EP2206002A1 - Diffraktives optisches element sowie verwendung eines optischen klebstoffs zur herstellung eines solchen - Google Patents

Diffraktives optisches element sowie verwendung eines optischen klebstoffs zur herstellung eines solchen

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Publication number
EP2206002A1
EP2206002A1 EP08802388A EP08802388A EP2206002A1 EP 2206002 A1 EP2206002 A1 EP 2206002A1 EP 08802388 A EP08802388 A EP 08802388A EP 08802388 A EP08802388 A EP 08802388A EP 2206002 A1 EP2206002 A1 EP 2206002A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
optical element
layer
diffractive optical
element according
approximately
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08802388A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Seesselberg
Hans-Joachim Weippert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss AG
Original Assignee
Carl Zeiss AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss AG filed Critical Carl Zeiss AG
Publication of EP2206002A1 publication Critical patent/EP2206002A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G02B5/1847—Manufacturing methods
    • G02B5/1852—Manufacturing methods using mechanical means, e.g. ruling with diamond tool, moulding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J163/00—Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59

Definitions

  • the invention relates to a diffractive optical element with
  • DOEs diffractive optical elements
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) depends very strongly on the wavelength ⁇ ; such diffractive optical elements are usually tuned to a working wavelength ⁇ o, at which theoretically a diffraction efficiency of 100% can be achieved.
  • the diffraction efficiency is often less than 80% to 90%, the remaining light is diffracted into unwanted diffraction orders. This so-called misleading often leads to a strong Contrast reduction, possibly also to double images.
  • Such phenomena lower the quality of the optical systems in which such diffractive optical elements are used. The quality reduction can go so far that the use of diffractive optical elements, which consist of a single material, no longer comes into question.
  • diffractive optical elements have been proposed in the past in which two layers of different materials abut each other and the diffractive structure is formed at the interface between the first layer and the second layer.
  • Such diffractive optical elements of the aforementioned type are known, for example, from DE 195 33 591 A1 or US Pat. No. 5,734,502.
  • the diffractive structures of diffractive optical elements may have different profiles.
  • diffractive optical elements with binary, sinusoidal, blazed, arbitrarily trapezoidal and arbitrarily binar rounded profiles.
  • diffractive optical elements diffract light into a variety of diffraction orders.
  • structures are often used with blazed profiles. This is understood to mean an asymmetrical triangular profile with a blaze flank inclined to a reference plane and generally closed this reference plane vertical anti-Blazeflanke whose extension in the direction perpendicular to the reference plane direction specifies a tread depth h.
  • Such a diffraction structure may be formed both at a plane-running interface and at a curved interface between the first and the second layer.
  • the diffraction structure may be parallel to a plane surface or parallel to a curved surface.
  • each pair of blaze flank and anti blaze flank is assigned a separate reference plane.
  • ⁇ ( ⁇ ) depends less on the angle of incidence of the light, the lower the profile depth h is. If one wants to achieve a diffraction efficiency of approximately 100% in the mth diffraction order, the profile depth h must be increased by the factor m.
  • ⁇ ( ⁇ ) sinc 2 (( ⁇ ( ⁇ ) / (2 ⁇ )) - 1);
  • ni ( ⁇ ) n 2 ( ⁇ ) + ( ⁇ / ⁇ o) ( ⁇ o ni) (- n 2 ( ⁇ 0)) (4)
  • the object of the invention is to provide a diffractive optical element of the type mentioned, which takes into account these problems, provides a good diffraction efficiency over a wavelength range away and can be easily and inexpensively manufactured. This object is achieved in a diffractive optical element of the type mentioned in that
  • the material of at least one of the two layers is obtained by curing an optical adhesive.
  • Optical adhesives are to be understood as meaning those adhesives which can be used to join optical elements such as, for example, lenses, prisms or the like, and which are present in a correspondingly thin layer of a few ⁇ m between the elements to be connected.
  • Known optical adhesives are also referred to as Feinkitte.
  • the invention is based on the finding that optical adhesives have properties which qualify them as material for forming at least one layer of a diffractive optical element proposed here.
  • Optical adhesives are usually easy to process and thus facilitate overall the production of a corresponding diffractive optical element.
  • Optical adhesives also have the advantage that they have a satisfactory range in terms of their refractive index and dispersion behavior, depending on the basic substances of which they are composed can be optimally matched to the material of the first layer of the diffractive optical element to obtain a diffractive optical element with a high diffraction efficiency.
  • optical adhesives can also be adapted so that their curing with only a small volume loss, the so-called volume shrinkage, goes along. This can be less than 6%. Thus, undesirable stresses on the first layer in the manufacture of the diffractive optical element can be avoided.
  • Optical adhesives have good elastic properties far away, so that larger differences in the coefficients of expansion of the materials involved are also possible.
  • Such a diffractive optical element is efficiency achromatized, i. its diffraction efficiency is largely independent of wavelength in a working wavelength range.
  • the above equations (4) and (5) may be approximately satisfied such that a diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) according to the above equation (3) is ⁇ ( ⁇ )> 95% gives the working wavelength range of the diffractive optical element.
  • optical adhesive is based on an epoxy compound or a thiol-ene system.
  • Such optical adhesives may be mixed with a favorable Swiss-Styrene resin between 200 mPas and 1000 mPas at 25 0 C.
  • the viscosity can be adjusted by using prepolymers or by admixing reactive diluents or plasticizers. The latter will be discussed below.
  • the material of the second layer of the diffractive optical element obtained from such optical adhesives may have a sufficient transmission in the desired wavelength range.
  • the refractive index, the dispersion and the transmission can be given as parameters for cured optical adhesives.
  • the optical adhesive comprises one or more of the following compounds: bis- [4- (2,3-epoxypropylthio) -phenyl] sulfide; N, N-diglycidyl-4-glycidyl-oxyaniline; Bis (3,4-epoxycyclohexyl) adipate; polyethylene glycol; Bis (4-vinylthiophenyl) sulfide; Pentaerythritol tetra- (3-mercaptopropionate).
  • N-diglycidyl-4-glycidyl-oxyaniline it is desirable to use it in an amount of about 24.00% to about 33.00% based on the total weight of the optical adhesive.
  • the optical adhesive in a first type of optical adhesive, it is favorable if this comprises a hardener, in particular an amine hardener.
  • the optical adhesive for this purpose preferably comprises one or more of the following compounds: trimethylhexamethylene-1, ⁇ -diamine; Diamino-m-xylene; naphthalenemethylamine; Isophorone diamine. It is favorable if the optical adhesive comprises, as a hard one of the following compounds in the stated amounts based on its total weight: trimethylhexamethylene-1,6-diamine in an amount of about
  • Diamino-m-xylene in an amount of about 14.00% to about 15.00%, preferably in an amount of about 14.53%
  • Naphthalene methylamine in an amount of about 28.00% to about 29.00%, preferably in an amount of about 28.57%
  • Isophorone diamide in an amount of about 13.50% to about 14.50%, preferably in an amount of about 14.06%.
  • the optical adhesive can be hardened by means of electromagnetic radiation, in particular by means of UV light.
  • an optical adhesive comprising one of the following compounds in the stated amounts based on the total weight thereof: bis (3,4-epoxycyclohexyl) adipate in an amount of about 55.00% to about 65.00%, preferably from about 59.00% to about 61.00% and even more preferably from about 59.52%; Bis (4-vinylthiophenyl) sulfide in an amount of from about 50.00% to about 80.00%, preferably from about 56.00% to about 77.00%, and more preferably still about 56.2% or about 76, 34%; Pentaerythritol tetra- (3-mercaptopropionate) in an amount of from about 17.00% to about 45.00%, preferably from about 19.00% to about 44.00%, and more preferably still about 19.85 or about 43, 8th %.
  • this polyethylene glycol is present in an amount of from about 15.00% to about 20.00%, preferably from about 17.00% to about 19.00% and again preferably about 17.86% based on its total weight.
  • the optical radiation curable by means of electromagnetic radiation comprises a photoinitiator.
  • This is preferably present in the form of Tnarylsulfoniumsalzen, especially in the form of Tnarylsulfonium-Hexafluoroantimonaten or triarylsulfonium hexafluorophosphates, when the optical adhesive is based on an epoxy compound.
  • a free-radical photoinitiator is used as the photoinitiator, preferably a mixture of 25% bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide and 75% 2-hydroxy-2 -methyl-1-phenyl-propan-1-one.
  • a mixture is known as "IRGACURE ® 1700" by Ciba-Geigy Ltd. available.
  • 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one or 1- [4- (1-methylethyl) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one be used.
  • the latter are known as "DAROCUR ® 1173” and "DAROCUR ® 1116" by Ciba-Geigy Ltd. available.
  • Tnarylsulfonium hexafluoroantimonate is preferably present in an amount of about 2.00% to about 2.80%, preferably from about 2.25% to about 2.50%, and more preferably from about 2.38% based on the total weight of the optical
  • Adhesive provided.
  • a mixture of 25% of bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide and 75% of 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one is used, it is preferably in one Amount of about 2.50% to about 4.50%, preferably about 3.05% or about 4.0% provided on the total weight of the optical adhesive.
  • the optical adhesive comprises an adhesion promoter, in particular in the form of a silane. It has proven to be advantageous if the optical adhesive comprises as adhesion promoter one of the following compounds: 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane; 3-aminopropyltrimethoxysilane; 3-mercaptopropyltrimethoxysilane; vinyltrimethoxysilane; 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane or an analogous triethoxysilane.
  • 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilane and 3-aminopropyltrimethoxysilane are used in particular when the optical adhesive is based on an epoxy compound.
  • 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane or 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane or analogous triethoxysilanes are especially used when the optical adhesive is based on a thiol-ene system.
  • the optical adhesive comprises as adhesion promoter one of the following compounds in the stated amounts based on its total weight: 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane in an amount of about 0.70% to about 2.40%; 3-mercaptopropyl-trimethoxysilane in an amount of about 0.70% to about 0.80%, preferably about 0.76%.
  • methyl salicylate can be used. In this case, it is preferable that methyl salicylate is present in an amount of about 17.00% to 25.00% based on the total weight of the optical adhesive.
  • benzyl salicylate, hydroxyethyl salicylate, benzyl benzoate, 1-phenylnaphthalene, diisopropylnaphthalene, isopropylbiphenyl or 2-trifluoromethylbenzyl alcohol can be used as plasticizer.
  • the refractive index n 2 ( ⁇ ) of the material of the second layer is smaller than the refractive index ni ( ⁇ ) of the material of the first layer, it is favorable if the material of the second layer is obtained by curing the optical adhesive.
  • Optical adhesives usually have a higher dispersion.
  • the material of the first layer is an optical glass material, since it can be used to generate diffraction structures with low profile depths h, the geometry of which comes very close to the ideal geometry.
  • the optical glass material of the first layer is a compressible optical glass material.
  • the diffraction structure can be relatively easily produced by means of the per se known blank presses in this compressible glass optical material to which the optical adhesive is subsequently applied.
  • the material of the first layer may also be an optical plastic material.
  • Such an optical adhesive is given below in Example 1.
  • Such an optical adhesive is given below in Example 2.
