KR20020054322A - 유전체 다층 반사 코팅의 제조 방법 - Google Patents

유전체 다층 반사 코팅의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20020054322A
KR20020054322A KR1020027003867A KR20027003867A KR20020054322A KR 20020054322 A KR20020054322 A KR 20020054322A KR 1020027003867 A KR1020027003867 A KR 1020027003867A KR 20027003867 A KR20027003867 A KR 20027003867A KR 20020054322 A KR20020054322 A KR 20020054322A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layers
layer
thickness
glass
deformation
Prior art date
Application number
KR1020027003867A
Other languages
English (en)
Inventor
아르놀트외르크
Original Assignee
이페2하 아게
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 이페2하 아게 filed Critical 이페2하 아게
Publication of KR20020054322A publication Critical patent/KR20020054322A/ko

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/08Mirrors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01KELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
    • H01K1/00Details
    • H01K1/28Envelopes; Vessels
    • H01K1/32Envelopes; Vessels provided with coatings on the walls; Vessels or coatings thereon characterised by the material thereof
    • H01K1/325Reflecting coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/10009Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets
    • B32B17/10018Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets comprising only one glass sheet
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/08Mirrors
    • G02B5/0816Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers
    • G02B5/0825Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers the reflecting layers comprising dielectric materials only
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/025Associated optical elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/30Vessels; Containers
    • H01J61/35Vessels; Containers provided with coatings on the walls thereof; Selection of materials for the coatings
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1002Methods of surface bonding and/or assembly therefor with permanent bending or reshaping or surface deformation of self sustaining lamina

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명의 유전체 다층 거울 코팅을 제조하는 방법은 반사 계수를 증가시키는 것을 목적으로 하는 데 특징이 있다. 본 발명은 먼저 미리 결정된 초기 두께를 갖는 적어도 두 개의 유전체 층을 만든다. 이어서, 상기 층들을, 하나의 층위에 다른 하나의 층을 배열하여 층들로 이루어지는 스택(stack)을 형성한다. 끝으로, 두께 비율 또는 다른 층에 대한 상기 층들의 두께 비율을 유지하면서 상기 층형 스택을 변형시킴으로써 상기 층들로 이루어지는 스택의 두께 및 상기 개별 층들의 두께를 감소시킨다.

