NL8400091A - METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL ELEMENTS WITH INTERFERENCE LAYERS. - Google Patents

METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL ELEMENTS WITH INTERFERENCE LAYERS. Download PDF

Info

Publication number
NL8400091A
NL8400091A NL8400091A NL8400091A NL8400091A NL 8400091 A NL8400091 A NL 8400091A NL 8400091 A NL8400091 A NL 8400091A NL 8400091 A NL8400091 A NL 8400091A NL 8400091 A NL8400091 A NL 8400091A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
layer
zns
filters
layers
substrates
Prior art date
Application number
NL8400091A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg
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 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg filed Critical Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg
Publication of NL8400091A publication Critical patent/NL8400091A/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/28Interference filters
    • G02B5/285Interference filters comprising deposited thin solid films

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

PTT-- · VO 5347PTT - VO 5347

Werkwijze voor het vervaardigen van optische elementen met inter-ferentielagen.___________Method of manufacturing optical elements with interference layers .___________

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van optische elementen, in het bijzonder van filters, met inter ferentielagen uit dielektrische lagen met afwisselend hoge en lage breking op organische en anorganische substraten.The invention relates to a method for manufacturing optical elements, in particular filters, with interference layers from dielectric layers with alternating high and low refraction on organic and inorganic substrates.

5 De vervaardiging van interferentielagen is sinds Icing bekend.5 The manufacture of interference layers has been known since Icing.

De afzonderlijke laagdikten liggen daarbij, afhankelijk van de aan het eindprodukt gestelde eis, tussen λ/4 en λ/8 van de zogenaamde refe-rentie-golflengte, voor dewelke de berekening van het systeem werd uitgevoerd. Eindprodukten zijn bij voorbeeld optische elementen uit de 10 groep gevormd door substractieve en additieve kleurscheidingsfilters, koud-lichtspiegels, warmte-reflectiefilters, filters voor het veranderen van de kleurtemperatuur, reflectors voor het veranderen van de kleurtemperatuur, dielektrische smalle-bandfilters en stralendelers.Depending on the requirement of the end product, the individual layer thicknesses lie between λ / 4 and λ / 8 of the so-called reference wavelength for which the calculation of the system was carried out. For example, end products are group optical elements formed by sub-abstractive and additive color separation filters, cold light mirrors, heat reflection filters, color temperature changing filters, color temperature changing reflectors, dielectric narrow band filters and beam turners.

Als substraatmaterialen worden daarbij doorzichtige of doorschijnende 15 materialen gebruikt uit de groep gevormd door glas,saffier en kunststof alsmede metalen. Als kunststof wordt bij voorkeur een materiaal gebruikt dat bekend is onder de aanduiding CR 39.As substrate materials, transparent or translucent materials are used from the group consisting of glass, sapphire and plastic as well as metals. A material which is known under the designation CR 39 is preferably used as plastic.

Dergelijke optische elementen moeten aan bepaalde eisen voldoen, en wel met betrekking tot hun optische eigenschappen zoals absorptie-20 vrijheid, stabiliteit van de hoekligging enz., en met betrekking tot hun mechanische-chemische eigenschappen, zoals wrijfvastheid, hecht-sterkte, kookvastheid, een bestandheid tegen temperatuur alsmede be-standheid tegen zuren enz.Such optical elements must meet certain requirements, namely with regard to their optical properties such as absorption freedom, stability of the angular position, etc., and with regard to their mechanical-chemical properties, such as rubbing strength, bonding strength, boiling strength, resistance to temperature as well as resistance to acids, etc.

Met betrekking tot de hierboven genoemde eigenschappen zijn in 25 de loop van de tijd steeds hogere eisen gesteld, zodat is afgestapt van hét gebruik van "zachte” stoffen zoals ZnS, kryoliethenz., die thermisch kunnen worden verdampt, en is overgegaan tot het gebruik van "harde" oxydelagen, zoals TiC^ en SiO^ en2., voor het verdampen van dewelke elektronenstraalkanonnen worden gebruikt.With regard to the abovementioned properties, increasing demands have been made over time, so that the use of "soft" substances such as ZnS, cryoliethenz., Which can be thermally evaporated, has been abandoned and the use of "hard" oxide layers, such as TiCl 2 and SiO 2 and 2, for the evaporation of which electron beam guns are used.

30 De tot dusver voor interferentielaagsystemen gebruikte laag- materialen waren in het algemeen oxydoivan titaan als laag met een hoge breking en oxyden van silicium als laag met een lage breking. Het -2 opdampen werd gewoonlijk begonnen bij< 1,3 x 10 Pa en bij een sub-straattamperatuur tussen 200 en 350°C. De duur voor het bereiken van 84 0 0 OS 1 *** -2- de genoemde druk alsmede een temperatuur boven 250°C kon daarbij tot 90 minuten bedragen. Typische verdampingssnelheden lagen daarbij voor SiC^ bij ongeveer 15 A/sec en voor TiC^ bij ongeveer 3 £/sec. De opdamp-tijd voor het vervaardigen van 15 lagen voor een referentiegolflengte 5 van Xq - 400 nm kon bijgevolg gemiddeld tot 50 minuten bedragen.The layer materials hitherto used for interference layer systems have generally been oxydivan titanium as a high refractive layer and oxides of silicon as a low refractive layer. Vapor deposition was usually started at <1.3 x 10 Pa and at a substrate temperature between 200 and 350 ° C. The time to reach the above-mentioned pressure as well as a temperature above 250 ° C could be up to 90 minutes. Typical evaporation rates were at about 15 A / sec for SiCl 2 and at about 3 l / s for TiCl 2. Therefore, the deposition time for producing 15 layers for a reference wavelength of Xq - 400 nm could average up to 50 minutes.

