DE102007032371A1

DE102007032371A1 - Verfahren zum Beschichten eines optischen Bauelements für eine Laseranordnung

Info

Publication number: DE102007032371A1
Application number: DE102007032371A
Authority: DE
Inventors: Michael Dr. Schall; Bernhard Dr. Weigl; Eral Erzin; Jeffrey Dr. Erxmeyer
Original assignee: Carl Zeiss Laser Optics GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Laser Optics GmbH
Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2009-01-15
Also published as: US20090027776A1

Abstract

Ein Verfahren zum Beschichten eines optischen Bauelements (10) für eine Laseranordnung weist einen Schritt (a), Bereitstellen des optischen Bauelements (10), auf. Das optische Bauelement (10) weist eine Oberfläche (14) auf, die mit parallelen, periodisch strukturierten Oberflächenabschnitten (18) ausgebildet ist, die jeweils eine erste Fläche (20) und eine zweite Fläche (22) aufweisen. Die erste Fläche (20) und die zweite Fläche (22) jedes Oberflächenabschnitts (18) sind ferner gegeneinander geneigt und die erste Fläche (20) ist kleiner als die zweite Fläche (22) ausgebildet. Das Verfahren weist ferner einen Schritt (b), zumindest teilweises Aufbringen einer Oberflächenbeschichtung (26) auf zumindest die erste Fläche (26) jedes Oberflächenabschnitts (18), auf. Die Oberflächenbeschichtung (26) weist eine Metallschicht (28) und eine dielektrische Multischicht (30) auf und die Metallschicht (28) wird vor der dielektrischen Multischicht (30) aufgebracht. Die zweite Fläche (22) wird nicht beschichtet oder sie wird mit einer Schichtdicke (32) beschichtet, die kleiner als eine Schichtdicke (34) der Oberflächenbeschichtung (26) der ersten Fläche (22) ausgebildet ist (Fig. 1B).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines optischen Bauelements für eine Laseranordnung.
Die Erfindung betrifft ferner ein optisches Bauelement zum Auswählen einer definierten Wellenlänge für eine Laseranordnung.
Die Erfindung betrifft ferner eine Laseranordnung zum Erzeugen eines Lichtstrahls einer definierten Wellenlänge mit einem solchen optischen Bauelement in Reflexionsanordnung.
Das optische Bauelement ist insbesondere ein Schelle-Gitter.
Ohne Beschränkung der Allgemeinheit wird in der vorliegenden Beschreibung als optisches Bauelement ein Schelle-Gitter zur Verwendung in einer Laseranordnung beschrieben.
Ein solches Schelle-Gitter wird bspw. in Reflexionsanordnung in einer Laseranordnung verwendet, um eine definierte Wellenlänge eines Lichtstrahls auszuwählen. Hierbei fällt ein Lichtstrahl eines Wellenlängenbandes auf die Oberfläche des Gitters ein, so dass an dieser aufgrund von Beugung Strahlen einer definierten Wellenlänge in eine bestimmte Richtung reflektiert werden. Die Verwendung eines solchen Gitters hängt daher entscheidend von seinen Oberflächeneigenschaften ab. Es wird daher angestrebt, dass die Oberfläche des Gitters eine hohe Reflektivität aufweist, so dass ein Intensitätsverlust zwischen dem auf das Gitter einfallenden Lichtstrahl und dem vom Gitter reflektierten Lichtstrahl verringert wird. Ferner ist es wünschenswert, dass eine Absorption der Oberfläche des Gitters möglichst klein ist, so dass keine Energie in der Oberfläche deponiert wird und diese nachteilig beeinträchtigen kann.
Ein solches Schelle-Gitter kann bspw. durch Ionenstrahlätzen eines Rillenprofils in seine Oberfläche oder im Kopierverfahren eines bereits vorhandenen Gitters bereitgestellt werden. Das Oberflächenrillenprofil des Gitters weist parallele, periodisch strukturierte Oberflächenabschnitte mit jeweils einer ersten Fläche, der Blazefläche, und einer zweiten Fläche, der Antiblazefläche, auf, die gegeneinander geneigt sind. Ferner kann die Blazefläche jedes Oberflächenabschnitts kleiner als die Antiblazefläche jedes Oberflächenabschnitts ausgebildet sein. Zur Verbesserung seiner optischen Oberflächeneigenschaften kann das Gitter zusätzlich eine Oberflächenbeschichtung aufweisen.