Description

유전체 다층 반사 코팅의 제조 방법 {PROCESS FOR PRODUCTION OF A DIELECTRIC MULTI-LAYERED REFLECTING COATING}
유전체 다층 거울 코팅, 즉 복수의 유전체 층으로 이루어지는 거울 코팅은 광학 창(optical window) 및 다른 광학 요소(optical component)와 장치의 경우에 반사 또는 투과(transmission)에 대한 스펙트럼 선택적인 전송(conveyance)을 위하여 오랫동안 사용되어 왔다. 또, 이것은 램프 전구의 거울 코팅에 적용할 수 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 거울 코팅의 목적은 복사(radiation)의 일정 부분을 반사하는 데 있으며, 때문에 복사의 나머지 일정 부분은 일정한 다른 파장으로 투과된다.
종래의 방법에서, 이러한 다층 거울 코팅은 개별 유전체 층을 적용함으로써 제조되며, 일반적으로 두 개의 상이한 유전체 재료로 이루어지며, 가능하다면 상이한 굴절률을 갖는다. 보통, 이 층들은 진공 증발(vacuum evaporation)이나 용액으로부터 침전에 의해 적용된다. 그런 다음, 이 거울 코팅은 상이한 재료의 층들이 주기적인 순서로 나타나도록 예를 들어, 두 개의 상이한 재료가 여러 번 층을 이루어 이중 층(double layer)으로 제조된다.
상이한 층들은 요구되는 거울 품질과 스펙트럼 반사 및 투과 특성을 실현하기 위해 층 두께를 가장 정밀한 오차 내로 정확하게 유지하여야 한다. 보통, 광학 층의 두께는 기하학적인 층의 두께를 의미하고, 이것은 층을 이루는 유전체 재료의 굴절률과 곱해진다. 광학적 두께는 이중 층에서 이중 층까지 미리 정해진 방식으로 변할 수 있다.
이러한 유전체 다층 거울 코팅을 제조하는 종래의 방법은 복잡하였다. 예를 들어, 고가의 고진공 증발 설비(high-vacuum evaporation plants)를 사용하였다. 이러한 방법에서는 층들을 차례로 개별적으로 적용하여야 했다. 또한, 거울 코팅 공정은 일괄 생산(batch production)의 범위 내에서만 수행되었다. 조립 라인 생산의 범위 내에서의 대량 생산은 폐쇄된 고진공 증발 기술을 사용하는 경우에는 불가능하다. 또한, 층들을 차례로 개별적으로 적용함으로써 얻을 수 있는 거울의 품질은 제한된다. 종래의 방법에서는, 상업적인 규모로 기껏해야 70개의 유전체 층 또는 35개의 유전체 이중 층을 곡면에 적용할 수 있다. 그래서, 반수 계수가 0.7인 광대역(broadband) 거울 코팅을 얻을 수 있다. 종래의 방법에서, 예를 들어 원주형 물체의 유전체 다층 거울 코팅을 골고루 확장하는 것은 기술적으로 불가능하다. 그래서, 평면 또는 예를 들어 렌즈 표면과 같이 약간 곡면인 경우에만 증발(evaporation)에 의해 유전체 다층 거울 코팅을 적용할 수 있다.
요약하면, 알려진 다층 거울 코팅으로는 기껏해야 0.7의 반사 계수를 실현할 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 증가된 반사 계수를 가지는 다층 거울 코팅을 간단 방법으로 구현할 수 있는 유전체 다층 거울 코팅을 제조하는 방법을 기술하는 것이다.
본 발명은 유전체 다층 거울 코팅의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 상기한 목적은 청구범위 제1항의 단계들을 특징으로 하는 유전체 다층 거울 코팅 제조 방법에 의해 달성된다. 따라서, 각 층이 미리 결정된 초기 두께를 가지는 적어도 두 개의 유전체 층을 처음에 제조한다. 이어서, 이 층들이 스택(stack)을 형성하도록 하나의 층위에 다른 하나의 층을 정렬한다. 마지막으로, 이 층들의 서로에 대한 두께 비율 또는 두께 비율을 유지하면서 상기 층형(layered) 스택을 변형시킴으로써 상기 층형 스택의 두께, 따라서 상기 개별 층들의 두께를 감소시킨다.
본 발명에 따른 방법은, 개별 층을 기상 증착하거나 용액으로부터 층을 침전시켜 유전체 다층 거울 코팅을 생산하는 기지의 방법 외의 것으로 인식되어 왔으며, 거기에는 유전체 다층 거울 코팅을 제조하는 추가적인 가능성이 또한 존재하고, 최종적으로 원하는 개수의 층들은 층형 스택(layered stack)을 형성하도록 하나의 층위에 다른 하나의 층이 초기에 정렬된다. 이렇게 함에 있어, 층들의 서로에 대한 두께 비율이 보정되도록 층들의 두께를 선택하는 것이 필수적이다. 개별 층들은 거울 코팅의 최종 상태에서보다 훨씬 두꺼울 수 있으며, 이것은 개별 층들의 취급을 상당히 간단하게 한다.
추가적인 제조 과정에서, 필요한 경우 변형 단계에 의해 층형 스택의 두께나개별 층들의 두께는 상당히 감소된다. 그러나, 층들의 서로에 대한 두께 비율은 여전히 변하지 않는다. 다시 말해, 층형 스택은 제조 과정의 완성에 따라 "미시적(microscopically)"으로 나타나도록 "거시적(macroscopically)"으로 미리 결정된다.
본 발명의 제조 방법에서, 70개의 개별 층 또는 35개의 이중 층의 범위에서 최대 층수에 대한 기술적인 한계는 존재하지 않는다. 따라서, 미리 정해진 파장 구간 내에서 각각 반사에 관련된 개별 층들 또는 이중 층들로 반사시킬 수 있으며, 그곳에서의 파장들 예를 들어 반사되어야 할 파장의 수는 상당히 많다.
