CH291853A - Interferenzfähige Schicht mit hohem Brechungsexponenten und Verfahren zur Herstellung dieser Schicht. - Google Patents

Description

      Interferenzfähige    Schicht mit hohem Brechungsexponenten  und     Verfahren    zur Herstellung     dieser    Schicht.    Es     ist,    bekannt.,     Oberfläehenschiehten,    wie  sie     beispielsweise    für teildurchlässige,     absorp-          t        ionsarme    Spiegel, als Aufbauelement.

   für       Melirfaehschichten    zur Erzeugung von Re  flexionsverminderungen und     Reflexionserhö-          liungen,    sowie als     absorptionsarme        Inter-          ferenzfilter    in einer der     Grössenordnung        einer     Lichtwellenlänge     entsprechenden    Dicke be  nötigt     werden,

      aus chemischen Verbindungen  mit     hohem    optischem Brechungsexponenten       Herzustellen.    Zur Erzeugung dieser     Schichten          durch        Aufdampfen    im Hochvakuum und       kondensieren    auf zu belegenden Trägern der       Sehieht    wird vorzugsweise Zinksulfid be  nutzt, das einen Brechungsindex von 2,4 be  sitzt, Dieser Stoff hat, jedoch den Nachteil,       dass    er sehr leicht in schwachen Säuren löslich       i:

  t,    so     dass    er den Beanspruchungen der     Atmo-          .shhäre        bzw.    der     Atmosphä.rilien    auf die Dauer       riieht    standhält.     Auch    die     mechanische    Wider  standsfähigkeit derartiger     Zinksulfidsehiehten     ist gering.  



  Es ist ferner ein Verfahren zur     Herstel-          lun-    absorptionsfreier und gleichzeitig harter       und        eheiniseh    widerstandsfähiger Schichten   fit. hohem     Brechungsindex    bekannt, welches       darin    besteht, metallisches Titan im Hoch  vakuum auf die zu belegende Unterlage     aufzu-          (lampfen    und den so     hergestellten        Titanspiegel     einer nachträglichen     Temperung    an Luft bei       einer    Temperatur von mindestens 370  C zu       initerziehen;

      es bildet sich     absorptionsfreies          T10.,    dessen Brechungsindex 2,6 beträgt.    Obwohl die so gewonnenen Oberflächenschich  ten in mechanischer, chemischer und optischer  Hinsicht den Erfordernissen genügen, weist  das Verfahren noch wesentliche Nachteile  auf.

   Einer dieser Nachteile besteht darin,  dass die Kontrolle der     gewünschten    Schicht  dicke, etwa mit Hilfe von     Absorptoins-    oder  Reflexionsmessungen während des     Aufdamp-          fens,    dadurch erschwert ist, dass sieh im  Vakuumraum vorhandene     Restgase    mit dem  noch dampfförmigen oder bereits kondensier  ten Titan verbinden, so dass keine eindeutige  Beziehung zwischen den     1Zessergebnissen        und     der tatsächlich aufgebrachten Stoffdicke be  steht.

   Ein weiterer Nachteil des bekannten       Verfahrens    entsteht durch die zur     nachträgli-          ehen        Temperung    unumgänglich erforderlichen  Temperaturen, die oberhalb der Grenze lie  gen, die optisch hochwertigen Gläsern, insbe  sondere verkitteten Systemen, zugemutet wer  den darf.  



  Gemäss vorliegender Erfindung vorge  schlagene,     interferenzfähige    Schichten mit  hohem     Brechungsexponenten    vermeiden     diese     Nachteile dadurch, dass sie aus einer Ver  bindung des Elementes     Niob    mit Sauerstoff  bestehen.  



  Das Verfahren zur Herstellung der  Schicht kennzeichnet sich dadurch, dass eine  Verbindung des     Niobs    mit Sauerstoff im  Hochvakuum verdampft, auf dem zu bele  genden Gegenstand kondensiert und die ent  standene Schicht nachträglich durch Ausset-           zen    des belegten Gegenstandes einer Tempe  ratur von mindestens 160  C in Gegenwart  von Sauerstoff bis zur Absorptionsfreiheit  getempert wird.  