Daarbij kwam vanwege de sterk verhitte substraten een aanzienlijke af-koeltijd, die eveneens tot 150 minuten kon bedragen. Voor warmtege-voelige substraten, zoals substraten van kunststof, kwam het bekende laagvormingsysteem zonder meer niet in aanmerking. De kookvastheid 10 beantwoordde bij effen substraatoppervlakken aan DIN 58196, Deel 2 C 60 en bij sterk gewelfde substraten aan DIN 58196, Deel 2 C 15. Bij sterk gekromde substraten werd na een behandeling volgens DIN 58196, Deel 2 C 15 in het geheel geen hechtsterkte meer bereikt volgens MIL C 675C.In addition, due to the strongly heated substrates, there was a considerable cooling time, which could also amount to 150 minutes. For heat-sensitive substrates, such as plastic substrates, the known layer-forming system was readily not suitable. The boiling strength 10 corresponded to DIN 58196, Part 2 C 60 for smooth substrate surfaces and to DIN 58196, Part 2 C 15 for strongly curved substrates. more achieved according to MIL C 675C.

"C60" respectievelijk "C15" in de bepalingen betreffende de 15 kookvastheid volgens DIN 58196, Deel 2 betekenen, dat de bekleding bij een kookduur van 60 minuten respectievelijk 15 minuten niet van zelf is losgekomen. Aldus waren TiC^/SiC^-lagen op effen substraten ongeveer 20 uren tegen de kookproef bestand, op sterk gewelfde substraten (halve-bolvlakken) evenwel slechts gedurende ongeveer 15 minuten. Dit betekent 20 evenwel nog niet, dat de betreffende laag ook heeft voldaan aan de hechtsterkteproef volgens MIL C 675 C."C60" or "C15" in the provisions regarding the cooking resistance according to DIN 58196, Part 2 mean that the coating has not peeled off by itself during a cooking time of 60 minutes and 15 minutes, respectively. Thus, TiCl 2 / SiCl 2 layers on plain substrates withstood the boiling test for about 20 hours, but on highly curved substrates (hemispherical surfaces) only for about 15 minutes. However, this does not yet mean that the respective layer has also passed the adhesion strength test in accordance with MIL C 675 C.

In het bijzonder toont juist de laatste beschreven hechtsterkteproef aan, dat het bekende laagsysteem op sterk gekromde substraten, zoals in het bijzonder bij optische lenzen, koud-lichtspiegels enz.In particular, the last-mentioned bond strength test shows that the known coating system on strongly curved substrates, such as in particular with optical lenses, cold light mirrors, etc.

25 voorkomen, na een kookduur van slechts 15 minuten in het geheel geen hechtsterkte meer bezat.After a cooking time of only 15 minutes, it no longer had any bond strength at all.

Aan de uitvinding ligt derhalve het doel ten grondslag een werkwijze van het in de aanhef beschreven type te vinden, die op meer economische wijze kan worden uitgevoerd, die het mogelijk maakt om ook 30 bij sterk gekromde substraatoppervlakken lagen te verkrijgen die bestand zijn tegen koken en goed hechten, en die eveneens geschikt is voor het bekleden van kunststoffen.The object of the invention is therefore based on finding a method of the type described in the preamble, which can be carried out in a more economical manner, which makes it possible to obtain layers which are also resistant to boiling and with strongly curved substrate surfaces. good adhesion, and which is also suitable for coating plastics.

Het gestelde doel wordt bij de in de aanhef beschreven werkwijze volgens de uitvinding hierdoor bereikt, dat als eerste laag op het sub-35 straat A^O^ als laag met een lage breking wordt aangebracht, waarop in afwisselende volgorde verdere lagen uit ZnS en Al^O^ worden aangebracht, en dat als laatste laag een laag uit A^O^ wordt aangebracht.The object set is achieved in the method according to the invention described in the opening paragraph, that as a first layer on the substrate A 2 O 2 is applied as a layer with a low refraction, on which further layers of ZnS and Al are alternated in alternating order. ^ O ^ are applied, and the last layer is a layer of A ^ O ^ applied.

8400091 .-3-8400091.-3-

Terwijl het aanbrengen van Al^O^-laag als dek- of beschermlaag, op zichzelf genomen, bekend is, is de daaronder liggende laag-combinatie nieuw en wel met inbegrip van de maatregel dat als eerste laag op het substraat een A^O^-laag wordt aangebracht. Daarbij is 5 verrassenderwijze gebleken, dat Al^O^ zeer duidelijk een uitstekend hechtmiddel is, dat ook bij extreme schuine bedamping zijn werking vervult, zoals bijvoorbeeld het geval is aan de rand van half-kogelvormige glazen kappen. De omgekeerde volgorde, namelijk als eerste laag ZnS aahbrengen, heeft in ieder geval niet geleid tot de uitstekende 10 hechtsterkte, zoals die bij de onderhavige wijze van werken wordt bereikt. De grote hechtsterkte en kookvastheid wordt zeer duidelijk bewerkstelligd door de eerste a^s hechtverbindings- middel fungeert en dikten tussen 10 en 300 nm kan hebben, zonder dat daardoor noemenswaardige wijzigingen optreden in de waarden van de 15 hechtsterkte en de kookvastheid. De overige mechanisch-chemische eigenschappen zijn in hoofdzaak afhankelijk vein de buitenste Al^O^-laag, die een dikte kan hebben welke meerdere veelvouden van de referentie-golflengte kem bedragen.While the application of Al 2 O 3 layer as a covering or protective layer, per se, is known, the underlying layer combination is new, including the measure that the first layer on the substrate is an A 2 O 2 layer. layer is applied. It has surprisingly been found that Al 2 O 2 is very clearly an excellent adhesive which performs its action even under extreme oblique evaporation, as is the case, for example, on the rim of half-spherical glass caps. In any case, the reverse order, namely applying ZnS as the first layer, has not led to the excellent bonding strength as achieved in the present mode of operation. The high bond strength and cooking strength is very clearly accomplished by the first adhesive bonding agent acting and can have thicknesses between 10 and 300 nm, without significant changes in the bond strength and cooking strength values occurring thereby. The remaining mechanical chemical properties depend mainly on the outer Al 2 O 3 layer, which may have a thickness which is several multiples of the reference wavelength core.