  • Such a material for the first layer is, for example, in the form of the compressible glass K-VC78 of Sumita Optical Glass
  • Such an optical adhesive is given below in Example 3.
  • the latter is available for example in the form of the glass K-VC81 of Sumita Optical Glass Inc. available.
  • the latter is available, for example, in the form of the glass N-LAF35 Schott AG, as indicated in Example 4 below.
  • Such an optical adhesive is given below in Example 5.
  • m (435.8) 1.64473
  • r_i (480.0) 1.63992
  • 111 (546.1) 1.63483
  • ni (589.3) 1.63237
  • m (643.9) 1.62992.
  • the latter is available, for example, in the form of the glass K-LaFK60 of Sumita Optical Glass Inc.
  • Such an optical adhesive is given below in Example 6.
  • n 2 (435.8) 1.7433
  • n 2 (480,0) 1.7433
  • the latter is available, for example, in the form of Schott AG's N-LAF21 glass
  • the latter is available, for example, in the form of the glass N-LAF33 Schott AG, as indicated below in Example 7 and in Example 9.
  • the latter is available for example in the form of the already mentioned glass N-LAF35 Schott AG.
  • Such an optical adhesive is given below in Example 11.
  • a material is for example in shape of the optical resin Zeonex ® 480R of Zeon Chemicals LP available.
  • Such an optical adhesive is given later in Example 12.
  • an optical adhesive which after hardening is approximately as follows
  • Such an optical adhesive is given below in Example 13.
  • the layer of cured optical adhesive at its thinnest point is at least 5 ⁇ m, preferably at least 10 ⁇ m, more preferably at least 25 ⁇ m and even more preferably at least 50 ⁇ m thick.
  • the outer surface of the second layer which is remote from the first layer is refractive Lens surface is formed.
  • the refractive lens surface of the second layer is preferably concave.
  • the refractive index n 3 ( ⁇ ) may differ from the refractive indices n ⁇ ( ⁇ ) and n 2 ( ⁇ ).
  • the refractive index n 3 ( ⁇ ) can also coincide with one of the refractive indices ni ( ⁇ ) and n 2 ( ⁇ ).
  • the material of this third layer may be selected according to the desired requirements and may be, for example, an optical glass or an optical plastic. Again, it may be favorable if the outer surface of the third layer remote from the second layer is designed as a refractive lens surface. With regard to a collection effect of the diffractive optical element, the refractive lens surface of the third layer may be preferably convex. Alternatively, if a diffractive effect of the diffractive optical element is desired, the refractive lens surface of the third layer is preferably concave.
  • the invention provides the use of an optical adhesive for producing a diffractive optical element.
  • the advantages resulting from the above to the optical adhesive said mutatis mutandis accordingly.
  • the invention will be explained in more detail with reference to the drawings and selected examples. In the drawings show:
  • Figure IA is a partial section of a first embodiment of a diffractive optical element of two layers, in which a diffraction structure is parallel to a flat surface;
  • Figure IB is a partial section of a modification of the exemplary embodiment of Figure 1, in which the diffraction structure is parallel to a curved surface.
  • FIG. 2 shows a partial section of a third exemplary embodiment of a diffractive optical element, wherein a third layer adjoins the second layer;
  • FIG. 3 shows a partial section, corresponding to FIG. 1, of a fourth exemplary embodiment of a diffractive optical element made of two layers, wherein the outer surface of the second layer is designed as a refractive lens surface;
  • FIG. 4 shows a partial section, corresponding to FIG. 2, of a fifth exemplary embodiment of a diffractive optical element made of three layers, the outer surface of the second layer being refractive
  • Figures 5 to 15 are each a graph in which the dependence of the diffraction efficiency of the wavelength for an optical diffractive element is shown with an optical adhesive according to one of the examples 1 to 11 given below.
  • FIGS. 1A and 1B each show a partial section of a diffractive optical element 10 which has a first layer 12 of a material with a refractive index ni ( ⁇ ) and a second layer 14 of a material with a refractive index n 2 ( ⁇ ) adjacent thereto. having.
  • the refractive index ni ( ⁇ ) of the first material is greater than the refractive index n 2 ( ⁇ ) of the second material.
  • the diffraction structure 18 has a plurality of blazed flanks 20 inclined to a reference plane and corresponding anti-blaze flanks 22.
  • the reference plane extends in FIGS. 1A and 1B perpendicular to the optical axis 24 of the diffractive optical element 10, which is indicated by dot-dash lines.
  • the diffraction structure 18 extends parallel to a planar surface 23A, which is indicated by a dotted line.
  • the diffraction structure 18 in FIG. 1B runs parallel to a surface 23B curved in a rotationally symmetrical manner with respect to the optical axis 24, which is likewise indicated by a dotted line.
  • the anti-blaze flanks 22 run in the ideal case parallel to the course of light rays in the first layer 12. In the embodiments according to FIGS. 1A and 1B, the respective anti-blaze flanks 22 also run parallel to the optical axis 24.
  • a collecting effect is already achieved at the interface between the first layer 12 and the second layer 14.
  • a scattering effect can be achieved, for example, with a diffraction structure whose profile corresponds to that of the diffraction structure 18 in FIG. 1A, when it is mirrored on the flat surface 23A.
  • the outer surface 26 of the second layer 14, which is remote from the diffraction structure 18 of the diffractive optical element 10, is planar in the case of the diffractive optical element 10 in FIGS. 1A and 1B.
  • n 3 ( ⁇ ) adjoins this flat outer surface 26.
  • Whose outer surface 30 remote from the second layer 14 is formed as a convex lens surface.
  • the outer surface 26 of the second layer 14 is designed as a convex lens surface, without the diffractive optical element 10 having a third layer.
  • the third layer 28 of a material having the refractive index n 3 ( ⁇ ) adjoins this outer surface 26 of the second layer 14 of the diffractive optical element 10 which is designed as a refractive lens surface, whereby the outer surface 30 of the third layer 28 plan is formed.
  • the second layer 14 of the exemplary embodiments of the diffractive optical element 10 shown in FIGS. 1 to 4 is obtained by curing an optical adhesive.
  • the exemplary embodiments according to FIGS. 2 to 4 can be modified such that even there the diffraction structure 18 runs parallel to a curved surface 23B, as shown in FIG. 1B. If the respective outer surface 26 or 30 of the respective diffractive optical elements 10 is formed as a curved lens surface, the curvature thereof does not have to coincide with that of the curved surface 23B, but may deviate therefrom.
  • the diffraction structures 18 of the diffractive elements 10 according to the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 4 are rotationally symmetrical to the optical axis 24.
  • non-rotationally symmetric diffraction structures 18 are also possible, such as, for example, line gratings.
  • the third layer 28 provided in the exemplary embodiments according to FIGS. 2 and 4 has no influence on the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) of the diffractive elements 10.
  • the first layer 12 may be formed depending on the resulting optical adhesive in order to achieve the highest possible diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) over the largest possible wavelength range.
  • ⁇ diffraction efficiency
  • the relatively low profile depths h stated below in each case could be achieved, whereby the angle of incidence of the light on the diffractive optical element has only a small influence on its diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ).
  • Examples 12 and 13 show two alternative compositions of a thiol-ene-based optical adhesive material for the second layer 14.
  • the cured optical adhesive has the following refractive indices n ( ⁇ ) at the indicated wavelengths
  • the adhesive mixture was outgoing cured for 24 hours at room temperature and a further 8 hours at 50 0 C.
  • Figure 5 shows the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) of the diffractive optical element thus obtained over a wavelength range of 400 nm to 700 nm.
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) was calculated by using Equation (3). This calculation did not take into account the so-called index drop, which results when pressing the glass K-VC78.
  • an index drop is understood to mean a slight reduction in the refractive index of the glass due to rapid cooling.
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) in the wavelength range between 430 nm and 700 nm is more than 98%.
  • the cured optical adhesive has the following refractive indices n ( ⁇ ) at the indicated wavelengths
  • the adhesive mixture was outgoing cured for 24 hours at room temperature and a further 8 hours at 50 0 C.
  • FIG. 6 shows the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) of the diffractive optical element thus obtained over a wavelength range of 400 nm to 700 nm.
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) was calculated by means of equation (3). This calculation did not take into account the so-called index drop, which results when pressing the glass K-VC78.
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) in the wavelength range between 400 nm and 650 nm is more than 98%.
  • the cured optical adhesive has the following refractive indices n ( ⁇ ) at the indicated wavelengths
  • the adhesive mixture was outgoing cured for 24 hours at room temperature and a further 8 hours at 50 0 C.
  • FIG. 7 shows the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) of the diffractive optical element thus obtained over a wavelength range of 400 nm to 700 nm.
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) was calculated by means of equation (3). At this Calculation was the so-called index drop is not taken into account, which results when pressing the glass K-VC81.
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) in the wavelength range between 400 nm and 650 nm is more than 98%.
  • the adhesive mixture was left to stand at room temperature for 24 hours and a further 8 Hours at 50 0 C cured.
  • Fig. 8 shows the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) of the diffractive optical element thus obtained over a wavelength range of 400 nm to 700 nm.
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) was calculated by means of Equation (3).
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) in the wavelength range between 420 nm and 660 nm amounts to more than 98%.
  • the cured optical adhesive has the following refractive indices n ( ⁇ ) at the indicated wavelengths:
  • the adhesive mixture was added for 24 hours Room temperature and further 8 hours at 50 0 C cured.
  • Figure 9 shows the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) of the diffractive optical element thus obtained over a wavelength range of 400 nm to 700 nm.
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) was calculated by using Equation (3). In this calculation, the so-called index drop was not taken into account, which results when pressing the glass K-LaFK60.
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) in the wavelength range between 450 nm and 700 nm is more than 98%.
  • the cured optical adhesive has the following refractive indices n ( ⁇ ) at the indicated wavelengths
  • the adhesive mixture was outgoing cured for 24 hours at room temperature and a further 8 hours at 50 0 C.
  • FIG. 10 shows the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) of the diffractive optical element thus obtained over a wavelength range of 400 nm to 700 nm.
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) was calculated by means of equation (3).
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) in the wavelength range between 420 nm and 670 nm amounts to more than 98%.
  • the adhesive mixture was outgoing cured for 24 hours at room temperature and a further 8 hours at 50 0 C.
  • Figure 11 shows the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) of the diffractive optical element thus obtained over a wavelength range of 400 nm to 700 nm.
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) was calculated by using Equation (3). As can be seen in FIG. 11, the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) in the wavelength range between 420 nm and 660 nm is more than 98%.
  • the cured optical adhesive has the following refractive indices n ( ⁇ ) at the indicated wavelengths:
  • the adhesive mixture was outgoing cured for 24 hours at room temperature and a further 8 hours at 50 0 C.
  • FIG. 12 shows the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) of the diffractive optical element thus obtained over a wavelength range of 400 nm to 700 nm.
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) was calculated by means of equation (3).
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) in the wavelength range between 430 nm and 680 nm amounts to more than 98%.
  • the adhesive mixture was outgoing cured for 24 hours at room temperature and a further 8 hours at 50 0 C.
  • Fig. 13 shows the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) of the diffractive optical element thus obtained over a wavelength range of 400 nm to 700 nm.
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) was calculated by using Equation (3).
