein unerwünschter
Druckverhältnisse erkennbar macht.