De onderhavige werkwijze is geschikt voor de vervaardiging van 20 optische elementen, die bij golflengten tussen 0,39 ym en 6 ym optisch werkzaam zijn. Op zichzelf is het bekend, dat ZnS voor optische elementen kan worden gebruikt, die optisch werkzaam zijn tussen 0,39 ym (het begin van de eigen absorptie) en 14 ym. kan worden gebruikt tussen 0,2 ym (begin van de eigen absorptie) en 7 ym.Daar Al2°3 even“ 25 wel de neiging heeft scheurtjes te vormen, is het bereik om praktische redenen beperkter. Door de toepassing van "zachte" ZnS-tussenlagen wordt thans verrassenderwijze de neiging tot het vormen van scheurtjes in die mate verminderd, dat het bereik kan worden uitgebreid tot circa 6 ym.The present method is suitable for the manufacture of optical elements which are optically active at wavelengths between 0.39 µm and 6 µm. It is known per se that ZnS can be used for optical elements which are optically active between 0.39 µm (the beginning of their own absorption) and 14 µm. can be used between 0.2 µm (start of self-absorption) and 7 µm. Since Al2 ° 3 tends to form cracks, the range is more limited for practical reasons. The use of "soft" ZnS interlayers now surprisingly reduces the tendency to crack to the extent that the range can be extended to about 6 µm.

30 Bij het uitvoeren van de onderhavige werkwijze kan de druk bij -2 het begin van de opdamp trap boven 1,3 x 10 Pa zijn gelegen, bijvoorbeeld in het gebied tussen deze waarde en 1,05 Pa. Bovendien kan de bekledingstrap met koude substraten worden begonnen, namelijk substraten die zich op kamertemperatuur bevinden, zodat een voorverhi things tijd 35 niet nodig is. Dientengevolge wordt de tijd tot het begin van de opdam-ping verminderd tot waarden beneden 30 minuten; dit is 1/3 van de eerder in deze beschrijving genoemde waarde volgens de stand van de techniek, 3400091 *- \ -4- met dien verstande dat de gegevens van de opdampinrichting identiek zijn. Door de buitgenwoon grote mogelijke verdampingssnelheid van ZnS, die op typische wijze ongeveer 20 S/sec bedraagt tegenover ongeveer 3 S/sec voor Ti02 kan de opdamptijd voor 15 lagen worden gereduceerd tot waarden 5 beneden ongeveer 15 minuten. Dit is weerom minder dan 1/3 van de eerder in deze beschrijving genoemde tijd volgens de stand van de techniek. Tengevolge van de buitengewoon lage sufestraattemperatuur kan ook een afkoeltijd achterwege blijven.In carrying out the present method, the pressure at -2 at the start of the vapor deposition step may be above 1.3 x 10 Pa, for example in the range between this value and 1.05 Pa. In addition, the coating step can be started with cold substrates, namely substrates which are at room temperature, so that a pre-heating time is not necessary. As a result, the time to evaporation onset is reduced to values below 30 minutes; this is 1/3 of the prior art value mentioned earlier in this specification, 3400091 * - 4 - with the proviso that the data of the vapor deposition device is identical. Due to the extremely high evaporation rate of ZnS, which is typically about 20 S / sec versus about 3 S / sec for TiO2, the 15 layer evaporation time can be reduced to values below about 15 minutes. This is again less than 1/3 of the prior art time mentioned earlier in this specification. Due to the extraordinarily low superstate temperature, a cooling time can also be omitted.

Daardoor neemt de hoeveelheid vervaardigd materiaal, bij een ver-10 gelijkbare grootte van de opdampinrichting, toe tot ongeveer de drievoudige waarde per tijdseenheid, zodat de vervaardigingskosten aanzienlijk lager zijn.Therefore, the amount of material produced, at a comparable size of the vapor deposition device, increases to about three times the value per unit time, so that the manufacturing cost is considerably lower.

De onderhavige werkwijze wordt daarbij op bijzonder gunstige wijze uitgevoerd bij substratentemperaturen tussen 20 en 180°C, waarbij 15 de werkwijze doelmatig wordt uitgevoerd bij het onderste einddeel van het temperatuurgebied. Dit maakt het mogelijk, in tegenstelling tot volgens de stand van de techniek, om ook kunststoffen te bedampen, bijvoorbeeld het basismateriaal CR 39.The present method is thereby carried out in a particularly favorable manner at substrate temperatures between 20 and 180 ° C, the method being expediently carried out at the lower end part of the temperature range. This makes it possible, unlike in the prior art, to also vaporize plastics, for example the base material CR 39.

Door de geringe zuigtijd wegens het minder grote vacuum, het 20 wegvallen van een opwarm- en afkoeltijd en door de grotere verdampings-snelheden wordt, zoals reeds gezegd, een aanzienlijk kortere procestijd bereikt dan bij de vervaardiging van de gebruikelijke oxydelagen.Due to the short suction time due to the less high vacuum, the absence of a heating and cooling time and due to the higher evaporation rates, as already stated, a considerably shorter process time is achieved than in the manufacture of the usual oxide layers.

Het is weliswaar bekend om interferentielagen te vervaardigen onder extreme schuine bedamping van substraatvlakken. Daarbij wordt 25 als laagmateriaal naast ZnS MgF£ of kryolieth onder strooigas opgedampt, waarbij ZnS ook door afzonderlijke verdamping van Zn en S kan worden gevormd. De aldus vervaardigde interferentielaagsystemen bezitten evenwel op verre na niet de mechanische-chemische en thermische eigenschappen van de volgens de onderhavige werkwijze vervaardigde 30 lagen. Anderzijds moet men bij de vervaardiging van laagsystemen uit uitsluitend "harde" oxydelaagmaterialen vaststellen, dat bij sterke schuine- bedamping de hechtsterkte en de kookvastheid nagenoeg tot nul afnemen.It is admittedly known to produce interference layers under extreme oblique evaporation of substrate surfaces. Thereby, as a layer material, besides ZnS MgF 2 or cryolith, it is evaporated under scattered gas, whereby ZnS can also be formed by separate evaporation of Zn and S. However, the interference layer systems thus produced do not have much of the mechanical-chemical and thermal properties of the layers produced according to the present method. On the other hand, in the manufacture of coating systems from exclusively "hard" oxide coating materials, it should be noted that with high oblique evaporation, the bond strength and the boiling strength decrease substantially to zero.