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) in the wavelength range between 420 nm and 660 nm amounts to more than 98%.
  • Trimethylolpropane tri- (3-mercaptopropionate) serves as crosslinker in this adhesive mixture.
  • the hardened optical adhesive has the following refractive indices n ( ⁇ ) at the given wavelengths:
  • the adhesive mixture was cured at room temperature for 24 hours and at 50 ° C. for a further 8 hours.
  • Fig. 14 shows the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) of the diffractive optical element thus obtained over a wavelength range of 400 nm to 700 nm.
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) was calculated by means of Equation (3).
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) in the wavelength range between 430 nm and 660 nm is more than 98%.
  • Triarylsulfonium hexafluoroantimonate photoinitiator under the designation "CYRACURE ® UVI-6974" from Dow Chemical Ltd. available.
  • the cured optical adhesive has the following refractive indices n ( ⁇ ) at the indicated wavelengths
  • the adhesive mixture was cured by irradiation with UV-A light at 40 mW / cm 2 for a period of 300 seconds.
  • FIG. 15 shows the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) of the thus obtained diffractive optical element over a wavelength range of 400 nm to 700 nm.
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) was calculated by means of equation (3).
  • the diffraction efficiency ⁇ ( ⁇ ) in the wavelength range between 420 nm and 700 nm is more than 98%.
  • the adhesive mixture was cured by exposure to UV-A light at about 30 mW / cm 2 for a period of 120 seconds.
  • the hardened optical adhesive has the following refractive indices n ( ⁇ ) at the given wavelengths:
  • the adhesive mixture was cured by exposure to UV-A light at about 30 mW / cm 2 for a period of 120 seconds.
  • the cured optical adhesive has the following refractive indices n ( ⁇ ) at the indicated wavelengths
  • the proportion by weight in% of the components used in the optical adhesive can be calculated according to
  • the weight percentage of N, N-diglycidyl-4-glycidyl-oxyaniline in the optical adhesive of Example 1 is about calculated

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Abstract

Es ist ein diffraktives optisches Element angegeben, welches eine erste Schicht (12) aus einem Material mit einer Brechzahl ni(?), eine an die erste Schicht (12) angrenzende zweite Schicht (14) aus einem Material mit einer Brechzahl n2(?) und einer an der Grenzfläche (16) zwischen der ersten Schicht (12) und der zweiten Schicht (14) ausgebildeten Beugungsstruktur (18) umfasst. Das Material wenigstens einer der beiden Schichten (12, 14) ist durch Aushärten eines optischen Klebstoffs erhalten. Außerdem ist die Verwendung eines optischen Klebstoffes zur Herstellung eines diffraktiven optischen Elements nach Anspruch 1 angegeben.

Description

Diffraktives optisches Element sowie Verwendung eines optischen Klebstoffs zur Herstellung eines solchen
Die Erfindung betrifft ein diffraktives optisches Element mit
a) einer ersten Schicht aus einem Material mit einer Brechzahl ni(λ);
b) einer an die erste Schicht angrenzenden zweiten Schicht aus einem Material mit einer Brechzahl n2 (λ) ;
c) einer an der Grenzfläche zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht ausgebildeten Beugungsstruktur
In breitbandigen optischen Systemen, wie beispielsweise in Fotoobjektiven, Displays und Okularen, werden diffraktive optische Elemente (DOEs) häufig zur Korrektur von
Farbfehlern eingesetzt. Es sind diffraktive optische Elemente bekannt, welche aus einem einzigen Material gefertigt sind, wobei eine Beugungsstruktur an der Grenzfläche zwischen diesem Material und Luft verläuft.
Bei derartigen diffraktiven optischen Elementen hängt die Beugungseffizienz η (λ) sehr stark von der Wellenlänge λ ab; derartige diffraktive optische Elemente sind meist auf eine Arbeitswellenlänge λo abgestimmt, bei welcher theoretisch eine Beugungseffizienz von 100 % erreicht werden kann. Bei Wellenlängen, welche kürzer bzw. länger als die Arbeitswellenlänge λo sind, beträgt die Beugungseffizienz jedoch häufig weniger als 80 % bis 90 %, das übrige Licht wird in unerwünschte Beugungsordnungen gebeugt. Dieses so genannte Falschlicht führt häufig zu einer starken Kontrastminderung, gegebenenfalls auch zu Doppelbildern. Derartige Phänomene senken die Qualität der optischen Systeme, in denen derartige diffraktive optische Elemente verwendet werden. Die Qualitätsminderung kann so weit gehen, dass ein Einsatz von diffraktiven optischen Elementen, welche aus einem einzigen Material bestehen, nicht mehr in Frage kommt .
Um diesen Problemen Rechnung zu tragen, wurden in der Vergangenheit diffraktive optische Elemente vorgeschlagen, bei denen zwei Schichten aus verschiedenen Materialien aneinander angrenzen und die Beugungsstruktur an der Grenzflache zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht ausgebildet ist. Derartige diffraktive optische Elemente der eingangs genannten Art sind beispielsweise aus der DE 195 33 591 Al oder der US 5 734 502 A bekannt.
Wenn die Brechzahlen n(λ) der beiden jeweils eine Schicht bildenden Materialien entsprechend aufeinander abgestimmt sind, kann eine Beugungseffizienz η (λ) erreicht werden, die über einen größeren Wellenlangenbereich bei höheren Werten liegt, als dies bei diffraktiven optischen Elementen aus nur einem optischen Material möglich ist.
Die Beugungsstrukturen von diffraktiven optischen Elementen können verschiedene Profile haben. Bekannt sind diffraktive optische Elemente mit binaren, sinusförmigen, geblazeten, beliebig trapezförmigen und beliebig binar abgerundeten Profilen. Im Allgemeinen beugen diffraktive optische Elemente Licht in eine Vielzahl von Beugungsordnungen. Zur Erzielung einer hohen Effizienz in einer ausgewählten Beugungsordnung werden häufig Strukturen mit geblazeten Profilen eingesetzt. Hierunter versteht man ein unsymmetrisch dreieckiges Profil mit einer zu einer Bezugsebene geneigten Blazeflanke und im Allgemeinen zu dieser Bezugsebene senkrechter Anti-Blazeflanke, deren Erstreckung in zur Bezugsebene senkrechte Richtung eine Profiltiefe h vorgibt. Eine derartige Beugungsstruktur kann sowohl an einer plan verlaufenden Grenzfläche als auch an einer gewölbten Grenzfläche zwischen der ersten und der zweiten Schicht ausgebildet sein. Anders ausgedrückt kann die Beugungsstruktur parallel zu einer planen Fläche oder parallel zu einer gewölbten Fläche verlaufen. In letzterem Fall ist jeweils einem Paar aus Blazeflanke und Anti- Blazeflanke eine separate Bezugsebene zuzuordnen.
Wenn ein diffraktives optisches Element zwei aneinander angrenzende Schichten aus Materialien mit verschiedenen Brechzahlen ni (λ) und n2 (λ) aufweist, so erhält man bei Wahl der Profiltiefe h von
h = λo/(n1(λo)-n2(λo) ) ; (1)
bei der Arbeitswellenlänge λ0 unter Vernachlässigung rigoroser Effekte und bei senkrechtem Lichteinfall in der ersten Beugungsordnung eine Beugungseffizienz von 100 %. Die Beugungseffizienz η (λ) hängt umso weniger vom Einfallswinkel des Lichts ab, je geringer die Profiltiefe h ist. Will man in der m-ten Beugungsordnung eine Beugungseffizienz von annähernd 100 % erreichen, so muss die Profiltiefe h um den Faktor m vergrößert werden.
Bei dieser Profiltiefe h gemäß Gleichung (1) ergibt sich der Phasensprung Φ(λ) für senkrecht auf beide Flanken eines Profils auftreffende Lichtstrahlen zu
Φ(λ) = (2π h/λ) • ( (ni(λ) - n2(λ) ) = ( 2π λo/λ) • ( ( m (λ) - n2 (λ) ) / ( ni ( λ0 ) - n2 ( λ0 ) ) ) . ( 2 )
Aus der skalaren Theorie folgt, dass die Beugungseffizienz η(λ) in der ersten Beugungsordnung als Funktion der Wellenlänge λ gegeben ist durch
η(λ) = sinc2( (Φ(λ)/(2π) ) - 1); (3)
mit sine (x) = sin (πx) / ( πx) .
Die optimale und insbesondere von der Wellenlänge λ unabhängige Beugungseffizienz η (λ) erhält man, wenn die Brechzahlen ni (λ) und n2 (λ) so gewählt sind, dass der Phasensprung Φ(λ) ebenfalls nicht von der Wellenlänge λ abhängt. In diesem Fall gilt Φ(λ) = 2π.
Aus Gleichung (2) folgt daraus
ni(λ) = n2(λ) + (λ/λo) (ni(λo) - n2(λ0)) (4)
und daraus
Δn(λ) = (λ/λo) Δn(λ0) (5)
im Hinblick auf die Brechzahlen der verwendeten Materialien der ersten und der zweiten Schicht des diffraktiven optischen Elements.
Dies bedeutet, dass lediglich die Differenz der beiden Brechzahlen Δn (λ) = ni (λ) - n2 (λ) eine lineare Funktion der Wellenlänge λ sein muss. Dies ist für reale Materialien zwar nicht exakt erfüllbar, aber man kann dennoch Materialkombinationen finden, die dieser Bedingung sehr nahe kommen.
Aus dem obigen Zusammenhang ergibt sich auch, dass das niedrigerbrechende Material mit der Brechzahl n2 (λ) eine höhere Dispersion aufweisen muss als das hoherbrechende Material mit der Brechzahl ni(λ), was zwangsläufig die in Frage kommenden Materialkombinationen einschrankt, da eine größere Brechzahl häufig mit einer höheren Dispersion einhergeht. Die Dispersion eines Glases wachst mit kleiner werdender Abbeschen Zahl v dieses Glases.
Es ist bekannt, hoherbrechende Glaser mit verhältnismäßig geringer Dispersion und niedrigerbrechende optische
Kunststoffe mit verhältnismäßig hoher Dispersion zu einem diffraktiven optischen Element zu kombinieren. So ist unter Anderem bekannt, das Glas SSK3 (Schott) mit Polystyrol sowie das Glas K-LaFK 60 (Sumita) oder das Glas BSM81 (Ohara) mit Polycarbonat zu kombinieren. Die Profiltiefen h liegen bei solchen diffraktiven optischen Elementen zwischen etwa 10,0 μm und etwa 30,0 μm. Bei bislang bekannten Materialkombi- nationen ergeben sich jedoch Schwierigkeiten bei der Herstellung des entsprechenden diffraktiven optischen Elements, was meist daran liegt, dass die beiden Materialien verhältnismäßig schlecht miteinander verbunden werden können. Aufgrund dieser Schwierigkeiten kommt es relativ häufig zu Fehlern im diffraktiven optischen Element, so dass dieses nicht in einem hochwertigen optischen System verwendet werden kann und gegebenenfalls sogar verworfen werden muss.