이와 관련하여, 예를 들어 400개의 이중 층을 사용하는 것이 매우 실재적이다. 이것은 지금까지 도달 가능한 반사 계수 0.7보다 상당히 높은 반사 계수를 얻을 수 있도록 한다.
그 결과로서, 본 발명의 유전체 다층 거울 코팅 제조 방법은 증가된 반사 계수를 갖는 다층 거울 코팅을 간단한 방법으로 실현할 수 있는 방법을 규정한다.
유전체 층을 제조하는 범위 내에서, 층의 초기 두께는 미리 정해진다. 이와 관련하여, 적어도 두 층의 초기 두께는 상이할 수 있다. 두 층 이상이 제공되는 경우, 모든 층은 두께를 달리 할 수 있으며, 또는 짝수 층 그룹은 동일한 두께를 가질 수 있다. 반사될 수 있는 복사 파장들에 대해 적합한 두께를 갖는 모든 조합이 가능하다.
특히 간단한 방법으로, 적어도 한 층을 유리나 플라스틱으로 만들 수 있다. 이와 관련하여, 유리와 플라스틱의 조합 또는 유리와 플라스틱으로 이루어진 동질의 층형 스택까지도 가능하다.
원하는 복사의 효과적인 반사를 위하여 적어도 두 층은 상이한 굴절률을 가질 수 있다. 그러나 모든 층이 상이한 굴절률을 가질 수도 있다.
또 이중 층은 두 층으로부터 만들 수 있다. 더욱 확장하여, 광학 층의 두께가 이중 층에서 이중 층까지 변화하는 적어도 두 개의 이중 층이 스택을 형성할 수 있을 것이다.
구체적으로, 하나의 층위에 다른 하나의 층을 만드는 층 정렬은 층을 쌓는 (stacking) 것일 수 있다. 이와는 달리, 층 정렬은 층들을 둥글게 마는(roll-up) 것을 의미할 수 있다. 이 경우에 처음에 두 층은 한 층위에 다른 한 층을 쌓은 후, 하나로 둥글게 만다. 이것으로, 한 층과 다른 층으로 이루어지는 규칙적인 순서를 얻을 수 있다.
거울 코팅의 높은 기계적 강도의 관점에서는 그 변형 전에 두 베이스 층(base layer) 사이에 층들의 스택을 배열할 수 있다. 베이스 층들의 층 두께는 그 다음의 층형 스택과 베이스 층으로부터 복합 재료의 변형된 두께를 결정하고, "샌드위치(sandwich)" 재료를 얻는다.
변형 과정의 층 두께 허용 오차는 변형 과정 후의 복합 재료의 두께와 관계가 있기 때문에, 제조 과정의 마지막에 또한 변형되는 두꺼운 베이스 층의 사용은 변형 과정 후에 개별 층 두께의 필요한 오차를 보증한다.
베이스 층의 단순한 취급의 관점에서는 베이스 층 중 적어도 하나는 복수의 개별 층으로 형성될 수 있다. 이러한 개별 층들은 선행하는 층위에 배열될 수 있으며, 바람직하게는 부분적인 변형 과정 다음마다 단계적으로 선행하는 층에 용융될 수 있다.
간단한 방법으로, 베이스 층 또는 개별 층을 유리로 형성할 수 있다. 이것으로 베이스 유리 블록 형태의 베이스 층을 가질 수도 있다.
신뢰성 있는 층의 광학적 결합을 위해, 한 층위에 다른 층을 배열한 후에 층들을 서로 용융하여 결합시킬 수 있다. 개별 층간에 형성되는 공기 방울을 방지하기 위하여 위의 용융은 진공 상태에서 일어날 수 있다. 그러나, 다른 층 성분의 인접한 다른 층으로의 확산이나 대류성 이동(convective transportation)을 방지하고, 따라서 상이한 층들의 굴절률에서 차이가 없어지는 것을 방지하기 위하여 결합 온도는 단지 짧은 시간에 도달되고 유지되어야 한다.
층형 스택 그리고 필요한 경우 베이스 층들의 변형의 관점에서는 상이한 방법들도 가능하다. 한편, 변형은 압축(pressing)에 의해 일어날 수 있다. 이와는 달리, 변형은 압연(rolling)에 의해 일어날 수 있으며, 여기서 마찬가지로 일종의 압축이 적용된다. 또다른 대안으로, 변형은 층형 스택의 인발 작업(drawing operation)에 의해 일어 날 수 있다. 층 두께 비율을 유지하면서 층 두께를 필요한 매우 얇은 층 두께로 감소시키는 모든 방법을 허용한다.
단순한 변형은 열 작용에 의해 일어 날 수 있다. 그러나, 이 경우에 인가 온도가 층 재료의 기계적인 항복점(mechanical yield point) 온도를 지나치게 넘지 않도록 관찰하여, 예를 들어 상이한 층 재료의 침투나 상호 혼합(intermixing)을 초래하여 비고의적으로 유지되어야 하는 기하학적 한계를 제거(removing)하거나 변형시키는 확산이나 대류에 의해 원하지 않는 물질 이동(material transportation)이 일어나지 않도록 하여야 한다.
어떤 확산 또는 대류 과정의 가장 광범위한 예방을 위해, 변형은 추가적인 열 공급 없이 일어날 수 있다.
경제적으로 흥미 있는 응용의 관점에서는, 변형된 층들의 스택으로 튜브나 곡선형 판(cured pane)를 만들 수 있다. 튜브는 예를 들어 램프 전구용 원재료로 사용될 수 있다. 곡선형 판은 자동차 제조에 사용될 수 있다.
베이스 층의 존재는 층형 스택이나 실제 유전체 다층이 복합 재료의 표면들 중 하나의 아래에 매우 근접하여 위치하는 경우, 즉 튜브나 곡선형 판 내면 부근에 위치하는 경우 유리할 것이다. 그래서 예를 들어 베이스 층들과 층형 스택을 이루고 있는 복합 재료에서 최소화되는 적외선 복사의 잔류 흡수(residual absorption)와 함께, 내부에서 발생되는 적외선 복사의 높은 반사 각도를 달성할 수 있다.
한편, 다층 거울 코팅은 다층 거울의 범위 내에서 실현될 수 있다. 이 경우에는 층형 스택은 어떠한 추가적인 베이스 층들이 없는 준 자립형(quasi self- supporting)이다.