Bij de onderhavige werkwijze werd de kookvastheid, zowel op 35 effen substraten als op sterk gekromde substraten (bijvoorbeeld op halfkogelvormige substraten) onderzocht volgens DIN 58196, Deel 2 C60.In the present method, the boiling strength, both on plain substrates and on strongly curved substrates (for example on semi-spherical substrates) was tested according to DIN 58196, Part 2 C60.

84 0 0 0 9 1 W~--7 -5-84 0 0 0 9 1 W ~ --7 -5-

In beide gevallen vond ook na een voortgezette kookproef gedurende 60 uren geen enkel loskomen van de laag plaats en ook geen vermindering van de afwrijfsterkte en van de hechtsterkte, telkens bepaald volgens MIL C675 C.In both cases, even after a continuous cooking test for 60 hours, no loosening of the layer took place, nor was there any reduction in the abrasion strength and in the bond strength, each determined in accordance with MIL C675 C.

5 De lage substratentemperatuur maakt het daarbij voor het eerst mogelijk alle optische elementen met dunne lagen, die een absorptie van nog circa 1 % toestaan, ook te vervaardigen uit voor temperatuur gevoelige kunststoffen, en wel met eigenschappen, zoals men die tot dusver slechts van oxydematerialen kent. Uitzondering op die eigen-10 schappen vormen slechts de temperatuurstabiliteit, die vanwege de als een substraat gebruikte kunststof is beperkt, alsmede de kookproef.The low substrate temperature makes it possible for the first time to manufacture all optical elements with thin layers, which allow an absorption of approximately 1%, also from temperature-sensitive plastics, and with properties such as hitherto only of oxide materials. knows. Exceptions to these properties are only the temperature stability, which is limited because of the plastic used as a substrate, as well as the cooking test.

Een volgens de onderhavige werkwijze vervaardigde laagsysteem is nader toegelicht in figuur 1 van de tekening, waarin het uit glas bestaande substraat is aangeduid met "S", De lagen zijn genummerd in 15 volgorde van aanbrengen, waarbij de laag "n" de bovenste of deklaag is, die bestaat uit * 00 ^a9en 1 / 3, ..., n-2 en n bestaan daarbij uit A^Oy terwijl de lagen 2, 4, ..., n-1 uit ZnS bestaan.A layer system manufactured according to the present method is further elucidated in figure 1 of the drawing, in which the glass substrate is indicated by "S". The layers are numbered in order of application, the layer "n" being the top or top layer. which consists of * 00 ^ a9 and 1/3, ..., n-2 and n consist of A ^ Oy while the layers 2, 4, ..., n-1 consist of ZnS.

Voorbeeld I.Example I.

Gaelfilter op glas.Gaelfilter on glass.

20 In een opdampinrichting van het type 1100 Q (fabrikant: Firma20 In a vapor depositor of type 1100 Q (manufacturer: Firma

Leybold-Heraeus GmbH in Hanau, Duitse Bondsrepubliek) werden schijfvormige substraten uit glas gebracht en in 6 minuten werd de druk verminderd tot 10 Pa. Vervolgens werden de substraten op bekende wijze door een gloeiontlading gereinigd. Vervolgens werd de inrichting 25 in 14 minuten op een vacuum van 5 x 10 ^ Pa gebracht, waarna als strooi- -2 gas zuurstof tot een druk vein 2 x 10 Pa werd toegevoerd. Daarna werd met een elektronenstraalkanon gedurende 2 minuten ontgast, tot de druk stabiel bleef. Vervolgens werd het Al^O^ als eerste laag respectievelijk als hechtlaag opgedampt met een opdampsnelheid van 13 S/sec.Leybold-Heraeus GmbH in Hanau, Federal Republic of Germany), glass disc-shaped substrates were brought and the pressure was reduced to 10 Pa in 6 minutes. Subsequently, the substrates were cleaned in a known manner by a glow discharge. The device was then brought to a vacuum of 5 x 10 Pa in 14 minutes, after which oxygen was supplied as a sprinkling gas to a pressure of 2 x 10 Pa. Thereafter, degassing was carried out with an electron beam gun for 2 minutes until the pressure remained stable. Subsequently, the Al 2 O 3 was deposited as the first layer or as an adhesive layer at a vapor deposition rate of 13 S / sec.

30 De regeling van de snelheid en de regeling van de diafragma's (voor het afdekken van de verdamper) geschiedden daarbij door middel van de oscillerende quarzmethode. Na de Al^O^-laag werd de eerste ZnS-laag opgedampt met een opdampsnelheid van 10 £/sec, terwijl het Al^O^ door een geringe energietoevoer op een verhoogde temperatuurniveau werd 35 gehouden. Na het sluiten van het diafragma voor de ZnS-verdamper (thermische verdamper) werd deze eveneens door een geringe energietoevoer gp een verhoogd temperatuurniveau gehouden, en het elektronenstraal- 84 00 09 1 -6-The control of the speed and the control of the diaphragms (for covering the evaporator) were done by means of the oscillating quarz method. After the Al 2 O 2 layer, the first ZnS layer was evaporated at a vapor deposition rate of 10 l / s, while the Al 2 O 2 layer was kept at an elevated temperature level by a low energy supply. After closing the diaphragm for the ZnS evaporator (thermal evaporator), it was also kept at an elevated temperature level by a low energy supply gp, and the electron beam 84 00 09 1 -6-

J*. VJ *. V

kanon werd weer op het verdampingsvermogen gebracht* Door afwisselende herhaling van deze bekledingswerkwijzen werden in totaal 17 afzonderlijke lagen met de hieronder weergegeven aard en laagdikten neergeslagen .gun was brought back to evaporation power. * By alternating repetition of these coating processes, a total of 17 separate layers of the nature and layer thicknesses shown below were deposited.