Eine weitere Schwierigkeit bei den bislang verwendeten Materialien mit der niedrigeren Brechzahl n2 (λ) , welche auch eine Mischung aus mehreren Komponenten sein können, liegt darin, dass diese Materialien nicht besonders gut im Hinblick auf ihre Brechzahl und die Dispersionseigenschaften eingestellt werden können, so dass wiederum der Materialauswahl für die erste Schicht mit der höheren Brechzahl ni (λ) des diffraktiven optischen Elements starke Grenzen gesetzt sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein diffraktives optisches Element der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches diesen Problemen Rechnung tragt, eine gute Beugungseffizienz über einen Wellenlangenbereich hinweg bereitstellt und einfach und kostengünstig hergestellt werden kann. Diese Aufgabe wird bei einem diffraktiven optischen Element der eingangs genannten Art dadurch gelost, dass
d) das Material wenigstens einer der beiden Schichten durch Ausharten eines optischen Klebstoffs erhalten ist.
Unter optischen Klebstoffen sind solche Klebstoffe zu verstehen, die zur Verbindung von optischen Elementen, wie beispielsweise Linsen, Prismen oder dergleichen, verwendet werden können und dabei in einer entsprechend dünnen Schicht von einigen wenigen μm zwischen den zu verbindenden Elementen vorliegen. Bekannte optische Klebstoffe werden auch als Feinkitte bezeichnet.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass optische Klebstoffe Eigenschaften aufweisen, die sie als Material zur Ausbildung wenigstens einer Schicht eines hier vorgeschlagenen diffraktiven optischen Elements qualifizieren.
Optische Klebstoffe lassen sich üblicherweise gut verarbeiten und erleichtern somit insgesamt die Herstellung eines entsprechenden diffraktiven optischen Elements.
Optische Klebstoffe haben darüber hinaus den Vorteil, dass sie abhangig von den Grundsubstanzen, aus welchen sie zusammengesetzt sind, über einen zufriedenstellenden Bereich im Hinblick auf ihre Brechzahl und ihr Dispersionsverhalten optimal an das Material der ersten Schicht des diffraktiven optischen Elements angepasst werden können, um ein diffraktives optisches Element mit einer hohen Beugungseffizienz zu erhalten.
Ferner können optische Klebstoffe auch dahingehend angepasst werden, dass ihre Aushärtung mit einem nur geringen Volumenverlust, dem so genannten Volumenschrumpf, einhergeht. Dieser kann unter 6 % liegen. So können unerwünschte Spannungen auf die erste Schicht bei der Herstellung des diffraktiven optischen Elements vermieden werden.
Optische Klebstoffe weisen ferne gute Elastizitatseigen- schaften auf, so dass auch größere Unterschiede der Ausdehnungskoeffizienten der beteiligten Materialien möglich sind.
Ein derartiges diffraktives optisches Element ist effizienz- achromatisiert , d.h. seine Beugungseffizienz ist in einem Arbeits-Wellenlangenbereich weitgehend unabhängig von der Wellenlange. Bei einem derartigen diffraktiven optischen Element können die obigen Gleichungen (4) bzw. (5) in der Weise naherungsweise erfüllt sein, dass sich eine Beugungseffizienz η (λ) nach der obigen Gleichung (3) zu η(λ) > 95 % bezogen auf den Arbeits-Wellenlangenbereich des diffraktiven optischen Elements ergibt.
Es hat sich insbesondere als gunstig erwiesen, wenn der optische Klebstoff auf einer Epoxyverbindung oder einem Thiol-En-System basiert.
Derartige optische Klebstoffe können mit einer gunstigen Verarbeitungsviskositat zwischen 200 mPas und 1000 mPas bei 25 0C angemischt werden. Gegebenenfalls kann die Viskosität durch Verwendung von Prapolymeren oder durch Zumischen von Reaktivverdunnern oder von Weichmachern eingestellt werden. Auf letztere wird weiter unten noch eingegangen.
Das aus derartigen optischen Klebstoffen erhaltene Material der zweiten Schicht des diffraktiven optischen Elements kann darüber hinaus eine ausreichende Transmission im gewünschten Wellenlängenbereich aufweisen.
Insgesamt können zu ausgehärteten optischen Klebstoffen die Brechzahl, die Dispersion und die Transmission als Kenngrößen angegeben werden.
Es hat sich insbesondere als günstig erwiesen, wenn der optische Klebstoff eine oder mehrere der nachfolgenden Verbindungen umfasst: Bis- [ 4- (2 , 3-epoxypropylthio) -phenyl] - sulfid; N, N-Diglycidyl-4-glycidyl-oxyanilin; Bis- (3,4- epoxycyclohexyl) -Adipat ; Polyethylenglycol; Bis- (4- vinylthiophenyl) sulfid; Pentaerythrit-tetra- (3- mercaptopropionat) .
Im Hinblick auf Bis- [ 4- (2, 3-epoxypropylthio) -phenyl] -sulfid ist es vorteilhaft, wenn dieses in einer Menge von etwa 20,00 % bis etwa 85,00 % bezogen auf das Gesamtgewicht des optischen Klebstoffs verwendet wird.
Im Hinblick auf N, N-Diglycidyl-4-glycidyl-oxyanilin ist es günstig, wenn dieses in einer Menge von etwa 24,00 % bis etwa 33,00 % bezogen auf das Gesamtgewicht des optischen Klebstoffs verwendet wird.
Bei einer ersten Art optischen Klebstoffs ist es günstig, wenn dieser einen Härter, insbesondere einen Aminhärter, umfasst. Vorzugsweise umfasst der optische Klebstoff dazu als Härter eine oder mehrere der nachfolgenden Verbindungen: Trimethylhexamethylen-1, β-diamin; Diamino-m-Xylol; Naphthalinmethylamin; Isophorondiamin . Dabei ist es gunstig, wenn der optische Klebstoff als Harter eine der nachfolgenden Verbindungen in den angegebenen Mengen bezogen auf sein Gesamtgewicht umfasst: Trimethylhexamethylen-1, 6-diamin in einer Menge von etwa
16,00 % bis etwa 18,50 %; Diamino-m-Xylol in einer Menge von etwa 14,00 % bis etwa 15,00 %, bevorzugt in einer Menge von etwa 14,53 %; Naphthalinmethylamin in einer Menge von etwa 28,00 % bis etwa 29,00 %, bevorzugt in einer Menge von etwa 28,57 %; Isophorondiamm in einer Menge von etwa 13,50 % bis etwa 14,50 %, bevorzugt in einer Menge von etwa 14,06 %.
Es kann alternativ zur ersten Art optischen Klebstoffs gunstig sein, wenn der optische Klebstoff mittels elektromagnetischer Strahlung, insbesondere mittels UV- Licht, aushartbar ist.
In diesem Fall kann vorzugsweise ein optischer Klebstoff verwendet werden, welcher eine der nachfolgenden Verbin- düngen in den angegebenen Mengen bezogen auf sein Gesamtgewicht umfasst: Bis- (3, 4-epoxycyclohexyl ) -Adipat in einer Menge von etwa 55,00 % bis etwa 65,00 %, bevorzugt von etwa 59,00 % bis etwa 61,00 % und nochmals bevorzugt von etwa 59,52 %; Bis- (4-vinylthiophenyl) sulfid in einer Menge von etwa 50,00 % bis etwa 80,00 %, bevorzugt von etwa 56,00 % bis etwa 77,00 % und nochmals bevorzugt von etwa 56,2 % oder etwa 76,34 % ; Pentaerythπt-tetra- (3-mercaptopropionat ) in einer Menge von etwa 17,00 % bis etwa 45,00 %, bevorzugt von etwa 19,00 % bis etwa 44,00 % und nochmals bevorzugt von etwa 19,85 oder etwa 43,8 %.
Bei einem mittels elektromagnetischer Strahlung aushartbarem optischen Klebstoffs kann es vorteilhaft sein, wenn dieser Polyethylenglycol in einer Menge von etwa 15,00 % bis etwa 20,00 %, bevorzugt von etwa 17,00 % bis etwa 19,00 % und nochmals bevorzugt von etwa 17,86 % bezogen auf sein Gesamtgewicht umfasst.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der mittels elektromagnetischer Strahlung aushartbare optische Klebstoff einen Photoinitiator umfasst. Dieser liegt vorzugsweise in Form von Tnarylsulfoniumsalzen vor, insbesondere in Form von Tnarylsulfonium-Hexafluoroantimonaten oder Triarylsul- fonium-Hexafluorophosphaten, wenn der optische Klebstoff auf einer Epoxyverbindung basiert. Die Letztgenannten
Photoinitiatoren sind unter der Bezeichnung "CYRACURE® UVI- 6974" bzw. "CYRACURE® UVI-6990" von Dow Chemical Ltd. erhältlich .
Basiert der optische Klebstoff auf einem Thiol-En-System, wird als Photoinitiator ein radikalischer Photoinitiator verwendet, vorzugsweise ein Gemisch aus 25% Bis (2,6- dimethoxybenzoyl) -2, 4, 4-trimethylpentylphosphinoxid und 75% 2-Hydroxy-2-methyl-l-phenyl-propan-l-on . Ein solches Gemisch ist unter der Bezeichnung "IRGACURE® 1700" von Ciby-Geigy Ltd. erhältlich. Alternativ können auch 2-Hydroxy-2-methyl- 1-phenyl-propan-l-on oder 1- [4- ( 1-Methylethyl) -phenyl] -2- hydroxy-2-methyl-l-propan-l-on verwendet werden. Die Letztgenannten sind unter der Bezeichnung "DAROCUR® 1173" bzw. "DAROCUR® 1116" von Ciba-Geigy Ltd. erhältlich.
Tnarylsulfonium-Hexafluoroantimonat ist dabei bevorzugt in einer Menge von etwa 2,00 % bis etwa 2,80 %, bevorzugt von etwa 2,25 % bis etwa 2,50 % und nochmals bevorzugt von etwa 2,38 % bezogen auf das Gesamtgewicht des optischen
Klebstoffs vorgesehen. Wenn ein Gemisch aus 25% Bis (2,6- dimethoxybenzoyl ) -2 , 4 , 4-trimethylpentylphosphmoxid und 75% 2-Hydroxy-2-methyl-l-phenyl-propan-l-on verwendet wird, ist dieses bevorzugt in einer Menge von etwa 2,50 % bis etwa 4,50 %, bevorzugt von etwa 3,05 % oder etwa 4,0 % bezogen auf das Gesamtgewicht des optischen Klebstoffs vorgesehen.
Abhängig von dem Material, aus welchem die andere Schicht des diffraktiven optischen Elements gebildet ist, kann es günstig sein, wenn der optische Klebstoff einen Haftvermittler, insbesondere in Form eines Silans, umfasst. Dabei hat es sich als günstig erwiesen, wenn der optische Klebstoff als Haftvermittler eine der nachfolgenden Verbindungen umfasst: 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan; 3-Aminopropyltrimethoxysilan; 3-Mercaptopropyltrimethoxy- silan; Vinyltrimethoxysilan; 3-Methacryloxypropyltrimethoxy- silan oder ein analoges Triethoxysilan . 3-Glycidyloxypropyl- trimethoxysilan und 3-Aminopropyltrimethoxysilan werden dabei insbesondere verwendet, wenn der optische Klebstoff auf einer Epoxyverbindung basiert. 3-Mercaptopropyl- trimethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan oder 3- Methacryloxypropyltrimethoxysilan oder analoge Triethoxysilane werden insbesondere verwendet, wenn der optische Klebstoff auf einem Thiol-En-System basiert.