대안으로서, 다층 거울 코팅은 기체(base body) 상의 다층 거울 코팅의 범위내에서 실현될 수 있다. 이 경우에, 층형 스택은 필연적으로 지지 기체나 개별 베이스 층위에 배열된다.
세 번째 대안으로서, 이른바 층형 스택이 두 베이스 층간에 배열될 가능성은 더 앞에서 이미 설명하였다. 이 경우에, 베이스 구조물(base structure)은 층형스택의 양측에 설치된다.
본 발명의 방법은 예를 들어 원주형 튜브나 곡선형 판의 제조와 같은 더욱 균일한 변형을 필요로 하는 거울 코팅을 거울 특성이나 유전체 층 비율을 손상시키지 않고 제조할 수 있도록 한다. 그러므로 예를 들어 원주형 램프 본체나 램프 전구용의 유전체 다층 재킷을 제조할 수 있다. 이것은 또한 예를 들어 램프의 거울 코팅을 램프 제조 그 자체에서 제조 단계를 분리할 수 있도록 한다. 또한 평면 유리 판(flat glass pane), 자동차 유리 판, 자동차 헤드라이트 판 또는 램프 전구를 제조할 수 있으며, 이것은 이미 필요한 거울 코팅 특성을 물질 고유의 형태(material-inherent fashion)로 가지고 있어 개별 제조 단계로서 그러한 물건의 거울 코팅 단계를 생략하도록 한다. 거울 코팅 특성은 유사(quasi) 임의의 원하는 두께 및 유사 임의의 원하는 주기적인 순서를 갖는 층들의 배열에 의해 결정된다.
광범위한 시험이 유전체 다층 유리 재료의 유리 기술적 이용에 대해 수행되었다. 유전체 다층 재료의 제조 과정은 편리하게 3 단계로 나누어진다. 첫 번째 제조 단계에서, 다층 유리 스택을 제조한다. 두 번째 제조 단계에서, 이 스택을 평면 유리로 압연하고, 세 번째 제조 단계에서, 램프 제조용 또는 램프 전구 제조용 튜브를 평면 유리 재료로 제조한다.
최신 램프 기술에서, 필라멘트나 글로우 와이어(glow wire)에 의해 방출되어 필라멘트나 글로우 와이어로 되돌아가는 열 복사의 많은 부분을 램프 전구가 반사하는 경우가 유리하다. 이것은 필라멘트나 글로우 와이어를 역가열(backheating)할 수 있으므로, 반사 전구가 없는 종래의 램프보다 더 적은 전기 에너지를 필라멘트나 글로 와이어에 공급하여 동일한 필라멘트 또는 글로우 와이어 온도에 도달할 수 있도록 한다. 램프 전구 내면에서 열 복사를 더 많이 반사할 수 있을수록, 필라멘트나 글로우 와이어의 가시광선 복사 및 투과와 인가된 전력 사이의 변환 효율은 더욱 유리하다. 따라서, 새로운 램프의 경우에 열 복사, 즉 특정 파장 구간에서의 복사에 대해 반사 계수가 높은 것이 바람직하다. 본 발명에 따라 제조된 다층 거울 코팅은 원하는 파장 구간에서 매우 높은 반사 계수를 달성할 수 있게 한다.
이 때문에, 다층 유리 스택들은 요구되는 광학적 반사 또는 투과 특성에 따라 준비된다. 스펙트럼 투과 범위는 예를 들어 파장 λ0와 λ1사이이어야 한다. 반사 스펙트럼 범위는 예를 들어 파장 λ1와 λ2사이이어야 한다. 파장 λ1와 λ2사이에서 높은 반사 계수를 갖는 광대역 반사를 위해, 개별 층의 두께 di는 사용되고 있는 두 개의 상이한 유형의 유리 층이 각각 굴절률 ni를 가지는 두께 제한
d1= kλ1/( 4n11)과 d2= kλ2/( 4n21)사이에서 계속적으로 또는 계단식으로 증가된다. 이 경우에, λ/4 광 경로 조건이 적용되며, 여기서 k 는 전체 압연 과정 동안의 유리 스택 두께의 팽창 계수(dilatation factor)이다.
그러나, 층 두께 제한 d2의 경우, 따라서 반사 대역폭의 경우 그 한계 조건(marginal condition)은 d2< k3λ0/(4n01)인데, 그 이유는 그렇지 않으면 한계파장 λ0인 광은 최대한 투과될 수 있는 것과 마찬가지로 최대한 반사될 것이기 때문이다. 단파(short-wave) 투과 한계 λ0= 0.4 ㎛를 가지고 평균 굴절률이 n0= 1.59인 경우, 가정된 평균 굴절률 n2= 1.53을 갖는 장파 반사 한계는 λ2= 3λ0n2/n0= 1.15㎛이다.
그러나, 이것은 거울 코팅에 수직 입사하면서 복사하는 부분에 대해서만 적용한다. 상이한 입사각으로 거울 코팅과 충돌하는 복사 부분의 경우, 단파 반사 한계는 더 짧은 파장쪽으로 이동하고, 장파 반사 한계는 더 긴 파장쪽으로 이동한다. 이러한 이유로, 전체 400㎚에서 700㎚까지 요구되는 투과 범위의 경우에 높은 투과성을 갖는 약 700㎚에서 약 2㎛ 까지 반사 범위를 달성할 수 있다.
본 발명에서 제안한 제조 방법은 50개 이상에 달하는 매우 많은 수의 유전체 층을 사용할 수 있고, 대체로 수 백개의 유전체 층을 사용할 수 있다. 그 결과, 가능한 최대로 큰 N개의 유전체 이중 층이 굴절률의 작은 차를 보상하기 때문에 저 굴절 유리 형태의 굴절률에 작은 차를 사용할 수 있어 높은 굴절 계수 R2N+1= (1- n1/n2 2N)2/(1 + n1/n2 2N)2을 제외시킬 수 있다. 예를 들어, 굴절률 1인 공기에 비례하여 크라운 유리(crown glass)에 대해 1.5이고 중(heavy) 크라운 유리에 대해 1.6인 스펙트럼 반사 범위 내에서 두 개의 평균 굴절률을 가지는 10개의 계단형 스택 내의 400개 이중 층의 경우, 최대 반사 계수를 0.98로 추정할 수 있다.