  Es wurde gefunden, dass zur Herstellung  von durch Aufdampfen im Hochvakuum er  zeugten Oberflächenschichten das     Nioboxyd          Nb205    besonders geeignet ist, weil es nahezu  denselben Brechungsindex wie Zinksulfid be  sitzt und sieh durch eine ausserordentlich  hohe Beständigkeit gegenüber chemischen       Einwirkungen    und durch hohe mechanische  Härte auszeichnet. Seine Durchlässigkeit für  ultraviolette Strahlen ist zudem wesentlich  höher als diejenige des Zinksulfids.  



  Die Herstellung einer aus     Nb205    beste  henden,     interferenzfähigen    Schicht kann wie       folgt    geschehen:  Von einer Trägerunterlage aus beispiels  weise     Wolframblech    wird     Nb205    oder noch  besser das niedrigere Oxyd     NbO    im     Hoeli-          vakuum    verdampft.

   Auf dem zu belegenden,  ebenfalls im Hochvakuum befindlichen Le  gestand kondensiert dann ein schwach absor  bierender Belag, der vermutlich aus dem nie  deren     N'b0    besteht, auch wenn     X'b205    zur  Verdampfung gelangt, da sich dieses bei  hohen     Verdampfungstemperaturen    im Hoch  i     akuum    disproportioniert. Die erhaltene     Oxy        d-          schieht    wird nachher in das absorptionsfreie       Nb205    übergeführt, indem man sie durch  Aussetzung des belegten Gegenstandes an  Luft bei einer Temperatur von mindestens  160  C tempert.

   Als sehr günstig hat sich die       Temperung    bei einer Temperatur von 180  C  erwiesen, welche auch von hochwertigen  optischen Gläsern und Systemen noch ertra  gen wird. Beträgt die Dicke der Schicht bei  spielsweise 1500     AE,    so wird die völlige Ab  sorptionsfreiheit derselben nach etwa einer  Stunde     Temperung    erreicht. Der Sauerstoff  gehalt des zur Verdampfung gelangenden       Nioboxydes    kann beliebig sein.  



  Die Dicke der entstehenden Schicht kann  während der     Aufdampfung    ohne Seluvierig-    Leiten durch     -Iessung    des durch Interferenz  erzielten     Reflexionsvermögens    der Schicht  kontrolliert werden.

   Es hat sich gezeigt, dass  das bei der Zunahme der Schichtstärke  periodisch wiederkehrende     -Maximum    der Re  flexion jeweils bei     Sehichtdieken    auftritt, die  auch nach der     Temperung    ein     -Maximum    der  Reflexion zeigen, so dass die Reflexionsmes  sung ein zuverlässiges Hilfsmittel für die  Kontrolle der Schichtstärke während     des        Auf-          dampfens    ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Interferenzfäliige Schielt mit hohem Brechungsexponenten, dadurch gekennzeich net, dass sie aus einer Verbindung des Ele mentes Niob mit Sauerstoff besteht.

   II. Verfahren zur Herstellung einer inter- ferenzfähigen Schicht nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbin dung des Niobs mit Sauerstoff Min Hoeli- vakuum verdampft,

   auf( dem zii belegenden (Te- genstand kondensiert und die entstandene Schicht nachträglich durch Aussetzen des belegten Gegenstandes einer Temperatur von mindestens 160 C in Gegenwart von Sauer stoff bis zur Absorptionsfreiheit getempert wird. UNTERANSPRüCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass NbO verdampft wird. ?. Verfahren nach Patentansprueli 11, da durch gekennzeichnet, dass Nb.,0,, verdampft wird. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Stärke der kondensierten Schicht während des Auf- dampfens durch -Messung ihres durch Inter ferenz erzielten Reflexionsverniörens kontrol- 1 iert wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch 11, da durch gekennzeichnet, dass die Schicht nach träglich bei einer Temperatur von l80 C ge- tempert wird.