Insbesondere als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der optische Klebstoff als Haftvermittler eine der nachfolgenden Verbindungen in den angegebenen Mengen bezogen auf sein Gesamtgewicht umfasst: 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan in einer Menge von etwa 0,70 % bis etwa 2,40 % ; 3-Mercapto- propyl-trimethoxysilan in einer Menge von etwa 0,70 % bis etwa 0,80 %, bevorzugt von etwa 0,76 %.
Was die Verarbeitbarkeit des optischen Klebstoffs angeht, ist es günstig, wenn dieser einen Weichmacher umfasst. Als geeigneter Weichmacher kann Methylsalicylat verwendet werden. In diesem Fall ist es günstig, wenn Methylsalicylat in einer Menge von etwa 17,00 % bis 25,00 % bezogen auf das Gesamtgewicht des optischen Klebstoffs vorliegt. Alternativ können beispielsweise auch Benzylsalicylat , Hydroxyethyl- salicylat, Benzylbenzoat , 1-Phenylnaphthalin, Diisopropyl- naphthalin, Isopropylbiphenyl oder 2-Trifluormethylbenzyl- alkohol als Weichmacher verwendet werden.
Insbesondere wenn die Brechzahl n2(λ) des Materials der zweiten Schicht kleiner ist als die Brechzahl ni(λ) des Materials der ersten Schicht, ist es günstig, wenn das Material der zweiten Schicht durch Aushärten des optischen Klebstoffs erhalten ist. Optische Klebstoffe haben in der Regel eine eher höhere Dispersion.
Es ist günstig, wenn das Material der ersten Schicht ein optisches Glasmaterial ist, da sich darauf Beugungsstrukturen mit geringen Profiltiefen h erzeugen lassen, deren Geometrie der Idealgeometrie sehr nahe kommen.
Im Hinblick auf eine einfache Herstellung des diffraktiven optischen Elements ist es dabei günstig, wenn das optische Glasmaterial der ersten Schicht ein verpressbares optisches Glasmaterial ist. In diesem Fall kann die Beugungsstruktur verhältnismäßig einfach mittels dem an und für sich bekannten Blankpressen in diesem verpressbaren optische Glasmaterial erzeugt werden, auf welche der optische Klebstoff im Anschluss daran aufgetragen wird.
Alternativ kann das Material der ersten Schicht auch ein optisches Kunststoffmaterial sein.
Es hat sich ein optischer Klebstoff als günstig erwiesen, welcher nach seiner Aushärtung etwa folgende Brechzahlen n2(λ[nm]) aufweist: n2(435,8) = 1,6459; n2(480,0) = 1,6319; n2(546,l) = 1,6188; n2(589,3) = 1,6131; n2(643,8) = 1,6074. Ein solcher optischer Klebstoff ist weiter unten in Beispiel 1 angegeben. Alternativ hat sich ein diffraktives optisches Element als vorteilhaft erwiesen, bei welchem das Material der zweiten Schicht, d. h. der optische Klebstoff, nach Aushärtung etwa folgende Brechzahlen n2(λ[nm]) aufweist: n2(435,8) = 1,6318; n2(480,0) = 1,6185; n2(546,l) = 1,6061; n2(589,3) = 1,6009; n2(643,8) = 1,5957. Ein solcher optischer Klebstoff ist weiter unten in Beispiel 2 angegeben.
Eine zweite Schicht aus einem dieser beiden Materialien kann vorteilhaft mit einer ersten Schicht zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert werden, deren Material etwa folgende Brechzahlen ni (λ [nm] ) aufweist: ni(435,8) =
1,68453; ru(480,0) = 1,67864; 111(546,1) = 1,67243; ni(589,3) = 1,66944; m(643,9) = 1,66646. Ein derartiges Material für die erste Schicht steht beispielsweise in Form des verpressbaren Glases K-VC78 der Sumita Optical Glass
Inc. zur Verfugung.
Alternativ hat sich ein optischer Klebstoff als gunstig erwiesen, welcher ausgehartet etwa folgende Brechzahlen aufweist: n2(λ[nm]) aufweist: n2(435,8) = 1,7101; n2(480,0) = 1,6923; n2(546,l) = 1,6762; n2(589,3) = 1,6689; n2(643,8) = 1,6621. Ein solcher optischer Klebstoff ist weiter unten in Beispiel 3 angegeben.
Dieser optische Klebstoff kann vorzugsweise mit einem Material der ersten Schicht mit etwa folgenden Brechzahlen kombiniert werden: ni(435,8) = 1,77593; ni(480,0) = 1,76766; ni(546,l) = 1,75906; m(589,3) = 1,75497; ni(643,9) = 1,75093. Letzteres steht beispielsweise in Form des Glases K-VC81 der Sumita Optical Glass Inc. zur Verfugung.
Alternativ kann dieser in Beispiel 3 angegebene optische Klebstoff mit einem Material der ersten Schicht mit etwa folgenden Brechzahlen kombiniert werden: rii(435,8) = 1,76212; m(480,0) = 1,75467; m(546,l) = 1,74688; ni(589,3) = 1,74317; m(643,8) = 1,73948. Letzteres steht beispielsweise in Form des Glases N-LAF35 der Schott AG zur Verfügung, wie es weiter unten in Beispiel 4 angegeben ist.
Alternativ kann vorteilhaft ein optischer Klebstoff verwendet werden, welcher nach Aushärten etwa folgende Brechzahlen aufweist: n2(435,8) = 1,6186; n2(480,0) = 1,6063; n2 (546,1) = 1,5949; n2(589,3) = 1,5898; n2(643,8) = 1,5847. Ein solcher optischer Klebstoff ist weiter unten in Beispiel 5 angegeben.
Dieser kann insbesondere mit einem Material der ersten Schicht kombiniert werden, welches etwa folgende Brechzahlen aufweist: m(435,8) = 1,64473; r_i(480,0) = 1,63992; 111(546,1) = 1,63483; ni(589,3) = 1,63237; m(643,9) = 1,62992. Letzteres steht beispielsweise in Form des Glases K-LaFK60 der Sumita Optical Glass Inc. zur Verfügung.
Ein weiteres diffraktives optisches Element mit einer hohen Beugungseffizienz kann gebildet werden, wenn das Material der zweiten Schicht etwa folgende Brechzahlen aufweist: n2(435,8) = 1,7413; n2(480,0) = 1,7218; n2(546,l) = 1,7038; n2(589,3) = 1,6959; n2(643,8) = 1,6886. Ein solcher optischer Klebstoff ist weiter unten in Beispiel 6 angegeben .
Alternativ kann vorteilhaft ein optischer Klebstoff verwendet werden, welcher nach Aushärten etwa folgende Brechzahlen aufweist: n2(435,8) = 1,7433; n2(480,0) =
1,7228; n2(546,l) = 1,7037; n2(589,3) = 1,6958; n2(643,8) = 1,6881. Ein solcher optischer Klebstoff ist weiter unten in Beispiel 8 angegeben.
Jeder der optischen Klebstoffe gemäß Beispiel 6 oder 8 kann vorzugsweise mit einem Material der ersten Schicht mit etwa folgenden Brechzahlen kombiniert werden: ni (435,8) = 1,80882; nx(480,0) = 1,80056; m(546,l) = 1,79195; ni(589,3) = 1,78785; ni(643,8) = 1,78380. Letzteres steht beispiels- weise in Form des Glases N-LAF21 der Schott AG zur
Verfugung, wie es in Beispiel 6 und in Beispiel 8 angegeben ist.
Alternativ kann jeder der in den Beispielen 6 und 8 angegebenen optische Klebstoffe mit einem Material der ersten Schicht mit etwa folgenden Brechzahlen kombiniert werden: ni(435,8) = 1,80837; m(480,0) = 1,79937; ni(546,l) = 1,79007; ni(589,3) = 1,78567; m(643,8) = 1,78134. Letzteres steht beispielsweise in Form des Glases N-LAF33 der Schott AG zur Verfugung, wie es weiter unten in Beispiel 7 und in Beispiel 9 angegeben ist.
Ein weiteres diffraktives optisches Element mit einer hohen Beugungseffizienz kann gebildet werden, wenn das Material der zweiten Schicht etwa folgende Brechzahlen aufweist: n2(435,8) = 1,7056; n2(480,0) = 1,6876; n2(546,l) = 1,6714; n2(589,3) = 1,6645; n2(643,8) = 1,6581. Ein solcher optischer Klebstoff ist weiter unten in Beispiel 10 angegeben .
Dieser optische Klebstoff kann vorzugsweise mit einem Material der ersten Schicht mit etwa folgenden Brechzahlen kombiniert werden: m(435,8) = 1,76212; ni(480,0) = 1,75467; ni(546,l) = 1,74688; m(589,3) = 1,74317; nx(643,8) = 1,73948. Letzteres steht beispielsweise in Form des bereits genannten Glases N-LAF35 der Schott AG zur Verfugung.
Ein weiteres diffraktives optisches Element mit einer hohen Beugungseffizienz kann gebildet werden, wenn das Material der zweiten Schicht etwa folgende Brechzahlen aufweist: n2(435,8) = 1,5277; n2(480,0) = 1,5216; n2(546,l) = 1,5153; n2(589,3) = 1,5125; n2(643,8) = 1,5096. Ein solcher optischer Klebstoff ist weiter unten in Beispiel 11 angegeben .
Dieses Material der zweiten Schicht kann insbesondere mit einer ersten Schicht kombiniert werden, deren Material etwa folgende Brechzahlen aufweist: ni(435,8) =1,5370; ni(480,0) =1,5324; ^(546,1) = 1,5275; ni(589,3) = 1,5252; ni(643,9) = 1,5229. Ein solches Material steht beispielsweise in Form des optischen Kunststoffs Zeonex® 480R der Zeon Chemicals L. P. zur Verfügung.
Alternativ kann vorteilhaft ein optischer Klebstoff verwendet werden, welcher nach Aushärten etwa folgende Brechzahlen aufweist: n2(546,l) = 1,6671; n2(589,3) = 1,6604; n2(643,8) = 1,6540. Ein solcher optischer Klebstoff ist weiter unten in Beispiel 12 angegeben.
Alternativ kann vorteilhaft ein optischer Klebstoff verwendet werden, welcher nach Aushärten etwa folgende
Brechzahlen aufweist: n2(435,8) = 1,7428; n2(480,0) = 1,7195; n2(546,l) = 1,7001; n2(578,0) = 1,6935; n2(589,3) = 1,6918; n2(643,8) = 1,6839. Ein solcher optischer Klebstoff ist weiter unten in Beispiel 13 angegeben .
Was die Abmessungen des diffraktiven optischen Elements angeht, ist es günstig, wenn die Schicht aus ausgehärtetem optischem Klebstoff an ihrer dünnsten Stelle wenigstens 5 μm, bevorzugt wenigstens 10 μm, bevorzugter wenigstens 25 μm und nochmals bevorzugter wenigstens 50 μm dick ist.