Es ist aus der WO 99/16555 A1 bekannt, dass die Oberfläche eines Schelle-Gitters nach dessen Herstellung mit einer Aluminiumschicht und einer dielektrischen MgF₂-Schicht beschichtet wird, so dass eine zeitlich bedingte Verschlechterung ihrer optischen Eigenschaften verringert wird. Die Schichtdicke der aufgebrachten Aluminiumschicht beträgt zwischen 50 nm und 200 nm, während die Schichtdicke der MgF₂-Schicht unter 50 nm beträgt.
Es sind ferner aus der US 2005/0030627 A1 Oberflächenbeschichtungen für ein Schelle-Gitter bekannt, die eine Aluminiumschicht und eine danach aufgebrachte dielektrische Schicht aus MgF₂, SiO₂ oder Al₂O₃ bzw. eine dielektrische Multischicht aus abwechselnd aufgebrachten MgF₂-Schichten und Al₂O₃-Schichten aufweisen. Eine Schichtdicke der Oberflächenbeschichtung der Antiblazeflächen beträgt etwa 70% einer Schichtdicke der Oberflächenbeschichtung der Blazeflächen. Es ist ferner bekannt, dass eine optimale Schichtdicke der dielektrischen Schicht(en) für eine maximale Beugungseffizienz von der Schichtdicke der dielektrischen Schicht(en) für eine minimale Absorption von einfallendem Licht abweicht.
Ein Nachteil dieser Verfahren und dieser Oberflächenbeschichtungen ist, dass beim Beschichten der Oberfläche eine Schichtdickeninhomogenität der Oberflächenbeschichtung über die Oberflächenerstreckung auftreten kann. Insbesondere die Schichtdickeninhomogenität der dielektrischen Schicht(en) erzeugt eine Beugungseffizienzinhomogenität, so dass in der Mitte der Oberflächenerstreckung des Gitters eine maximale Beugungseffizienz auftritt, die zu den Enden der Oberflächenerstreckung des Gitters hin um 5–10% abnehmen kann. Hierdurch kommt es folglich zu einer Verschlechterung der Reflexionseingenschaften des Gitters, wodurch der zwischen einfallendem und reflektiertem Licht auftretende Intensitätsverlust an den Enden der Oberflächenerstreckung des Gitters verstärkt wird.
Es ist ferner nachteilig, dass während des Oberflächenbeschichtens eirie Abrundung der Profilkanten zwischen den Blaze- und Antiblazeflächen auftreten und zu einer Effizienzinhomogenität über die Oberflächenerstreckung des Gitters und folglich zu einer allgemeinen Verminderung der Beugungseffizienz des Gitters führen kann.
Es besteht daher weiter ein Bedürfnis nach einem Verfahren der eingangs genannten Art, mit dem eine Oberfläche eines optischen Bauelements beschichtet werden kann, so dass diese eine möglichst hohe Beugungseffizienz und gleichzeitig eine geringe Absorption aufweist.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches Verfahren bereitzustellen.
Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches optisches Bauelement bereitzustellen.
Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laseranordnung mit einem solchen optischen Bauelement bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Beschichten eines optischen Bauelements für eine Laseranordnung gelöst, das die Schritte (a) Bereitstellen des optischen Bauelements, wobei eine Oberfläche des optischen Bauelements mit parallelen, periodisch strukturierten Oberflächenabschnitten ausgebildet ist, die jeweils eine erste Fläche und eine zweite Fläche aufweisen, wobei die erste Fläche und die zweite Fläche jedes Oberflächenabschnitts gegeneinander geneigt sind, und wobei die erste Fläche kleiner als die zweite Fläche ausgebildet ist, und (b) zumindest teilweises Aufbringen einer Oberflächenbeschichtung auf zumindest die erste Fläche jedes Oberflächenabschnitts, wobei die Oberflächenbeschichtung eine Metallschicht und eine dielektrische Multischicht aufweist, wobei die Metallschicht vor der dielektrischen Multischicht aufgebracht wird, wobei die zweite Fläche nicht beschichtet oder mit einer Schichtdicke beschichtet wird, die kleiner als eine Schichtdicke der Oberflächenbeschichtung der ersten Fläche ist.
Vorzugsweise wird die zweite Fläche mit einer Schichtdicke beschichtet, die kleiner als eine Schichtdicke der Oberflächenbeschichtung der ersten Fläche multipliziert mit dem Kosinus eines Aufbringwinkels η relativ zu einer Oberflächennormalen der zweiten Fläche für die Oberflächenbeschichtung der zweiten Fläche ist.