^ 1. laag Al^Og ^ X λ/4 voor 450 ΠΓΠ (referentiegolflengte) 2. laag ZnS 0,45 x λ/4 voor 450 nm 3. laag AlgOj 0,9 X λ/4 voor 450 ΠΓΠ 4. laag ZnS 0,95 x λ/4 voor 45 0 nm 5. laag AlgOg ^ X λ/4 voor 450 nm : 10 6. laag ZnS 1 x λ/4 voor 450 nm 7. laag A1 g 0 3 1 χλ/4 voor 450 n m 8'. laag ZnS 1 x λ/4 voor 45 0 nm 9 · laag Al £ 0 ^ 1 X λ/4 voor 450 nm 10. laag ZnS 1 x λ/4 voor450 nm 15 11. laag A^Og 1 x λ/4 voor450 nm 12. laag ZnS 1 x λ/4 voor450 nm 13. laag AlgOg 1 X λ/4 voor450 nm 14. laag ZnS 1 x λ/4 voor450 nm 15. laag ^"^2^3 ^ x λ/4 voor450 nm 20 16. laag ZnS 1 X λ/4 voor 450 nm 17. laag A^Og 2,1 X λ/4 voor450 nm..^ 1. low Al ^ Og ^ X λ / 4 for 450 ΠΓΠ (reference wavelength) 2. low ZnS 0.45 x λ / 4 for 450 nm 3. low AlgOj 0.9 X λ / 4 for 450 ΠΓΠ 4. low ZnS 0.95 x λ / 4 for 45 0 nm 5. layer AlgOg ^ X λ / 4 for 450 nm: 10 6. layer ZnS 1 x λ / 4 for 450 nm 7. layer A1 g 0 3 1 χλ / 4 for 450 nm 8 '. layer ZnS 1 x λ / 4 for 45 0 nm 9 · layer Al £ 0 ^ 1 X λ / 4 for 450 nm 10. layer ZnS 1 x λ / 4 for 450 nm 15 11. layer A ^ Og 1 x λ / 4 for 450 nm 12. layer ZnS 1 x λ / 4 for 450 nm 13. layer AlgOg 1 X λ / 4 for 450 nm 14. layer ZnS 1 x λ / 4 for 450 nm 15. layer ^ "^ 2 ^ 3 ^ x λ / 4 for 450 nm 20 16. layer ZnS 1 X λ / 4 for 450 nm 17. layer A ^ Og 2.1 X λ / 4 for 450 nm ..

De oubstratentenperatuur stélde zich -daarbij gemiddeld in op circa 50°C.The outside temperature was set on average at about 50 ° C.

25 Tijdens het gehele proces werd de druk constant gehouden. Na op dampen van de laatste (17) laag werden de verdampers uitgeschakeld en na afkoelen daarvan na 1 minuut liet men de inrichting weer volstromen.The pressure was kept constant throughout the process. After evaporation of the last (17) layer, the evaporators were turned off and after cooling after 1 minute the device was allowed to refill.

Op alle substraten werden interferentielagen verkregen, die voldeden aan de eerder hierboven beschreven proeven met betrekking tot 30 de wrijf vastheid, de hechtsterkte en de kookvastheid. Bovendien werd een absorptie verkregen beneden 1 %, een lange-duurstabiliteit van de ho'ekLigging (steile daling van de meetkromme bij de transmissiemeting) van 10 nm vanaf het openen van de inrichting tot de stilstand.Interference layers were obtained on all substrates, which passed the above-described tests for rub resistance, bond strength and boiling strength. In addition, an absorption below 1%, a long-term stability of the angle (steep drop in the measurement curve in the transmission measurement) of 10 nm was obtained from opening the device to standstill.

Voorbeeld II.Example II.

35 Geelfilter op CR 39.35 Yellow filter on CR 39.

Voorbeeld I werd herhaald, met als enig verschil, dat in plaats van de substraten van glas substraten uit de kunststof CR 39 werden ge- 840009( -7- liF"'··· bruikt. De kunststofsubstraten warmden tijdens de duur van de bekleding op vanaf kamertemperatuur tot circa 50°C. Het eindprodukt beantwoordde vlekkeloos aan de gestelde optische en mechanische eisen; slechts de kookproef werd achterwege gelaten. In het bijzonder werd een uitstekende 5 afwrijf- en hechtsterkte volgens MIL C 675 verkregen.Example I was repeated, with the only difference that instead of the glass substrates, substrates of the CR 39 plastic were used 840009 (-7-liF "" ···. The plastic substrates warmed during the course of the coating from room temperature to about 50 ° C. The final product perfectly complied with the optical and mechanical requirements, only the boiling test was omitted, in particular excellent rubbing and bonding strength according to MIL C 675 was obtained.

Voorbeeld III.Example III.

Koud-llchtspiegel op halve-bolvlak.Cold air mirror on hemispherical surface.

In de opdampinrichting volgens voorbeeld I werden substraten voor koud-lichtspiegels uit glas gebracht. Het ging daarbij om halve 10 bollen met een diameter van respectievelijk 32 en 54 mm en een centrale opening, zoals die bijvoorbeeld voor projectorlanden worden gebruikt.Substrates for cold light mirrors from glass were introduced into the vapor deposition device according to example I. This involved half 10 spheres with a diameter of 32 and 54 mm, respectively, and a central opening, as used, for example, for projector countries.

De werkwijzeparameters voor het vacuumzuigen, het reinigen door gloeiontlading en voor de werkwijzedruk, met inbegrip van het binnenlaten van zuurstof als strooigas, kwamen, evenals de opdampsnelheden 15 voor de afzonderlijke lagen, overeen met die in voorbeeld I. Bij het "verhoogde temperatuurniveau" ging het om een zodanig tempera tuumiveau, van waaruit een spontane verdamping kon worden ingeleid, zonder dat de betreffende stoffen evenwel een voor een beduidende verdamping toereikende dampdruk konden ontwikkelen. Door afwisselende 20 herhaling van de afzonderlijke bekledingstrappen werden in totaal 35 afzonderlijke lagen van de in de onderstaande tabel aangegeven aard en laagdikten neergeslagen.The process parameters for vacuum suction, glow discharge cleaning, and process pressure, including the entry of oxygen as a scattering gas, as well as the vapor deposition rates for the individual layers, corresponded to those in Example I. At the "elevated temperature level" for such a temperature level, from which spontaneous evaporation could be initiated, without, however, that the substances concerned could develop a vapor pressure sufficient for significant evaporation. By alternately repeating the individual coating steps, a total of 35 separate layers of the nature and layer thicknesses indicated in the table below were deposited.