Es kann günstig sein, wenn die von der ersten Schicht abliegende Außenfläche der zweiten Schicht als refraktive Linsenfläche ausgebildet ist. Im Hinblick auf eine Sammelwirkung des diffraktiven optischen Elements ist es vorteilhaft, wenn diese konvex ausgebildet ist. Wenn alternativ eine Zerstreuungswirkung des diffraktiven optischen Elements gewünscht ist, ist die refraktive Linsenfläche der zweiten Schicht vorzugsweise konkav ausgebildet .
Es kann schwierig sein, die freie Außenfläche des ausgehär- teten optischen Klebstoffs in optischer Genauigkeit zu bearbeiten. In diesem Fall kann es günstig sein, wenn an die von der ersten Schicht abliegende Außenfläche der zweiten Schicht eine dritte Schicht aus einem Material mit einer Brechzahl n3(λ) angrenzt. Die Brechzahl n3(λ) kann sich von den Brechzahlen nχ(λ) und n2(λ) unterscheiden. Die Brechzahl n3(λ) kann jedoch auch mit einer der Brechzahlen ni(λ) und n2(λ) übereinstimmen.
Das Material dieser dritten Schicht kann entsprechend den gewünschten Anforderungen ausgewählt sein und beispielsweise ein optisches Glas oder ein optischer Kunststoff sein. Auch hier kann es günstig sein, wenn die von der zweiten Schicht abliegende Außenfläche der dritten Schicht als refraktive Linsenfläche ausgebildet ist. Im Hinblick auf eine Sammel- Wirkung des diffraktiven optischen Elements kann die refraktive Linsenfläche der dritten Schicht vorzugsweise konvex ausgebildet sein. Wenn alternativ eine Zerstreuungswirkung des diffraktiven optischen Elements gewünscht ist, ist die refraktive Linsenfläche der dritten Schicht vorzugsweise konkav ausgebildet.
Außerdem gibt die Erfindung die Verwendung eines optischen Klebstoffs zur Herstellung eines diffraktiven optischen Elements an. Die Vorteile daraus ergeben sich aus dem oben zum optischen Klebstoff Gesagten sinngemäß entsprechend. Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen sowie ausgewählter Beispiele naher erläutert. In den Zeichnungen zeigen :
Figur IA einen Teilschnitt eines ersten Ausfuhrungsbeispiels eines diffraktiven optischen Elements aus zwei Schichten, bei welchem eine Beugungsstruktur parallel zu einer planen Flache verlauft;
Figur IB einen Teilschnitt einer Abwandlung des Ausfuhrungsbeispiels nach Figur 1, bei welcher die Beugungsstruktur parallel zu einer gewölbten Flache verlauft;
Figur 2 einen Teilschnitt eines dritten Ausfuhrungsbeispiels eines diffraktiven optischen Elements, wobei an die zweite Schicht eine dritte Schicht angrenzt;
Figur 3 einen der Figur 1 entsprechenden Teilschnitt eines vierten Ausfuhrungsbeispiels eines diffraktiven optischen Elements aus zwei Schichten, wobei die Außenflache der zweiten Schicht als refraktive Linsenflache ausgebildet ist;
Figur 4 einen der Figur 2 entsprechenden Teilschnitt eines fünften Ausfuhrungsbeispiels eines diffraktiven optischen Elements aus drei Schichten, wobei die Außenflache der zweiten Schicht als refraktive
Linsenflache ausgebildet ist; und
die Figuren 5 bis 15 jeweils einen Graphen, in dem die Abhängigkeit der Beugungseffizienz von der Wellenlange für ein optisches diffraktives Element mit einem optischen Klebstoff gemäß einem der weiter unten angegebenen Beispiele 1 bis 11 gezeigt ist.
In den Figuren IA und IB ist jeweils ein Teilschnitt eines diffraktiven optischen Elements 10 gezeigt, welches eine erste Schicht 12 aus einem Material mit einer Brechzahl ni(λ) und eine daran angrenzende zweite Schicht 14 aus einem Material mit einer Brechzahl n2(λ) aufweist. Die Brechzahl ni(λ) des ersten Materials ist größer als die Brechzahl n2 (λ) des zweiten Materials.
Zwischen der ersten Schicht 12 und der zweiten Schicht 14 verläuft eine Grenzfläche 16, an welcher eine Beugungsstruktur 18 mit einem geblazetes Profil ausgebildet ist, um eine hohe Effizienz in einer ausgewählten Beugungsordnung zu erzielen. Die Beugungsstruktur 18 weist mehrere zu einer Bezugsebene geneigte Blazeflanken 20 und entsprechende Anti-Blazeflanken 22 auf. Die Bezugsebene verläuft in den Figuren IA und IB senkrecht zur optischen Achse 24 des diffraktiven optischen Elements 10, welche strichpunktiert angedeutet ist.
Flächen, die zu der jeweiligen Bezugsebene geneigt angeordnet sind, können durch ein treppenartiges Profil angenähert werden, was auch als Multilevel-Profil bezeichnet wird. Die Erstreckung der Anti-Blazeflanke 22 entspricht der Profiltiefe h der Beugungsstruktur 18.
In Figur IA verläuft die Beugungsstruktur 18 parallel zu einer planen Fläche 23A, die durch eine gepunktete Linie angedeutet ist. Dagegen verläuft die Beugungsstruktur 18 in Figur IB parallel zu einer rotationssymmetrisch zur optischen Achse 24 gewölbten Fläche 23B, die ebenfalls durch eine gepunktete Linie angedeutet ist. Die Anti-Blazeflanken 22 verlaufen dabei im Idealfall parallel zu dem Verlauf von Lichtstrahlen in der ersten Schicht 12. Bei den Ausbildungen gemäß den Figuren IA und IB verlaufen die jeweiligen Anti- Blazeflanken 22 auch parallel zur optischen Achse 24.
Bei der Ausbildung gemäß Figur IB wird bereits an der Grenzflache zwischen der ersten Schicht 12 und der zweiten Schicht 14 eine Sammelwirkung erzielt. Eine Streuwirkung kann beispielsweise mit einer Beugungsstruktur erzielt werden, deren Verlauf derjenigen der Beugungsstruktur 18 in Figur IA entspricht, wenn diese an der planen Flache 23A gespiegelt ist.
Die von der Beugungsstruktur 18 des diffraktiven optischen Elements 10 abliegende Außenflache 26 der zweiten Schicht 14 ist bei dem diffraktiven optischen Element 10 in den Figuren IA und IB plan ausgebildet.
Bei dem in Figur 2 gezeigten diffraktiven optischen Element 10 grenzt an diese plane Außenflache 26 eine dritte Schicht 28 aus einem Material mit einem Brechungsindex n3(λ) an. Deren von der zweiten Schicht 14 abliegende Außenflache 30 ist als konvexe Linsenflache ausgebildet.
Bei einer Abwandlung gemäß Figur 3 ist die Außenflache 26 der zweiten Schicht 14 als konvexe Linsenflache ausgebildet, ohne dass das diffraktive optische Element 10 eine dritte Schicht aufweist.
Bei einer weiteren, in Figur 4 gezeigten Abwandlung grenzt die dritte Schicht 28 aus einem Material mit dem Brechungsindex n3 (λ) an diese als refraktive Linsenflache ausgebildete Außenflache 26 der zweiten Schicht 14 des diffraktiven optischen Elements 10, wobei Außenflache 30 der dritten Schicht 28 plan ausgebildet ist. Die zweite Schicht 14 der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausfuhrungsbeispiele des diffraktiven optischen Elements 10 ist durch Ausharten eines optischen Klebstoffs erhalten.
Die Ausfuhrungsbeispiele nach den Figuren 2 bis 4 können derart abgewandelt werden, dass auch dort die Beugungsstruktur 18 parallel zu einer gewölbten Flache 23B verlauft, wie es in Figur IB gezeigt ist. Wenn die jeweilige Außenflache 26 oder 30 der entsprechenden diffraktiven optischen Elemente 10 als gewölbte Linsenflache ausgebildet ist, muss deren Wölbung nicht mit derjenigen der gewölbten Flache 23B übereinstimmen, sondern kann davon abweichen.
Die Beugungsstrukturen 18 der diffraktiven Elemente 10 gemäß den Ausfuhrungsbeispielen nach den Figuren 1 bis 4 sind rotationssymmetrisch zur optischen Achse 24 ausgebildet. In einer Abwandlung sind jedoch auch nicht rotationssymmetrische Beugungsstrukturen 18 möglich, wie beispiels- weise Liniengitter.
Die bei den Ausfuhrungsbeipielen nach den Figuren 2 und 4 vorgesehene dritte Schicht 28 hat keinen Einfluss auf die Beugungseffizienz η (λ) der diffraktiven Elemente 10.
In den nachstehend angegebenen Beispielen 1 bis 11 finden sich einerseits verschiedene Alternativen im Hinblick auf die Zusammensetzung eines auf einer Epoxyverbindung basierenden optischen Klebstoffs als Material für die zweite Schicht 14 sowie andererseits Vorschlage, aus welchem
Material die erste Schicht 12 abhangig von dem erhaltenen optischen Klebstoff gebildet sein kann, um eine möglichst hohe Beugungseffizienz η (λ) über einen möglichst großen Wellenlangenbereich zu erzielen. Bei den gemäß der Beispiele 1 bis 11 realisierten diffraktiven optischen Elementen konnten die weiter unten jeweils angegebenen relativ geringe Profiltiefen h erzielt werden, wodurch der Einfallswinkel des Lichts auf das diffraktive optische Element nur geringen Einfluss auf dessen Beugungseffizienz η (λ) hat.
In den Beispielen 12 und 13 sind zwei alternative Zusammensetzungen eines auf einem Thiol-En-System basierenden optischen Klebstoffs als Material für die zweite Schicht 14 angegeben .
Beispiel 1
Der ausgehartete optische Klebstoff weist folgende Brechzahlen n(λ) bei den angegebenen Wellenlangen auf
Der angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem Pressglas K-VC78 der Sumita Optical Glass Inc. zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 10, 66 μm aufweist. Die Klebstoffmischung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 8 Stunden bei 500C ausgehartet. Figur 5 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlängenbereich von 400 nm bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η (λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Bei dieser Berechnung wurde der so genannte Index-Drop nicht berücksichtigt, der sich beim Verpressen des Glases K-VC78 ergibt. Unter einem Index-Drop versteht man eine geringfügige Verringerung der Brechzahl des Glases aufgrund schneller Abkühlung. Wie in Figur 5 zu erkennen ist, beträgt die Beugungseffizienz η (λ) im Wellenlängenbereich zwischen 430 nm und 700 nm mehr als 98 %.
Beispiel 2
Der ausgehartete optische Klebstoff weist folgende Brechzahlen n(λ) bei den angegebenen Wellenlangen auf
Der angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem Pressglas K-VC78 der Sumita Optical Glass Inc. zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 8,47 μm aufweist. Die Klebstoffmischung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 8 Stunden bei 500C ausgehartet.
Figur 6 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlangen- bereich von 400 nm bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η (λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Bei dieser Berechnung wurde der so genannte Index-Drop nicht berücksichtigt, der sich beim Verpressen des Glases K-VC78 ergibt. Wie m Figur 6 zu erkennen ist, betragt die Beugungseffizienz η (λ) im Wellenlangenbereich zwischen 400 nm und 650 nm mehr als 98 %.