다층 유리 스택과 함께 용융하기 위해, 진공 용융 과정을사용하여 공기 방울이 유리 층간에 형성되는 것을 방지한다. 인접하는 상이한 유리 층들에의 상이한 유리 성분의 확산이나 대류성 이동을 억제하고, 따라서 상이한 유리 층들에 대한 굴절률의 차가 없어지는 것을 억제하기 위하여 결합 온도는 짧은 시간 동안에 도달되어 유지되어야 한다.
반사 특성을 규정하는 실제 다층 유리 스택은 두 개의 베이스 유리 블록 사이에 놓이며, 층 두께는 후속하는 평면 유리 재료 또는 램프 튜브 재료의 압연 두께를 결정한다. "샌드위치" 재료가 형성된다. 압연 과정의 층 두께 허용 오차는 압연 후의 평면 유리 전체 두께와 관련되기 때문에, 이어서 압연될 두꺼운 층들의 사용은 압연 후의 광학적 개별 두께의 필요한 오차를 보증한다.
λ/4 광학 층의 오차 Δdi는 Δdi=Δd k 이다. 평면 유리 제조의 허용 오차 Δd는 예를 들어 현미경 보호 유리(microscopic cover glass)인 경우 절대항(absolute term)으로 3/100 ㎜에 이른다.
현미경 보호 유리 두께, 즉 압연 전 이중 층 두께 3/10㎜의 평균 두 배인 400개의 유전체 이중 층과 파장이 1 ㎛ 이고 압연 후의 대응하는 평균 유리 굴절률 1.5를 갖는 λ/4 두께 2di= 0.33㎛의 평균 두 배인 요구되는 이중 층 두께를 가지며 압연 후에 요구되는 평면 유리 두께가 1 ㎜인 샌드위치 블록의 경우, 유지되어야 하는 오차는 광학 층당 약 30㎚ 이다.
다층 스택은 베이스 유리 커버(cover)와 베이스 유리 하부(bottom) 사이에 배열된다. 한편으로, 이것은 후속 평면 유리 두께를 결정하는 베이스 유리 커버및 베이스 유리 하부의 물체이고, 다른 한편으로 이것은 압연 단계 중에 표면 층(superficial layer) 변형을 방지하는 물체이며, 유전체 다층 영역 중간이 압연 단계의 에지 변형(edge distortion)에 의해 변하지 않고 유지되도록 한다. 전체 샌드위치 블록은 층 두께가 D - d/k이고, 여기서 k는 팽창 계수이며, d는 압연 단계 후의 원하는 평면 유리 두께이다.
일례로서, 1㎜ 두께의 평면 유리로 압연되는 400개의 유전체 이중 층을 갖는 샌드위치 블록의 치수를 압연 전후에 대해 표로 나타낸다.
샌드위치 블록 치수 압연 전 압연 후
개별 층 두께 0.15 ×10-3m 0.167 ×10-6m
400개의 이중 층 두께 0.12 m 0.1336 ×10-3m
베이스 층 두께 0.78 m 0.8664 ×10-3m
샌드위치 두께 0.9 m 1 ×10-3m
층 두께당 절대 오차 0.03 ×10-3m 33.3 ×10-9m
팽창 계수 1/900 1/900
이 예에서 보인 바와 같이, 90㎝의 큰 초기 층 두께를 가지는 샌드위치 블록을 압연 과정에서 여전히 취급할 수 있으며, 베이스 유리 블록을 동일한 전체 두께를 갖는 복수의 유리 판으로 대체할 수 있고, 그런 다음 각각의 부분 압연 단계 다음 단계에서 단계적으로 이것은 샌드위치와 융합된다.
램프 제조를 위한 거울 유리 재료의 추가적인 과정은 기존의 평면 유리 제조 기술로 수행될 수 있다. 제조 과정의 끝에서, 결과로서 생기는 압연 유리는 압연되어 램프 제조를 위한 유리 튜브로 제조될 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어 평면 유리 표면 중 하나의 아래에 매우 근접하여 위치하는 실제 유전체 다층은 유리 튜브의 내면 쪽으로 연장할 수 있어, 다음의 램프 전구의 적외선 복사의 잔류 흡수를 상당히 감소시킬 수 있다.
거울 코팅 기술의 경우에는, 거울 코팅은 램프 전구의 외면에 증착되며, 복사는 적외선 복사가 거울 코팅에 도달하기 전에 처음에 내부로부터 베이스 재료를 통과하여 반사된다. 이 경우에, 베이스 재료의 잔류 흡수는 스펙트럼 거울 코팅을 갖는 백열 램프의 에너지 균형에 있어 더 많은 부분의 손실(dissipation loss)을 초래한다.
램프 제조를 위한 거울 유리 튜브의 추가적인 과정은 중요하지 않다. 특히, 램프 제조 과정에서 제공된 것처럼 램프 전구의 용융 또는 밀봉 작업은 기껏해야 상이한 유리 층들의 전복(upsetting)과 팽창을 초래한다. 따라서, 단파 반사 한계는 또 다시 더 짧은 파장쪽으로 이동하고, 그래서 투과 손실 복사의 증가는 발생하지 않는다.
거울 층들의 개별 진공 증발(evaporation)을 갖는 종래의 램프 재료에 비해 다층 램프 재료의 제조에서 어떻게든 증가된 비용은, 개별 거울 코팅을 위한 비용이 없고 제조의 관점에서 램프의 구조적 형상에 대한 더 유리하고 가능한 최적화로 인해 경제적인 것으로 판명될 것이다. 거울 유리의 추가적인 응용 가능 분야는 빌딩 및 자동차의 유리 제품을 포함한다. 또한 이 경우에, 예를 들어 열 복사 차폐(shielding)와 같은 스펙트럼 반사 및 투과 특성이 요구된다.
본 발명의 모든 이점은 지금까지 형상의 관점에서 불가능하였던 유전체 다층 거울 또는 거울 코팅을 제조할 수 있도록 한다.
본 발명의 가르침에 따른 더 유리한 개량 및 추가 개발에 관해서는 첨부된 특허청구범위가 본 명세서에 참조로 통합된다.
끝으로, 이상에서 단지 독단적으로 선택된 예, 예를 들어 400개의 이중 층은 본 발명을 설명을 위하여 사용되었을 뿐이며, 본 발명을 이것으로 한정하는 것은 아님이 명백히 강조되어야 한다.