Des Weiteren wird erfindungsgemäß die Aufgabe durch ein optisches Bauelement zum Auswählen einer definierten Wellenlänge für eine Laseranordnung gelöst, das eine Oberfläche aufweist, die parallele, periodisch strukturierte Oberflächenabschnitte aufweist, wobei jeder Oberflächenabschnitt eine erste Fläche und eine zweite Fläche aufweist, die gegeneinander geneigt sind, wobei die erste Fläche kleiner als die zweite Fläche ausgebildet ist, und wobei ferner zumindest die erste Fläche jedes Oberflächenabschnitts zumindest teilweise eine Oberflächenbeschichtung aus einer Metallschicht und einer danach aufgebrachten dielektrischen Multischicht aufweist, wobei die zweite Fläche nicht beschichtet oder mit einer Schichtdicke beschichtet ist, die kleiner als eine Schichtdicke der Oberflächenbeschichtung der ersten Fläche ist.
Vorzugsweise ist die zweite Fläche mit einer Schichtdicke beschichtet, die kleiner als eine Schichtdicke der Oberflächenbeschichtung der ersten Fläche multipliziert mit dem Kosinus eines Aufbringwinkels η relativ zu einer Oberflächennormalen der zweiten Fläche für die Oberflächenbeschichtung der zweiten Fläche ist.
Des Weiteren wird erfindungsgemäß die Aufgabe durch eine Laseranordnung zum Erzeugen eines Lichtstrahls einer definierten Wellenlänge mit einem erfindungsgemäßen optischen Bauelement in Reflexionsanordnung gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren, das erfindungsgemäße optische Bauelement und die erfindungsgemäße Laseranordnung ermöglichen eine Oberflächenbeschichtung des optischen Bauelements, die eine Metallschicht und eine dielektrische Multischicht mit jeweils unterschiedlichen Schichtdicken auf den ersten Flächen und den zweiten Flächen jedes Oberflächenabschnitts aufweist. Die Schichtdicke der Oberflächenbeschichtung der zweiten Fläche ist kleiner, vorzugsweise um zumindest die Hälfte kleiner, als die Schichtdicke der ersten Fläche ausgebildet. Es ist ebenso bevorzugt, dass die zweite Fläche nicht beschichtet ist. Da, wie allgemein bekannt, die Reflexionseigenschaften der Oberfläche eines optischen Bauelements und folglich auch deren Beugungseffizienz durch die Oberflächenbeschichtung der zweiten Flächen beeinflusst wird, führt eine Reduzierung der Schichtdicke der Oberflächenbeschichtung der zweiten Flächen vorteilhafterweise zu einer Verminderung von Absorptionseffekten von eingestrahltem Licht in den zweiten Flächen, so dass dort keine optische Schädigung der Oberfläche des optischen Bauelements und eine damit verbundene Verschlechterung deren optischen Eigenschaften auftreten. Daher ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die zweiten Flächen nicht beschichtet sind, da eine besonders optimale Oberflächenbeschichtung des optischen Bauelements erreicht wird, deren Reflexionsvermögen besonders hoch ist und die gleichzeitig geringere Absorptionseffekte im Vergleich zu einer Oberflächenbeschichtung auf den ersten und zweiten Flächen aufweist.
Ferner bewirkt eine geringere Schichtdicke der Oberflächenbeschichtung der zweiten Flächen bzw. eine fehlende Oberflächenbeschichtung der zweiten Flächen eine Erhöhung der Reflektivität und damit der Beugungseffizienz des optischen Bauelements, so dass vorteilhafterweise Intensitätsverluste zwischen eingestrahltem und reflektierten Licht vermindert werden und folglich eine Laserquelle einer Laseranordnung vergleichsweise schwächer ausgebildet sein kann.
Ferner ist es vorteilhaft, dass durch eine geringere Schichtdicke der Oberflächenbeschichtung der zweiten Flächen bzw. durch eine fehlende Oberflächenbeschichtung der zweiten Flächen die aus dem Stand der Technik bekannte Abrundung der Profilkanten zwischen den ersten und zweiten Flächen verringert wird, da sich während des Beschichtungsvorgangs das Beschichtungsmaterial hauptsächlich auf den ersten Flächen absetzt und definierte Kanten zwischen den ersten Flächen und den zweiten Flächen erhalten bleiben. Hierdurch wird eine Beeinträchtigung der Reflexionseigenschaften der Oberfläche des optischen Bauelements verhindert.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird die Oberflächenbeschichtung mittels Elektronenstrahlverdampfens auf die Oberflächenabschnitte aufgebracht.