Beispiel 3
Der ausgehartete optische Klebstoff weist folgende Brechzahlen n(λ) bei den angegebenen Wellenlangen auf
Der angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem Pressglas K-VC81 der Sumita Optical Glass Inc. zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 6,75 μm aufweist. Die Klebstoffmischung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 8 Stunden bei 500C ausgehartet.
Figur 7 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlangen- bereich von 400 nm bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η(λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Bei dieser Berechnung wurde der so genannte Index-Drop nicht berücksichtigt, der sich beim Verpressen des Glases K-VC81 ergibt. Wie in Figur 7 zu erkennen ist, betragt die Beugungseffizienz η (λ) im Wellenlangenbereich zwischen 400 nm und 650 nm mehr als 98 %.
Beispiel 4
Der in Beispiel 3 angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem Glas N-LAF35 der Schott AG zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 8,03 μm aufweist Die Klebstoffmischung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 8 Stunden bei 500C ausgehartet.
Figur 8 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlangenbereich von 400 nm bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η (λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Wie in Figur i zu erkennen ist, betragt die Beugungseffizienz η (λ) im Wellenlangenbereich zwischen 420 nm und 660 nm mehr als 98 %.
Beispiel 5
Der ausgehärtete optische Klebstoff weist folgende Brechzahlen n(λ) bei den angegebenen Wellenlängen auf:
Der angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem Pressglas K-LaFK60 der Sumita Optical Glass Inc. zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 14,3 μm aufweist. Die Klebstoffmischung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 8 Stunden bei 500C ausgehartet.
Figur 9 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlängenbereich von 400 nm bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η (λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Bei dieser Berechnung wurde der so genannte Index-Drop nicht berücksichtigt, der sich beim Verpressen des Glases K-LaFK60 ergibt. Wie in Figur 9 zu erkennen ist, beträgt die Beugungseffizienz η(λ) im Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 700 nm mehr als 98 %.
Beispiel 6
Der ausgehartete optische Klebstoff weist folgende Brechzahlen n(λ) bei den angegebenen Wellenlangen auf
Der angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem Glas N-LAF21 der Schott AG zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 6,41 μm aufweist. Die Klebstoffmischung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 8 Stunden bei 500C ausgehartet.
Figur 10 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlangen- bereich von 400 nm bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η (λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Wie in Figur 10 zu erkennen ist, betragt die Beugungseffizienz η (λ) im Wellenlangenbereich zwischen 420 nm und 670 nm mehr als 98 %.
Beispiel 7
Der in Beispiel 6 angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem Glas N-LAF33 der Schott AG zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 6,51 μm aufweist. Die Klebstoffmischung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 8 Stunden bei 500C ausgehartet. Figur 11 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlängenbereich von 400 nm bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η(λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Wie in Figur 11 zu erkennen ist, beträgt die Beugungseffizienz η(λ) im Wellenlängenbereich zwischen 420 nm und 660 nm mehr als 98 %.
Beispiel 8
Der ausgehärtete optische Klebstoff weist folgende Brechzahlen n(λ) bei den angegebenen Wellenlängen auf:
Der angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem Glas N-LAF21 der Schott AG zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 6,45 μm aufweist. Die Klebstoffmischung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 8 Stunden bei 500C ausgehartet.
Figur 12 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlangen- bereich von 400 nm bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η (λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Wie in Figur 12 zu erkennen ist, betragt die Beugungseffizienz η (λ) im Wellenlangenbereich zwischen 430 nm und 680 nm mehr als 98 %.
Beispiel 9
Der in Beispiel 8 angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem Glas N-LAF33 der Schott AG zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 6,55 μm aufweist. Die Klebstoffmischung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 8 Stunden bei 500C ausgehartet.
Figur 13 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlangenbereich von 400 nm bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η (λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Wie in Figur 13 zu erkennen ist, betragt die Beugungseffizienz η (λ) im Wellenlangenbereich zwischen 420 nm und 660 nm mehr als 98 %. Beispiel 10
Trimethylolpropan-tri- ( 3-mercaptopropionat ) dient bei diesem Klebstoffgemisch als Vernetzer.
Der ausgehartete optische Klebstoff weist folgende Brechzahlen n (λ) bei den angegebenen Wellenlangen auf:
Der angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem Glas N-LAF35 der Schott AG zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 7,43 μm aufweist Die Klebstoffmischung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 8 Stunden bei 500C ausgehärtet.
Figur 14 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlängenbereich von 400 nrn bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η (λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Wie in Figur 14 zu erkennen ist, beträgt die Beugungseffizienz η (λ) im Wellenlängenbereich zwischen 430 nm und 660 nm mehr als 98 %.
Beispiel 11
Triarylsulfonium-Hexafluoroantimonat ist als Photoinitiator unter der Bezeichnung "CYRACURE® UVI-6974" von Dow Chemical Ltd. erhältlich.
Der ausgehartete optische Klebstoff weist folgende Brechzahlen n(λ) bei den angegebenen Wellenlangen auf
Der angegebene optische Klebstoff wurde mit einer ersten Schicht aus dem optischen Kunststoff Zeonex® 480R der Zeon Chemicals L. P. zu einem diffraktiven optischen Element kombiniert, dessen Beugungsstruktur eine Profiltiefe von h = 46,8 μm aufweist. Die Klebstoffmischung wurde durch Bestrahlen mit UV-A-Licht mit 40 mW/cm2 über einen Zeitraum von 300 s ausgehartet.
Figur 15 zeigt die Beugungseffizienz η (λ) des so erhaltenen diffraktiven optischen Elements über einen Wellenlangen- bereich von 400 nm bis 700 nm. Die Beugungseffizienz η (λ) wurde mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Wie in Figur 15 zu erkennen ist, betragt die Beugungseffizienz η(λ) im Wellenlangenbereich zwischen 420 nm und 700 nm mehr als 98 %.
Beispiel 12
Menge Komponente [Gew.%]
56,2 Bis- ( 4-vinylthiophenyl) sulfid
43,8 Pentaerythrit-tetra- (3-mercaptopropionat )
Gemisch aus 25% Bis (2, 6-dimethoxybenzoyl) - 2 , 4 , 4-trimethylpentylphosphinoxid und 75% 2- Hydroxy-2-methyl-l-phenyl-propan-l-on
Ein Gemisch aus 25% Bis (2 , 6-dimethoxybenzoyl) -2 , 4 , 4- trimethylpentylphosphinoxid und 75% 2-Hydroxy-2-methyl-l- phenyl-propan-1-on ist als Photoinitiator unter der Bezeichnung "IRGACURE® 1700" von Ciba-Geigy Ltd. erhaltlich.
Die Klebstoffmischung wurde durch Bestrahlen mit UV-A-Licht mit etwa 30 mW/cm2 über einen Zeitraum von 120 s ausgehartet .
Der ausgehartete optische Klebstoff weist folgende Brechzahlen n(λ) bei den angegebenen Wellenlangen auf:
Beispiel 13
Ein Gemisch aus 25% Bis (2 , 6-dimethoxybenzoyl) -2 , 4 , 4- trimethylpentylphosphmoxid und 75% 2-Hydroxy-2-methyl-l- phenyl-propan-1-on ist als Photoinitiator unter der Bezeichnung "IRGACURE® 1700" von Ciba-Geigy Ltd. erhältlich.
Die Klebstoffmischung wurde durch Bestrahlen mit UV-A-Licht mit etwa 30 mW/cm2 über einen Zeitraum von 120 s ausgehartet .
Der ausgehartete optische Klebstoff weist folgende Brechzahlen n (λ) bei den angegebenen Wellenlangen auf
Für die angegebenen Beispiele 1 bis 9 lässt sich der Gewichtsanteil in % der verwendeten Komponenten im optischen Klebstoff berechnen nach
Menge (Komponente) 100
∑Menge (Komponente) (Menge (Material A) +Menge (Material B) .
Somit berechnet sich beispielsweise der Gew.%-Anteil von N, N-Diglycidyl-4-glycidyl-oxyanilin im optischen Klebstoff nach Beispiel 1 etwa zu
30 100 • = 24,55 % 30 + 45 + 25 + 1 100 + 21
und der der Gew.%-Anteil von N, N-Diglycidyl-4-glycidyl- oxyanilin im optischen Klebstoff nach Beispiel 2 etwa zu
40 100 ■ = 32,46 %.
40 + 30 + 30 + 1 100 + 22
Für die angegebenen Beispiele 10 bis 13 berechnet sich der Gewichtsanteil in % der verwendeten Komponenten im optischen Klebstoff sinngemäß entsprechend.

Claims

Patentansprüche
1. Diffraktives optisches Element mit
a) einer ersten Schicht (12) aus einem Material mit einer Brechzahl ni (λ) ;
b) einer an die erste Schicht (12) angrenzenden zweiten Schicht (14) aus einem Material mit einer Brechzahl n2(λ);
c) einer an der Grenzfläche (16) zwischen der ersten Schicht (12) und der zweiten Schicht (14) ausgebildeten Beugungsstruktur (18),
dadurch gekennzeichnet, dass
d) das Material wenigstens einer der beiden Schichten (12, 14) durch Aushärten eines optischen Klebstoffs erhalten ist.
2. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Klebstoff auf einer Epoxyverbindung oder einem Thiol-En-System basiert.
3. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Klebstoff eine oder mehrere der nachfolgenden Verbindungen umfasst: Bis- [4- (2,3- epoxypropylthio) -phenyl] -sulfid; N, N-Diglycidyl-4-glycidyl- oxyanilin; Bis- (3, 4-epoxycyclohexyl) -Adipat ; Polyethylen- glycol; Bis- ( 4-vinylthiophenyl) sulfid; Pentaerythrit-tetra- (3-mercaptopropionat) .
4. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Klebstoff Bis- [4- (2 , 3-epoxypropylthio) -phenyl] -sulfid in einer Menge von etwa 20,00 % bis etwa 85,00 % bezogen auf sein Gesamtgewicht umfasst .
5. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Klebstoff
N, N-Diglycidyl-4-glycidyl-oxyanilin in einer Menge von etwa 24,00 % bis etwa 33,00 % bezogen auf sein Gesamtgewicht umfasst.
6. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Klebstoff einen Harter, insbesondere einen Aminharter, umfasst.
7. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Klebstoff als Harter eine oder mehrere der nachfolgenden Verbindungen umfasst: Trimethylhexamethylen-1, 6-diamin; Diamino-m-Xylol; Naphthalinmethylamin; Isophorondiamin .
8. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Klebstoff als Harter eine der nachfolgenden Verbindungen in den angegebenen Mengen bezogen auf sein Gesamtgewicht umfasst:
Trimethylhexamethylen-1, β-diamin in einer Menge von etwa 16,00 % bis etwa 18,50 %; Diamino-m-Xylol in einer Menge von etwa 14,00 % bis etwa 15,00 %, bevorzugt in einer Menge von etwa 14,53 % ; Naphthalinmethylamin in einer Menge von etwa 28,00 % bis etwa 29,00 %, bevorzugt in einer Menge von etwa 28,57 %; Isophorondiamin in einer Menge von etwa 13,50 % bis etwa 14,50 %, bevorzugt in einer Menge von etwa 14,06 %.
9. Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Klebstoff mittels elektromagnetischer Strahlung, insbesondere mittels UV-Licht, aushartbar ist.
10. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Klebstoff eine der nachfolgenden Verbindungen in den angegebenen Mengen bezogen auf sein Gesamtgewicht umfasst: Bis- (3,4- epoxycyclohexyl) -Adipat in einer Menge von etwa 55,00 % bis etwa 65,00 %, bevorzugt von etwa 59,00 % bis etwa 61,00 % und nochmals bevorzugt von etwa 59,52 %; Bis- (4-vinylthio- phenyl) sulfid in einer Menge von etwa 50,00 % bis etwa 80,00 %, bevorzugt von etwa 56,00 % bis etwa 77,00 % und nochmals bevorzugt von etwa 56,2 % oder etwa 76,34 % ; Pentaerythrit-tetra- (3-mercaptopropionat) in einer Menge von etwa 17,00 % bis etwa 45,00 %, bevorzugt von etwa 19,00 % bis etwa 44,00 % und nochmals bevorzugt von etwa 19,85 oder etwa 43,8 %.
11. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Klebstoff Polyethylenglycol in einer Menge von etwa 15,00 % bis etwa 20,00 %, bevorzugt von etwa 17,00 % bis etwa 19,00 % und nochmals bevorzugt von etwa 17,86 % bezogen auf sein Gesamtgewicht umfasst.
12. Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der optische
Klebstoff einen Photoinitiator umfasst.
13. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Klebstoff als Photoinitiator eine der nachfolgenden Verbindungen umfasst: Tπarylsulfonium-Hexafluoroantimonat ; Tnarylsulfonium- Hexafluorophosphat; Bis (2, 6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4- trimethylpentylphosphinoxid; 2-Hydroxy-2-methyl-l-phenyl- propan-1-on; 1- [4- ( 1-Methylethyl) -phenyl] -2-hydroxy-2- methyl-1-propan-l-on .
14. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Klebstoff als Photoinitiator eine der nachfolgenden Verbindungen in den angegebenen Mengen bezogen auf sein Gesamtgewicht umfasst: Triarylsulfonium-Hexafluoroantimonat in einer Menge von etwa 2,00 % bis etwa 2,80 %, bevorzugt von etwa 2,25 % bis etwa 2,50 % und nochmals bevorzugt von etwa 2,38 % ; ein Gemisch aus 25% Bis (2, 6-dimethoxybenzoyl) -2, 4, 4-trimethylpentyl- phosphinoxid und 75% 2-Hydroxy-2-methyl-l-phenyl-propan-l-on in einer Menge von etwa 2,50 % bis etwa 4,50 %, bevorzugt von etwa 3,05 % oder etwa 4,0 %.
15. Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der optische
Klebstoff einen Haftvermittler, insbesondere in Form eines Silans, umfasst.
16. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Klebstoff als
Haftvermittler eine der nachfolgenden Verbindungen umfasst: 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan; 3-Aminopropyltrimethoxy- silan; 3-Mercaptopropyl-trimethoxysilan; Vinyltrimethoxy- silan; 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan oder ein analoges Triethoxysilan .
17. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Klebstoff als Haftvermittler eine der nachfolgenden Verbindungen in den angegebenen Mengen bezogen auf sein Gesamtgewicht umfasst: 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan in einer Menge von etwa 0,70 % bis etwa 2,40 %; 3-Mercaptopropyl-trimethoxysilan in einer Menge von etwa 0,70 % bis etwa 0,80 %, bevorzugt von etwa 0 , 76 % .
18. Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Klebstoff einen Weichmacher umfasst.
19. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Klebstoff als
Weichmacher eine der nachfolgenden Verbindungen umfasst: Methylsalicylat ; Benzylsalicylat ; Hydroxyethylsalicylat ; Benzylbenzoat ; 1-Phenylnaphthalin; Diisopropylnaphthalin; Isopropylbiphenyl; 2-Trifluormethylbenzylalkohol umfasst.
20. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Klebstoff
Methylsalicylat in einer Menge von etwa 17,00 % bis 25,00 % bezogen auf sein Gesamtgewicht umfasst.
21. Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der zweiten Schicht (14) durch Aushärten des optischen Klebstoffs erhalten ist, wobei insbesondere ni(λ) > n2 (λ) ist.
22. Diffraktives optisches Element nach Anspruch
21, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der ersten Schicht (12) ein optisches Glasmaterial ist.
23. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der ersten Schicht (12) ein verpressbares optisches Glasmaterial ist.
24. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der ersten Schicht (12) ein optisches Kunststoffmaterial ist.
25. Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der zweiten Schicht (14) etwa folgende Brechzahlen n2(λ[nm]) 5 aufweist: n2(435,8) = 1,6459; n2(480,0) = 1,6319; n2(546,l) = 1,6188; n2(589,3) = 1,6131; n2(643,8) = 1,6074.
26. Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Material0 der zweiten Schicht (14) etwa folgende Brechzahlen n2(λ[nm]) aufweist: n2(435,8) = 1,6318; n2(480,0) = 1,6185; n2(546,l) = 1,6061; n2(589,3) = 1,6009; n2(643,8) = 1,5957.
27. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 25 oder5 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der ersten Schicht (12) etwa folgende Brechzahlen ni(λ[nm]) aufweist: nx(435,8) = 1,68453; ni(480,0) = 1,67864; ni(546,l) = 1,67243; ni(589,3) = 1,66944; m(643,9) = 1, 66646. o
28. Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der zweiten Schicht (14) etwa folgende Brechzahlen n2(λ[nm]) aufweist: n2(435,8) = 1,7101; n2(480,0) = 1,6923; n2(546,l) =5 1,6762; n2(589,3) = 1,6689; n2(643,8) = 1,6621.
29. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der ersten
Schicht (12) etwa folgende Brechzahlen nχ(λ[nm]) aufweist:0 m(435,8) = 1,77593; ni(480,0) = 1,76766; nχ(546,l) = 1,75906; r_i(589,3) = 1,75497; m(643,9) = 1,75093.
30. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der ersten5 Schicht (12) etwa folgende Brechzahlen ni(λ[nm]) aufweist: ni (435, 8) = 1, 76212; ni (480, 0) = 1,75467; ni (546, l) = 1, 74688; ^ (589, 3) = 1, 74317; ni(643, 8) = 1, 73948.
31. Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der zweiten Schicht (14) etwa folgende Brechzahlen ri2(λ[nm]) aufweist: n2(435,8) = 1,6186; n2(480,0) = 1,6063; n2(546,l) = 1,5949; n2(589,3) = 1,5898; n2(643,8) = 1,5847.
32. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der ersten Schicht (12) etwa folgende Brechzahlen ni(λ[nm]) aufweist: ni(435,8) = 1,64473; n1(480,0) = 1,63992; m(546,l) = 1,63483; nx(589,3) = 1,63237; m(643,9) = 1,62992.
33. Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der zweiten Schicht (14) etwa folgende Brechzahlen n2(λ[nm]) aufweist: n2(435,8) = 1,7413; n2(480,0) = 1,7218; n2(546,l) = 1,7038; n2(589,3) = 1,6959; n2(643,8) = 1,6886.
34. Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der zweiten Schicht (14) etwa folgende Brechzahlen n2(λ[nm]) aufweist: n2(435,8) = 1,7433; n2(480,0) = 1,7228; n2(546,l) = 1,7037; n2(589,3) = 1,6958; n2(643,8) = 1,6881.
35. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der ersten Schicht (12) etwa folgende Brechzahlen ni(λ[nm]) aufweist: m(435,8) = 1,80882; m(480,0) = 1,80056; m(546,l) = 1,79195; m(589,3) = 1,78785; ni(643,8) = 1,78380.
36. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der ersten Schicht (12) etwa folgende Brechzahlen ni(λ[nm]) aufweist: ni(435,8) = 1,80837; ni(480,0) = 1,79937; m(546,l) = 1,79007; ni(589,3) = 1,78567; m(643,8) = 1,78134.
37. Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche
21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der zweiten Schicht (14) etwa folgende Brechzahlen n2(λ[nm]) aufweist: n2(435,8) = 1,7056; n2(480,0) = 1,6876; n2(546,l) = 1,6714; n2(589,3) = 1,6645; n2(643,8) = 1,6581.
38. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der ersten
Schicht (12) etwa folgende Brechzahlen ni(λ[nm]) aufweist: ni(435,8) = 1,76212; m(480,0) = 1,75467; m(546,l) = 1,74688; ni(589,3) = 1,74317; m(643,8) = 1,73948.
39. Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der zweiten Schicht (14) etwa folgende Brechzahlen n2(λ[nm]) aufweist: n2(435,8) = 1,5277; n2(480,0) = 1,5216; n2(546,l) = 1,5153; n2(589,3) = 1,5125; n2(643,8) = 1,5096.
40. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der ersten Schicht (12) etwa folgende Brechzahlen rii(λ[nm]) aufweist: ni(435,8) =1,5370; ni(480,0) =1,5324; ni(546,l) = 1,5275; m(589,3) = 1,5252; m(643,9) = 1,5229.
41. Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der zweiten Schicht (14) etwa folgende Brechzahlen n2(λ[nm]) aufweist: n2(546,l) = 1,6671; n2(589,3) = 1,6604; n2(643,8) = 1,6540.
42. Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der zweiten Schicht (14) etwa folgende Brechzahlen n2(λ[nm]) aufweist: n2(435,8) = 1,7428; n2(480,0) = 1,7195; n2(546,l) = 1,7001; n2(578,0) = 1,6935; n2(589,3) = 1,6918; n2(643,8) = 1,6839.
43. Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (14) aus ausgehärtetem optischem Klebstoff an ihrer dünnsten Stelle wenigstens 5 μm, bevorzugt wenigstens 10 μm, bevorzugter wenigstens 25 μm und nochmals bevorzugter wenigstens 50 μm dick ist.
44. Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die von der ersten Schicht (12) abliegende Außenflache (26) der zweiten Schicht (14) als refraktive Linsenflache (26) ausgebildet ist.
45. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass die refraktive Linsenflache (26) der zweiten Schicht (24) konvex oder konkav ausgebildet ist.
46. Diffraktives optisches Element nach einem der Ansprüche
1 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass an die von der ersten Schicht (12) abliegende Außenflache (26) der zweiten Schicht (14) eine dritte Schicht (28) aus einem Material mit einer Brechzahl n3(λ) angrenzt.
47. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass die von der zweiten Schicht (14) abliegende Außenflache (30) der dritten Schicht (28) als refraktive Linsenflache (30) ausgebildet ist.
48. Diffraktives optisches Element nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass die refraktive Linsenfläche (30) der dritten Schicht (28) konvex oder konkav ausgebildet ist.
49. Verwendung eines optischen Klebstoffes zur Herstellung eines diffraktiven optischen Elements nach Anspruch 1.
50. Verwendung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Klebstoff diejenigen Merkmale aufweist, welche der optische Klebstoff nach einem der Ansprüche 2 bis 20, 25, 26, 28, 31, 33, 34, 37, 39, 41, 42 aufweist .
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