De snbstratentemperatuur stelde zich daarbij gemiddeld in op circa 50°C. Tijdens het gehele proces werd de druk constant gehouden.The street temperature was set on average at approximately 50 ° C. The pressure was kept constant throughout the process.

25 Na het opdampen van de laatste (35) laag werden de verdampers uitgeschakeld en na het afkoelen daarvan na 1 minuut werd de inrichting volgestroomd.After evaporation of the last (35) layer, the evaporators were turned off and after cooling after 1 minute the device was flooded.

Op alle substraten werden interferentielagen verkregen, die beantwoordden aan de hierboven beschreven proeven met betrekking tot de 30 wrijfvastheid, hechtsterkte en de kookvastheid. Dit was eveneens en in het bijzonder het geval voor de koud-lichtspiegels met een diameter van 32 mm, die vanwege de geringe krommingsstraal met betrekking tot de kookvastheid zeer in het bijzonder kritisch zijn. Bovendien werd een absorptie beneden 1 % verkregen alsmede een lange-duurstabiliteit van 35 de hoek ligging van 10 nm vanaf het openen van de inrichting tot aan de stilstand.Interference layers were obtained on all substrates, which passed the above-described tests for rub resistance, bond strength and boiling strength. This was also and in particular the case for the cold light mirrors with a diameter of 32 mm, which are particularly critical because of the small radius of curvature with regard to the cooking resistance. In addition, an absorption below 1% was obtained, as well as a long-term stability of the angular position of 10 nm from the opening of the device to the standstill.

8400091 / , *8400091 /, *

r * Vr * V

-8- 1. laag Al 2,2 7 x 4 voor 400 nm 2. laaf - Zn5 1,80 x - * 3. laag A1 2 9 3 * " " * 4. laag Zn S 1 , 21 x - · 5 5. laag Al2°3 1 *85 * ’ ' 6. laag ZnS 1,63 x_ ' ' - "· 7. laag Al^O^ l,*8 1x " " * 8. laag 2nS 1,62 x ' ' ' ' 9. laag AljOg 1,60 x 11 " * " 10 10. laag ZnS 1,78 x ' ' ' ' 11. laag A^2^3 1,65 x 12. laag ZnS 1,59 x 13. laag A^2^3 l,44x 14. laag ZnS 1,63.x '' ' ' 15 15. laag Al^ l,52x ' ' ' ' 16. laag ZnS 1,43 x ' ' ' ' 17. laag AljOg 1,40 x ' ' ' ' 18. laag ZnS 1,34 x ' * ' " 19. laag AlgOg 1 , 40 x " ' 20 20 . laag ZnS 1 , 32 x " " ' ' 21. laag A1203 1,40 x ' ' 22. laag ZnS 1,46 x ' ' 23. _ laag AljOg 1,2S x ’ ' 24. la:g ZnS 1,12 x ' ' ' ' ' 25 25. laag AlgOg 1 , 13 x ' ' 26. laag ZnS 1,14 x ' ' 27. laag Al2°3 1 ' 14 x ' ' 28. laag ZnS 1 , 08 x ' ' 29. laag AljOg 1,06 x ' ' 30 30'. laag ZnS 0,91-x 31. laag ' AlgOg 1,08 x ' ' 32. ' laag ZnS 1,26 x * * 33. laaf·· A1203 1,05 x * * 34. laag - ZnS 0,55 x * * 35 35. laag Al^ 1,06 x ' * 8400091 . -9- w·-—--.-8- 1. layer Al 2.2 7 x 4 for 400 nm 2. laaf - Zn5 1.80 x - * 3. layer A1 2 9 3 * "" * 4. layer Zn S 1, 21 x - · 5 5. layer Al2 ° 3 1 * 85 * '' 6. layer ZnS 1.63 x_ '' - "7. layer Al ^ O ^ l, * 8 1x" "* 8. layer 2nS 1.62 x" '' 9. layer AljOg 1.60 x 11 "*" 10 10. layer ZnS 1.78 x '' '' 11. layer A ^ 2 ^ 3 1.65 x 12. layer ZnS 1.59 x 13. layer A ^ 2 ^ 3 l, 44x 14. low ZnS 1.63.x '' '' 15 15. low Al ^ l, 52x '' '' 16. low ZnS 1.43 x '' '' 17. low AljOg 1.40 x '' '' 18. Layer ZnS 1.34 x '*' "19. Layer AlgOg 1.40 x" '20 20. Layer ZnS 1.32 x ""' '21. Layer A1203 1.40 x '' 22. layer ZnS 1.46 x '' 23. _ layer AljOg 1.2S x '' 24. la: g ZnS 1.12 x '' '' '25 25. layer AlgOg 1.13 x' ' 26.Layer ZnS 1.14 x '' 27.Layer Al2 ° 3 1 '14 x' '28.Layer ZnS 1.08x' '29.Layer AljOg 1.06 x' '30 30'. Layer ZnS 0, 91-x 31.low 'AlgOg 1.08 x' '32.'low ZnS 1.26 x * * 33.laaf ·· A1203 1.05 x * * 34.low - ZnS 0.55 x * * 35 35 low Al ^ 1.06 x '* 8400091. -9- w · -—--.

Voorbeeld IV.Example IV.

Antireflexlagen.Anti-reflex layers.

In de opdampInrichting volgens voorbeeld I werden verschillende plaatvormige substraten gebracht met afmetingen van 50 mm x 50 mm x 2 mm 5 en uit de volgende materialen:Different plate-shaped substrates with dimensions of 50 mm x 50 mm x 2 mm 5 and made of the following materials were introduced into the evaporation device according to example I:

Glas (BK7)Glass (BK7)

Polycarbonaat ("Makrolon" van Bayer) CR 39.Polycarbonate ("Makrolon" from Bayer) CR 39.