Diese Maßnahme stellt vorteilhafterweise eine geeignete Möglichkeit zum Aufbringen einer homogenen Oberflächenbeschichtung für das optische Bauelement bereit, die mit einer herkömmlichen Aufdampfanlage durchgeführt werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung beträgt ein Aufbringwinkel ε relativ zu einer Oberflächennormalen der ersten Fläche für die Oberflächenbeschichtung der ersten Fläche unter 10°, vorzugsweise unter 5° und ein Aufbringwinkel η relativ zu einer Oberflächennormalen der zweiten Fläche für die Oberflächenbeschichtung der zweiten Fläche über 85°, vorzugsweise über 90°.
In einem besonders einfachen Fall verlaufen die Aufdampfstrahlrichtungen für die erste und zweite Fläche gleich, wenn bspw. nur eine Materialquelle für das Beschichtungsmaterial beider Flächen verwendet wird. Das Einstellen der Aufbringwinkel ε, η auf die oben genannten Werte bewirkt, dass die aufgebrachte Oberflächenbeschichtung auf den zweiten Flächen jedes Oberflächenabschnitts eine geringere Schichtdicke als auf den ersten Flächen aufweist. Beträgt ein Aufbringwinkel η für die Oberflächenbeschichtung der zweiten Flächen über 90°, so wird die zweite Fläche des Oberflächenabschnitts nicht beschichtet. Hierdurch ergibt sich vorteilhafterweise die erfindungsgemäße Oberflächenbeschichtung des optischen Bauelements nur auf der ersten Fläche (Blazefläche), die eine besonders hohe Reflektivität und folglich eine hohe Beugungseffizienz aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird zum Einstellen des Aufbringwinkels ε, η für die Oberflächenbeschichtung ein Kippwinkel δ des optischen Bauelements bezüglich der Horizontalen verändert.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass durch ein Verkippen des optischen Bauelements in der Aufdampfanlage das Einstellen des Aufbringwinkels ε, η besonders flexibel durchgeführt werden kann. Hierdurch ist es insbesondere zum Einstellen des Aufbringwinkels ε, η für die Oberflächenbeschichtung der ersten und zweiten Flä chen nicht nötig, bspw. die Anordnung einer Materialquelle für die Oberflächenbeschichtung in der Aufdampfanlage zu verändern.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird je nach Aufbringwinkel ε für die Oberflächenbeschichtung der ersten Fläche maximal 30% der ersten Fläche nicht beschichtet.
Es hat sich gezeigt, dass ein optisches Bauelement, dessen erste Flächen eine Abschattung von mehr als etwa 30% aufweist, nicht die gewünschte Wirkung hinsichtlich Beugungseffizienz und Reflektivität aufweist. Daher werden während des Beschichtungsvorgangs die Aufbringwinkel ε derart gewählt, dass zumindest 70% der ersten Flächen beschichtet wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird während des Beschichtens zumindest eine Blende zwischen dem optischen Bauelement und einer Materialquelle für die Metallschicht und für die dielektrische Multischicht zur Begrenzung von Aufdampfstrahlen angeordnet.