Claims (24)

  1. 미리 결정된 초기 두께를 갖는 적어도 두 개의 유전체 층을 만드는 단계,
    상기 층들이 층들로 이루어지는 스택(stack)을 형성하도록 하나의 층위에 다른 하나의 층을 배열하는 단계, 그리고
    상기 층들의 서로에 대한 두께 비율 또는 두께 비율을 유지하면서 상기 층형(layered) 스택을 변형시킴으로써 상기 층형 스택의 두께, 따라서 상기 개별 층들의 두께를 감소시키는 단계
    를 포함하는 유전체 다층 거울 코팅(dielectric multi-layer mirror coating)의 제조 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 적어도 두 개 층의 상기 초기 두께가 상이한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    적어도 한 층은 유리로 이루어지는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
    적어도 한 층은 플라스틱으로 이루어지는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
    적어도 두 개의 층은 상이한 굴절률을 가지는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,
    이중 층(doble layer)이 두 개의 층으로부터 만들어지는 방법.
  7. 제6항에서,
    적어도 두 개의 이중 층이 스택을 이루는 방법.
  8. 제7항에서,
    광학 층의 두께가 이중 층에서 이중 층까지 변화하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에서,
    상기 배열 단계가 상기 층들의 적층(stacking) 및/또는 둥글게 마는(roll-up) 단계를 포함하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에서,
    상기 층형 스택이 변형 전에 두 개의 베이스 층 사이에 배열되는 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 베이스 층 중 적어도 하나는 복수의 개별 층으로부터 형성되는 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 개별 층은 부분적인 변형 단계 다음마다 단계적으로 선행하는 층위에, 바람직하게는 선행하는 층에 용융되어 배열되는 방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에서,
    상기 베이스 층들 또는 상기 개별층들은 유리로부터 형성되는 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에서,
    상기 층들은 하나의 층위에 다른 층을 배열한 후에 용융에 의해 결합되는 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 용융은 진공 상태에서 일어나는 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에서,
    상기 변형이 압축 작업(pressing operation)에 의해 일어나는 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에서,
    상기 변형이 압연 작업(rolling operation)에 의해 일어나는 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에서,
    상기 변형이 인발 작업(drawing operation)에 의해 일어나는 방법.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에서,
    상기 변형이 열 작용에 의해 일어나는 방법.
  20. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에서,
    상기 변형이 추가적인 열 공급 없이 일어나는 방법.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에서,
    튜브 또는 곡선형 판(curved pane)이 상기 변형된 층형 스택으로부터 제조되는 방법.
  22. 제21항에서,
    상기 층형 스택이 상기 튜브 또는 곡선형 판의 내면 부근에 배열되는 방법.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에서,
    상기 다층 거울 코팅이 다층 거울의 범위 내에서 구현되는 방법.
  24. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에서,
    상기 다층 거울 코팅이 기체(base body) 상의 다층 거울의 범위 내에서 구현되는 방법.
KR1020027003867A 1999-09-29 2000-03-24 유전체 다층 반사 코팅의 제조 방법 KR20020054322A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19946793.5 1999-09-29
DE19946793 1999-09-29
PCT/DE2000/000913 WO2001023915A1 (de) 1999-09-29 2000-03-24 Verfahren zur herstellung einer dielektrischen mehrschichtverspiegelung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020054322A true KR20020054322A (ko) 2002-07-06