De werkwijzeparameters kwamen daarbij overeen met die van 10 voorbeeld I, evenwel met het verschil, dat geen zuurstof werd ingebracht en dat de diafragmaregeling plaatsvond door fotometer-meting.The process parameters were similar to those of Example 1, except that no oxygen was introduced and the diaphragm control was by photometer measurement.

Er werden in totaal zeven lagen volgens de onderstaande tabel opgedampt, waarbij als verrassend was te beschouwen, dat, alhoewel beide componenten «brekingsindexen bezaten, die groter waren dan die 15 van het substraat, foutloze ontspiegelingslagen konden worden gevormd, die bovendien nog een uitstekende mechanische en chemische bestandheid hadden.A total of seven layers were vapor deposited according to the table below, it was surprising that, although both components had refractive indices greater than that of the substrate, flawless anti-reflective layers could be formed which additionally provided excellent mechanical and chemical resistance.

1. laag A12C>3 lx λ/4 voor 913 nm 20 2. laag ZnS 1 x λ/4 voor 127 nm 3. laag Al2°3 1 x λ/4 voor 556 nm 4. laag ZnS 1 x λ/4 voor 264 nm 5. laag A^O^ 1 x ^4 voor 242 nm 6. laag ZnS 1 x λ/4 voor 619 nm 25 7. laag Al203 1 x λ/4 voor 616 nm1. layer A12C> 3 lx λ / 4 for 913 nm 20 2. layer ZnS 1 x λ / 4 for 127 nm 3. layer Al2 ° 3 1 x λ / 4 for 556 nm 4. layer ZnS 1 x λ / 4 for 264 nm 5. layer A ^ O ^ 1 x ^ 4 for 242 nm 6. layer ZnS 1 x λ / 4 for 619 nm 25 7. layer Al203 1 x λ / 4 for 616 nm

De reflectie-eigenschappen zijn grafisch weergegeven in figuur 2, waarbij de reflectia-waarden in procenten zijn aangebracht op het ordinaat. Bet gaat om een goede brede-bandontspiegeling tussen onge- 30 veer 460 en 640 nm, die voor kunst stafsubstraten zelfs als zeer goed valt aan te merken.The reflective properties are shown graphically in Figure 2, with the reflectia values in percent on the ordinate. This concerns a good broad-band reflection between approximately 460 and 640 nm, which can even be regarded as very good for artificial staff substrates.

8*000918 * 00091

Claims (5)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van optische elementen, in het bijzonder van filters, met interferentielagen uit dielektris.che. lag.en met afwisselend lage en hoge breking op organische en anorganische substraten, met het kenmerk, dat als eerste laag op het substraat 5 a"*"s ^aa<? met een lage breking wordt aangebracht, waarop in afwis selende volgorde verdere lagen uit ZnS en Al^O^ worden aangebracht, en dat als laatste laag een laag uit A^O^ wordt aangebracht.1. Method for manufacturing optical elements, in particular filters, with dielectric interference layers. layers with alternating low and high refraction on organic and inorganic substrates, characterized in that as the first layer on the substrate 5 a "*" s ^ aa <? is applied with a low refraction, on which further layers of ZnS and Al 2 O 3 are applied in alternating order, and the last layer is a layer of A 2 O 3. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste laag wordt aangebracht bij een suhstraattemperatuur van 20 - 180°C.A method according to claim 1, characterized in that the first layer is applied at a sustrate temperature of 20-180 ° C. 3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bekleding wordt uitgevoerd door een opdampwerkwijze bij drukwaarden tussen 1,3 x 10 ^ en 1,05 Pa.Process according to claim 1, characterized in that the coating is carried out by a vapor deposition process at pressures between 1.3 x 10 and 1.05 Pa. 4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het bij een opdampsnelheid tussen 10 en 15 £/sec. en het ZnS bij een 15 opdampsnelheid tussen 10 en 30 £/sec. wordt opgedampt.Method according to claim 3, characterized in that at a vapor deposition rate of between 10 and 15 lb / sec. and the ZnS at a vapor deposition rate between 10 and 30 lb / sec. is evaporated. 5. Toepassing van de werkwijzen volgens conclusies 1-4 bij de vervaardiging van filters uit de groep gevormd door substractieve en additieve kleurscheidingsfilters, koud-lichtspiegels,warmte-reflectie- filters, filters voor het veranderen van de kleurtemperatuur, reflectors 20 voor het veranderen van de kleurtemperatuur, dielektrische smalband- filters en stralendelers in combinatie met substraten uit de groep gevormd door glas,, saffier en kunststof. 84000915. Use of the methods according to claims 1-4 in the manufacture of filters from the group formed by subtractive and additive color separation filters, cold light mirrors, heat reflection filters, filters for changing the color temperature, reflectors for changing the color temperature, dielectric narrow-band filters and beam latches in combination with substrates from the group formed by glass, sapphire and plastic. 8400091
NL8400091A 1983-01-28 1984-01-11 METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL ELEMENTS WITH INTERFERENCE LAYERS. NL8400091A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3302827 1983-01-28
DE19833302827 DE3302827A1 (en) 1983-01-28 1983-01-28 METHOD FOR PRODUCING OPTICAL ELEMENTS WITH INTERFERENCE LAYERS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8400091A true NL8400091A (en) 1984-08-16

Family

ID=6189430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8400091A NL8400091A (en) 1983-01-28 1984-01-11 METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL ELEMENTS WITH INTERFERENCE LAYERS.

