DÜNNE SCHICHTEN FÜR DIE OPTIK

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1 DÜNNE SCHICHTEN FÜR DIE OPTIK von DR. HUGO ANDERS Wissenschaftlicher Mitarbeiter der Firma Carl Zeiss, Oberkochen Mit 94 Abbildungen und 3 Farbtafeln YOOCA WISSENSCHAFTLICHE VERLAGS GESELLSCHAFT MBH. STUTTGART 1965

2 , 1. Teil: Einführung in die Theorie dünner Schichten 1.00 Einleitung Komplexe Zahlen und Funktionen Licht als elektromagnetische Welle Reflexion des Lichts an einer Grenzfläche (Presnelsche Formeln) Absorptionsfreie Medien Reflexion an der Grenze absorptionsfreies - absorbierendes Medium Die Reflexion an zwei Grenzflächen (Einfachschicht) Die Reflexionsformel Nullstellen der Reflexion, Reflexionsminderung und Reflexionserhöhung Absorptionsfreie Schicht auf absorbierender Unterlage Die Reflexion an einer absorbierenden durchlässigen Schicht Die Reflexion an der Einfachschicht bei schiefem Lichteinfall Die absorptionsfreie Schicht im Bereich der Totalreflexion (hochbrechende und niedrigbrechende Schicht, verhinderte Totalreflexion) Die Reflexion an drei Grenzflächen (Doppelschicht) Ableitung der Reflexionsformel Nullstellen der Reflexion Reflexionserhöhung durch Doppelschichten Absorptionsfreie Doppelschicht auf absorbierender Unterlage Absorptionsfreie Schicht auf absorbierender durchlässiger Schicht Die Doppelschicht bei schiefer Inzidenz Reflexion an vier Grenzflächen (Dreifach-Schicht) Die Reflexionsformel Nullstellen der Reflexion Dreifachschiohten mit minimaler Restreflexion Die reflexionserhöhende, absorptionsfreie Dreifachschicht Mehr als drei Schichten Reflexionsminderung mit mehr als 3 Schichten Berechnung der Reflexion mittels der g=2jrfg-methode Reflexionserhöhende Mehrfachschichten bei schiefer Inzidenz Der verkittete Polarisator Phasenschichten 61

3 VIII 1.7 Inhomogene Schichten Absorptionsfreie inhomogene Schichten Absorbierende inhomogene Schichten Teil: Bedeutung und Anwendung dünner Schichten in der Optik 2.1 Reflexionsminderung Die Bedeutung der Reflexionsminderung Reflexionsminderung bei Autokollimationssystemen (Auflichtmikroskop) Die Reflexionsminderung bei schiefer Inzidenz Reflexionsminderung großer Spektralbereiche Die praktische Durchführung der Reflexionsminderung Einfachschicht Doppelschichten Dreifachschichten Strahlenteiler Strahlenteiler für senkrechten Lichteinfall Strahlenteiler für Einfallswinkel 45 (unverkittet) Verkittete Strahlenteiler unter 45 Lichteinfall Absorptionsfreie Strahlenteiler Polarisatoren als Strahlenteiler Gekittete Würfel als Parbteiler Absorbierende verkittete Strahlenteiler Spiegel Rückflächenspiegel Oberflächenspiegel Aluminium-Oberflächenspiegel (ungeschützt) Eigenschaften von Al-Spiegeln im UV bis 500 Ä Geschützte und reflexionserhöhte Al-Spiegel für das extreme UV Geschützte und reflexionserhöhte Al-Spiegel im Sichtbaren Geschützte Silber-Oberflächenspiegel Kaltlichtspiegel Lichtfilter Neutralfilter Filter mit allmählicher Änderung der Durchlässigkeit Kantenfilter Monochromatfllter Zweikantenfilter Interferenz-Linienfilter (Perot-Fabry-Typ).. : Bandfilter Doppelfilter 116

4 IX Beseitigung unerwünschter Durchlaßbanden Die praktische Herstellung von Monochromatfiltem Monochromatfilter für das UR Reflexionsinterferenzfilter Die Bedeutung der Interferenz-Monochromatfilter in der Spektralphotometrie Einige weitere Anwendungen dünner Schichten in der Optik Schutz empfindlicher Gläser gegen schädigende mechanische und chemische Einwirkungen ' Herstellung von Skalen, Maßstäben, Blenden usw Elektrisch leitende Schichten Dünne Schichten zur Herstellung von Strahlungsempfängern Prüfung der Qualität dünner Schichten Die optische Prüfung Die Prüfung auf mechanische Widerstandsfähigkeit Die Prüfung auf chemische Widerstandsfähigkeit Teil: Verfahren zur Herstellung dünner Schichten 3.1 Subtraktive Methoden Chemische Verfahren Physikalische Veränderung der Oberfläche Additive Verfahren Nasse Verfahren (chemische Versilberung, Schleuder-, Tauch- und Absenkverfahren) Das Gaszersetzungsverfahren Einige Vorbemerkungen zu den Vakuumverfahren Einiges aus der kinetischen Gastheorie Einiges über Vakuumerzeugung und Vakuummessung Elektrische Entladungen bei niedrigen Drücken (Gas- oder Glimmentladungen, Elektronenbombardement) Reinigung der zu bedampfenden Teile (außerhalb und innerhalb der Anlagen) Kathodenzerstäubung Prinzipielles über Kathodenzerstäubung Die Zerstäubung von Metallen Die Herstellung nichtmetallischer Schichten durch Kathodenzerstäubung Die praktische und wissenschaftliche Bedeutung der Kathodenzerstäubung Das Hochvakuumaufdampfverfahren Geschichtliche und apparative Entwicklung Der Verdampfungsvorgang Die Dampfstrahlcharakteristik 161

5 X Die Kondensation des verdampften Materials Methoden zur Bestimmung der Schichtdicke während des Aufdampfens Die optischen Konstanten von Aufdampfschichten Der Einfluß der pouerten Glasoberfläche auf die Qualität von Aufdampfschichten Die Bedeutung des Vakuum-Aufdampfverfahrens Ausblick 173 Literatur-Nachweis 176 Bücher über dünne Schichten 178 Bücher über Vakuumtechnik 178 Namen- und Sachverzeichnis 179