Family

ID=7923788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020027003867A KR20020054322A (ko) 1999-09-29 2000-03-24 유전체 다층 반사 코팅의 제조 방법

Country Status (14)

Country Link
US (1) US6972065B1 (ko)
EP (1) EP1222481B1 (ko)
JP (1) JP2004502563A (ko)
KR (1) KR20020054322A (ko)
CN (1) CN1221817C (ko)
AT (1) ATE239923T1 (ko)
AU (1) AU4742400A (ko)
BR (1) BR0015201A (ko)
DE (1) DE50002115D1 (ko)
ES (1) ES2193957T3 (ko)
HK (1) HK1049517A1 (ko)
MX (1) MXPA02003248A (ko)
RU (1) RU2244947C2 (ko)
WO (1) WO2001023915A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2161612B1 (es) * 1999-07-01 2002-06-01 Consejo Superior Investigacion Procedimiento para identificar un compuesto que inhiba la funcion represora de snail.
US6991695B2 (en) * 2002-05-21 2006-01-31 3M Innovative Properties Company Method for subdividing multilayer optical film cleanly and rapidly
US7396493B2 (en) * 2002-05-21 2008-07-08 3M Innovative Properties Company Multilayer optical film with melt zone to control delamination
BRPI0412662B1 (pt) * 2003-07-16 2018-04-10 3M Innovative Properties Company Folha óptica adequada para uso em um laminado, laminado, e, método de produção de um laminado de envidraçamento
CA2586521C (en) * 2004-11-05 2010-02-23 Meadwestvaco Packaging Systems Llc Method and apparatus for constructing carton
US20070286994A1 (en) * 2006-06-13 2007-12-13 Walker Christopher B Durable antireflective film
US8343624B2 (en) 2006-06-13 2013-01-01 3M Innovative Properties Company Durable antireflective film
CN105556358A (zh) * 2013-08-21 2016-05-04 慧与发展有限责任合伙企业 包括镜子和滤光器以作为复用器或解复用器工作的装置
DE102015218702A1 (de) * 2015-09-29 2017-03-30 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Optisches Schichtsystem
EP3816646A1 (en) * 2019-10-28 2021-05-05 Koninklijke Philips N.V. Monitoring system with a camera and non-metallic mirror for magnetic resonance examination system
US11796817B2 (en) 2022-01-21 2023-10-24 Lightspace Group, Inc. Optical arrangement for expanding and uniformizing light beams