Country Status (6)

Country Link
CH (1) CH664023A5 (en)
DE (1) DE3302827A1 (en)
FR (1) FR2540254B1 (en)
GB (1) GB2134282B (en)
IT (1) IT1173122B (en)
NL (1) NL8400091A (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3324059A1 (en) 1983-07-04 1985-01-17 Sano Kiko Co., Ltd., Sano, Tochigi Beam splitter
US4968117A (en) * 1983-09-02 1990-11-06 Hughes Aircraft Company Graded index asperhic combiners and display system utilizing same
IL79391A (en) * 1985-08-14 1994-06-24 Hughes Aircraft Co Graded index aspheric combiners and display system utilizing same
DE3543812A1 (en) * 1985-12-12 1987-06-19 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg METHOD FOR PRODUCING A PARTLY-PASTE OPTICAL BODY AND METHOD PRODUCED BY OPTICAL BODY
JPH0642582B2 (en) * 1988-06-27 1994-06-01 シャープ株式会社 Dielectric multilayer coating film
US5179318A (en) * 1989-07-05 1993-01-12 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Cathode-ray tube with interference filter
US4960310A (en) * 1989-08-04 1990-10-02 Optical Corporation Of America Broad band nonreflective neutral density filter
US5170291A (en) * 1989-12-19 1992-12-08 Leybold Aktiengesellschaft Coating, composed of an optically effective layer system, for substrates, whereby the layer system has a high anti-reflective effect, and method for manufacturing the coating
DE4117256A1 (en) * 1989-12-19 1992-12-03 Leybold Ag Antireflective coating for optical glass etc. - comprising multilayer oxide system with controlled refractive indices
DE3941797A1 (en) * 1989-12-19 1991-06-20 Leybold Ag BELAG, CONSISTING OF AN OPTICAL LAYER SYSTEM, FOR SUBSTRATES, IN WHICH THE LAYER SYSTEM IN PARTICULAR HAS A HIGH ANTI-FLEXIBLE EFFECT, AND METHOD FOR PRODUCING THE LAMINATE
DE3941796A1 (en) * 1989-12-19 1991-06-20 Leybold Ag Optical multilayer coating - with high anti-reflection, useful for glass and plastics substrates
DE4335224A1 (en) * 1993-10-15 1995-04-20 Leybold Ag Process for the production of optical layers

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US421797A (en) * 1890-02-18 Method of charging furnaces
DE1204048B (en) * 1961-03-11 1965-10-28 Heraeus Gmbh W C Process for applying scratch-resistant, transparent, oxidic protective layers to optical objects, e.g. B. glasses made of thermoplastics, especially acrylic resins, by vacuum evaporation
US3645771A (en) * 1968-05-10 1972-02-29 Commw Of Australia Multilayer blooming process including precoating of the substrate used for monitoring
DE2457474C3 (en) * 1974-12-05 1978-10-19 Leybold-Heraeus Gmbh & Co Kg, 5000 Koeln Process for the production of reflection-reducing multilayers and optical bodies produced by the process
CH588711A5 (en) * 1975-02-18 1977-06-15 Balzers Patent Beteilig Ag
FR2351423A1 (en) * 1976-05-10 1977-12-09 France Etat Multilayer antireflection coating for optical glass - usable in visual spectrum and in infra red region for night surveillance
DE2637616A1 (en) * 1976-08-20 1978-02-23 Siemens Ag FILTER FOR PHOTODETECTORS
JPS56138701A (en) * 1980-03-31 1981-10-29 Minolta Camera Co Ltd Antireflection film
JPS585701A (en) * 1981-07-02 1983-01-13 Asahi Glass Co Ltd Optical parts provided with antireflection film
JPS58208703A (en) * 1982-05-31 1983-12-05 Shigeo Kubo Manufacture of multilayered film reflective mirror

Also Published As

Publication number Publication date
GB2134282B (en) 1986-02-19
IT1173122B (en) 1987-06-18
IT8419294A0 (en) 1984-01-24
FR2540254A1 (en) 1984-08-03
GB2134282A (en) 1984-08-08
CH664023A5 (en) 1988-01-29
FR2540254B1 (en) 1989-06-30
GB8402075D0 (en) 1984-02-29
DE3302827C2 (en) 1990-04-05
DE3302827A1 (en) 1984-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8400091A (en) METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL ELEMENTS WITH INTERFERENCE LAYERS.
NL194912C (en) Clad glass material.
JP3434320B2 (en) Mirror manufacturing method and mirror manufactured by this method
FR2471353A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING GLASS ARTICLES HAVING ANTIREFLECTIVE COATINGS AND PRODUCTS THUS OBTAINED
JPS5833099B2 (en) Multilayer coating reflector
CA1113764A (en) Enhanced bonding of adjacent layers of silicon oxides and silver
KR100487252B1 (en) Reflector with a resistant surface
JPH06501894A (en) Abrasion resistant polymer based products
JPH05503372A (en) D. C. Reactive sputtered anti-reflective coating
US3505092A (en) Method for producing filmed articles
JP2003532925A (en) Reflector
US4602847A (en) Method of producing optical elements having interference layers
JP2001523835A (en) Composite materials especially for reflectors
US6599618B1 (en) Wavelength selective photocatalytic dielectric elements on polytetrafluoroethylene (PTFE) refractors having indices of refraction greater than 2.0
Kumar et al. Near-infrared bandpass filters from Si/SiO2 multilayer coatings
CN208314232U (en) A kind of yellowish green film resin eyeglass of anti-reflection anti-reflection
JPH1184102A (en) Antifogging coating film and optical part using the same
JPH0820569B2 (en) Multilayer interference film
US4075385A (en) Anti-reflective coating for high energy optical components
JPS59148654A (en) Heat wave shielding member
GB2475118A (en) A temperature resistant highly reflective metallic based surface for solar reflector applications
JP3588339B2 (en) A method of making an article having an optical layer, and a coated article.
Saraf et al. Alternately stacked TiO2/Al2O3 multilayer based optical filter fabricated by electron beam evaporation technique
SU1753439A1 (en) Optic metallic mirror and method of manufacturing the same
In et al. Development of hybrid optical coating with multifunction of UV-VIS absorption, NIR transmission, mechanical hardness, and easy cleanability for automotive LiDAR window

Legal Events

Date Code Title Description
A85 Still pending on 85-01-01
CNR Transfer of rights (patent application after its laying open for public inspection)

Free format text: LEYBOLD AKTIENGESELLSCHAFT TE HANAU A.D. MAIN

BA A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed