Metallisch-dielektrische Beschichtungen

Abb.1:Off-axis Parabel, beschichtet mit einem metallisch-dielektrischen Silberspiegel

Abb.2:Scannerspiegel mit kundenspezifischer Form, beschichtet mit einem metallisch-dielektrischen Silberspiegel

Im Allgemeinen können alle Schichtsysteme, die aus Metallen und dielektrischen Materialien bestehen, als "metallisch-dielektrische Schichten" bezeichnet werden. Am gebräuchlichsten sind metallisch-dielektrische Filter, die aus transparenten Metallschichten bestehen, die durch eine dielektrische Schicht getrennt sind. Diese Filter zeichnen sich durch extrem breite Sperrbereiche aus, die sich aus der Reflexion und Absorption der Metallschichten ergeben. Die spektrale Lage des Transmissionsbandes wird durch die optische Dicke der dielektrischen Spacerschicht bestimmt.

Darüber hinaus können metallisch-dielektrische Reflektoren für eine Vielzahl von Anwendungen in der Optik und Laserphysik eingesetzt werden. Metalle und metallische Beschichtungen weisen einen extrem breitbandigen natürlichen Reflexionsgrad auf, der im UV-Spektralbereich auf etwa 90 % (Aluminium), im VIS auf 96 % (Silber) und im NIR auf 99 % (Gold und Silber) beschränkt ist. Die meisten Metalle müssen durch dielektrische Beschichtungen geschützt werden, um Einschränkungen der chemischen (Silber) oder mechanischen Stabilität (Aluminium, Silber, Gold) zu überwinden. Bei fast allen Metallspiegeln handelt es sich um metallisch-dielektrische Beschichtungen. Die Schutzschichten beeinflussen immer den Reflexionsgrad der Metalle. Einzelne dielektrische Schichten beliebiger Dicke verringern den Reflexionsgrad in den meisten Teilen des Spektrums. Mehrfachschichtdesigns auf Metallen können den Reflexionsgrad der metallischen Beschichtung erhöhen. Die Bandbreite der erhöhten Reflexion kann auch für extrem breite Spektralbereiche optimiert werden, wie in Abb. 3. Weitere Beispiele finden Sie auf den Seiten Silberspiegel für Ultrakurzpulslaser (550 – 1100 nm), Breitband- und Scannerspiegel (300 – 2500 nm) und Vorderseiten-Silberspiegel (400 – 4000 nm).

Abb.3:Reflexionsspektren von Silberspiegeln mit unterschiedlichen Abschlussschichten

a)Geschützter Silberspiegel

b)Metallisch-dielektrischer Spiegel, optimiert für hohe Reflexion im VIS zur Verwendung in astronomischen Anwendungen

c)Verschiedene Designs für erhöhte Reflexion bei 850 nm (AOI = 0°) zur Verwendung in fs-Lasern

Literature

[1] P. W. Baumeister: "Optical coating technology", SPIE press monograph, PM 137, Washington 2004

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[4] N. Kaiser, H. K.Pulker (eds.): "Optical interference coatings", Springer Verlag Berlin Heidelberg, 2003