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH502603A (de) 1969-12-17 1971-01-31 Balzers Patent Beteilig Ag Vielschichtinterferenzlichtfilter mit einem breitbandigen spektralen Transmissionsbereich
US3711176A (en) 1971-01-14 1973-01-16 Dow Chemical Co Highly reflective thermoplastic bodies for infrared, visible or ultraviolet light
US4430288A (en) * 1981-12-18 1984-02-07 Composite Container Corporation Making coextruded sheets and containers
US4735669A (en) 1985-07-11 1988-04-05 Reynolds Metals Company Rolling of metallic foil and plastics resin film laminates
DE3830364C1 (ko) * 1988-09-07 1990-01-18 Schott Glaswerke, 6500 Mainz, De
US4937134A (en) * 1989-04-17 1990-06-26 The Dow Chemical Company Elastomeric optical interference films
GB2232498B (en) 1989-05-26 1993-08-04 Marconi Gec Ltd Optical interference filter
KR950704701A (ko) * 1992-10-29 1995-11-20 스티븐 에스. 그레이스 성형가능한 반사 다층제(Formable reflective multilayer body)
US5480494A (en) * 1993-05-18 1996-01-02 Canon Kabushiki Kaisha Solar cell module and installation method thereof
DE19848083C2 (de) * 1998-10-19 2001-02-01 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung von Interferenzschichtfolgen, System aus übereinander liegenden Interferenzschichtfolgen sowie Interferenzschichtfolge

Also Published As

Publication number Publication date
CN1423752A (zh) 2003-06-11
ES2193957T3 (es) 2003-11-16
EP1222481B1 (de) 2003-05-07
AU4742400A (en) 2001-04-30
MXPA02003248A (es) 2003-08-20
HK1049517A1 (en) 2003-05-16
JP2004502563A (ja) 2004-01-29
BR0015201A (pt) 2002-07-09
DE50002115D1 (de) 2003-06-12
EP1222481A1 (de) 2002-07-17
RU2002111351A (ru) 2004-01-20
RU2244947C2 (ru) 2005-01-20
WO2001023915A1 (de) 2001-04-05
US6972065B1 (en) 2005-12-06
CN1221817C (zh) 2005-10-05
ATE239923T1 (de) 2003-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5982078A (en) Optical interference coatings and lamps using same
KR20020054322A (ko) 유전체 다층 반사 코팅의 제조 방법
WO1998023897A1 (en) An optical interference coating capable of withstanding severe temperature environments
US4366407A (en) Incandescent lamp with selective color filter
KR20150134312A (ko) 단열 평판형 도파로 커플러 변환기
EP1249717A2 (en) Antireflection coating and optical element using the same
GB2103830A (en) Optical tantalum pentoxide coatings for high temperature applications
US4645290A (en) Selective color filter
JP4804830B2 (ja) 多層膜の成膜方法および成膜装置
CN113960705A (zh) 紫外光固化用宽带高反射全介质膜紫外反射镜及其制备方法
CN102713696A (zh) 用于高温应用的氧化物多层和灯
EP1614529A1 (en) Radio wave-transmitting wavelength-selective plate and method for producing same
JP2001242318A (ja) 多層膜フィルタ及び多層膜フィルタ付ハロゲンランプ
US6710520B1 (en) Stress relief mechanism for optical interference coatings
JP2928784B2 (ja) 多層膜反射鏡
US5312472A (en) Method for manufacturing resonant cavity for laser
CN101571261A (zh) 具有灯和反射器的大功率照明器
CN214795268U (zh) 基于过渡金属膜层的可见光宽带完美吸收器
Aleksandrov et al. Multilayer film structures for light sources
CN116643339A (zh) 高反射膜、高反射膜的制备方法及高反射镜
JP3295026B2 (ja) 赤外線反射被膜およびそれを用いたランプ
JPH1039104A (ja) プラスチック製光学部品
JP2001051114A (ja) 多層膜光波長フィルタ及びその作製方法
JPS63292564A (ja) 赤外線反射膜付ハロゲンランプ
JPH0380205A (ja) 多層光干渉膜

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
NORF Unpaid initial registration fee