Optische Beschichtungen

Optische Beschichtungen: Metalle, Dielektrika und Halbleiter

Optische Beschichtungen PVD Technologie

Optische Beschichtungen erhöhen die Reflexion von Oberflächen und werden deshalb für die Herstellung von hochwertigen optischen Komponenten verwendet. In vielen Fällen ist eine Beschichtung aus Metallen ausreichend, um die gewünschten Eigenschaften der Oberflächen herzustellen.

Diese Beschichtungen werden vorwiegend für breitbandige optische Anwendungen im UV-IR genutzt. Für Laseranwendungen und spezielle Anforderungen entwickeln wir optische Beschichtungen, die genau auf Ihre Wünsche abgestimmt sind.

Gold-, Silber- und Aluminiumschichten

Mit metallischen Beschichtungen werden sehr breitbandig einsetzbare Optiken erzielt. Ziel ist eine Maximierung der Reflexion auf der Oberfläche. Die Auswahl des spezifischen Metalls wird anhand der gewünschten Eigenschaften der beschichteten Oberfläche getroffen. In den meisten Fällen erfolgt die optische Beschichtung auf dem Wege des thermischen Aufdampfens im Hochvakuum mittels der PVD Technologie. PVD Beschichtungen werden wiederum in metallische Beschichtungen und dielektische Beschichtungen unterteilt, wobei der Einsatzbereich metallischer Beschichtungen eingeschränkt ist.

Beschichtung von Glas

Die Beschichtung von Glas erfolgt für die Herstellung von Spiegeln oder Linsen. Wenn die Beschichtung aufgedampft wurde, wird die Optik von Hand kontrolliert. Auf diese Weise werden wir dem hohen Qualitätsanspruch gerecht, den unsere Kunden an uns stellen. Wir bieten eine leistungsstarke optische Beschichtung von Glas, die extrem dünne Schichten ermöglicht. Wir offerieren ihnen die passende Lösung für die Herstellung ihrer optischen Komponenten für nahezu jeder Geometrie. Das Aufbringen einer Beschichtung auf Glas ist ein komplexer Prozess, für den eine moderne technische Ausstattung sowie innovative Produktionsverfahren benötigt werden. Wichtige Parameter sind neben dem Brechungsindex, das Hochvakuum, die Beschichtungsgeschwindigkeit und die Temperatur des Substrats. Die optische Beschichtung aus Metallen verbessert die Reflexion der Oberfläche. Unser Beschichtungsservice beschichtet für Sie mit höchstem Qualitätsanspruch alle gängigen optischen Gläser.

Beschichten von Silizium

Das Beschichten von Silizium wird häufig eingesetzt, um die Reflexion zu erhöhen. Silizium ist besonders leicht und wird mit verschiedenen optischen Beschichtungen für die unterschiedlichsten Anwendungen optimiert. Silizium ist ein Substratmaterial, das sich bestens eignet, um leichte, hocheffiziente Spiegel zu fertigen. Es kommt z. B. bei der Herstellung von CO2-Lasern zum Einsatz. Mittels einer dielektrischen Beschichtung wird die Reflexion verbessert. Dank der geringen Absorption sind dielektrische Beschichtungen besonders für die Herstellung von Lasersystemen geeignet, welche auch vor Umwelteinflüssen geschützt sind.

PVD Technologie

Das Aufbringen von optischen Schichten ist ein komplexer Prozess. Wichtige Parameter sind der Brechungsindex, die Temperatur des Substrates, das Vakuum sowie die Beschichtungsgeschwindigkeit. Die Wahl der Materialien erfolgt anhand der optischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften, die Sie benötigen.

Der Beschichtungsprozess besteht im Wesentlichen aus sieben Schritten. Im ersten Arbeitsschritt bereitet man die Anlage für die Beschichtung vor und die Verdampfer werden mit Material gefüllt. Bei einer PVD Beschichtung sind dies typischerweise Oxide, Fluoride, Sulfide und Metalle wie Gold, Chrom, Silber und Aluminium. Im zweiten Schritt fixiert man die gereinigten Optiken in der Anlage. Anschließend schließt man die Vakuumkammer und startet die Vakuumpumpen. Nach Erreichen des Startdrucks wird im nächsten Schritt mit der Beschichtung begonnen.

Bei einer Verdampfung aus einem Schiffchen wird dieses durch Stromfluss aufgeheizt, bis der Schmelzpunkt des Beschichtungsmaterials erreicht ist. Die Abscheidung auf die Optiken erfolgt dann mit einer Geschwindigkeit von wenigen Nanometern pro Sekunde. Die Zielschichtdicke eines Materials ist abhängig von seiner Funktion. Die meisten Metalle sind nach solch einer Beschichtung ab ca. 100 nm blickdicht.

Optiken werden mit einer PVD Beschichtung veredelt, um eine Oberfläche gegen Umwelteinflüsse zu schützen oder ihre optischen Eigenschaften zu verbessern. Die dazu aufgebrachten Schichtdicken liegen zwischen wenigen Nanometer und einigen Mikrometer. PVD Beschichtungen werden in Gruppen eingeteilt, welche man in metallische und dielektrische Schichten unterscheidet. Metallische Schichten haben aufgrund ihrer hohen Absorption einen eingeschränkten Einsatzbereich. Dagegen haben dielektrische Beschichtungen eine geringe Absorption und sind daher besonders geeignet für Lasersysteme.

Transparente Materialien wie Oxide werden auf die Anwendung in ihrer Schichtdicke angepasst. So besteht die Möglichkeit, die Eigenschaften einer Beschichtung auf eine Wellenlänge, einen Einfallswinkel oder die Polarisation zu optimieren.

Am Ende der Beschichtung lässt man die Optiken im Vakuum abkühlen und belüftet die Kammer anschließend. Im letzten Schritt messen wir die Reflexion und Transmission. Hinzu kommen Tests zur Haftung, Abriebfestigkeit und Stabilität gegenüber hoher Luftfeuchtigkeit. Thermisch aufgebrachte Schichtsysteme zeichnen sich durch ihre geringen Schichtspannungen aus.