Es hat sich während des Durchführens des erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahrens herausgestellt, dass die Anordnung zumindest einer Blende einer geeigneten Form vorteilhafterweise eine annähernd konstante Beugungseffizienz über die Oberflächenerstreckung des optischen Bauelements bewirkt, indem bspw. die Blende derart geeignet in der Aufdampfanlage positioniert wird, dass ein Aufdampfstrahlprofil mit scharfer Kante erzeugt wird und folglich eine annähernd konstante Schichtdicke über die Oberflächenerstreckung des Gitters erreicht wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird die Oberflächenbeschichtung bei Zimmertemperatur aufgebracht.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren technisch einfach durchgeführt werden kann, da insbesondere ein Heizen der Beschichtungsanlage nicht erforderlich ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird als Metallschicht eine Aluminiumschicht aufgebracht.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass das Aufbringen einer reflektierenden Aluminiumschicht auf das optische Bauelement, dessen Oberfläche gewöhnlicherweise auch eine Aluminiumschicht und eventuell eine MgF₂-Schicht aufweist, besonders einfach durchgeführt werden kann und die zusätzlich aufgebrachte Aluminiumschicht eine Oberfläche mit definierten Eigenschaften für die noch weiter aufzubringenden Schichten darstellt. Ferner verstärkt die zusätzliche Aluminiumschicht die bereits vorhandene Aluminiumschicht des optischen Bauelements, so dass mögliche Oberflächenschädigungen der bereits vorhandenen Aluminiumschicht oder der MgF₂-Schicht ausgeglichen werden und eine optimale Reflektivität der Oberfläche des optischen Bauelements ermöglicht wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung werden als dielektrische Multischicht mehrere Schichten aus einem ersten Material und aus einem zweiten Material in abwechselnder Reihenfolge aufgebracht.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die zusätzlich aufgebrachten Schichten aus den zwei Materialien die Reflexion der Aluminiumschicht zusätzlich erhöhen.
Ferner wird durch diese Maßnahme vorteilhafterweise im Vergleich zu einer zuletzt aufgebrachten dielektrischen Schicht aus nur einem Material eine besonders gute Oberflächenpassivierung des optischen Bauelements erreicht, die nicht nur optimalen Schutz vor bspw. einer Oberflächenoxidation oder Feuchtigkeit bietet, sondern auch eine Erhöhung der Beugungseffizienz des optischen Bauelements ermöglicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung werden jeweils vier Schichten aus dem ersten und dem zweiten Material aufgebracht.
Diese Maßnahme schafft vorteilhafterweise eine dielektrische Multischicht mit einer genügend großen Schichtdicke, so dass eine ausreichende Oberflächenpassivierung der darunter liegenden reflektierenden Aluminiumschichten erreicht wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird eine Schichtdicke der Schichten aus dem ersten Material etwa doppelt so groß wie eine Schichtdicke der Schichten aus dem zweiten Material ausgebildet.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass durch verschiedene Schichtdicken der einzelnen Schichten der dielektrischen Multischicht deren Oberflächeneigenschaften hinsichtlich gewünschter Feuchtigkeitsbeständigkeit, Beugungseffizienz, usw. optimiert werden können.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung entspricht eine Schichtdicke der zuerst aufgebrachten Schicht aus dem ersten Material etwa der Schichtdicke der Schichtdicken aus dem zweiten Material.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass durch diese Wahl der Schichtdicken der zuerst aufgebrachten Schicht aus dem ersten Material und der Schichten aus dem zweiten Material eine Anpassung der optischen Weglänge der Schichten bei vorgegebenem Brechungsindex der Materialien der Schichten ermöglicht wird, wodurch die Reflexion der Oberflächenbeschichtung der Multischicht maximiert wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird eine Schichtdicke der Metallschicht etwa doppelt so groß wie die Schichtdicke der Schichten aus dem ersten Material ausgebildet.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Oberflächenbeschichtung des optischen Bauelements optimale Reflexionseigenschaften aufweist, da die Metallschicht ausreichend dick ausgebildet ist. Im Zusammenhang mit der Ausgestaltung der Metallschicht als Aluminiumschicht ist diese Wahl der Schichtdicke der Metallschicht besonders vorteilhaft, da eine maximale Reflexion der Oberflächenbeschichtung des optischen Bauelements für auf die Oberflächenbeschichtung des optischen Bauelements einfallende Lichtstrahlen mit einer Wellenlänge von 193 nm auftritt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das erste Material Na₅Al₃F₁₄ und das zweite Material Al₂O₃ auf.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Kombination dieser beiden Materialien besonders geeignet zum Beschichten der Oberfläche des optischen Bauelements ist, da die aus diesen Materialien erzeugte dielektrische Multischicht eine optimale Oberflächenpassivierung des optischen Bauelements ermöglicht. Insbesondere gestattet das abwechselnde Aufbringen von Schichten aus Na₅Al₃F₁₄ (Chiolith) und Al₂O₃ (Aluminiumoxid) eine optimale Reflexion infolge der Schichtmorphologie beider Materialien zueinander. Die Verwendung von Na₅Al₃F₁₄ als Material für die dielektrische Multischicht ermöglicht vorteilhafterweise einen optimalen Übergang der Grenzflächen zwischen den Na₅Al₃F₁₄-Schichten und den Al₂O₃-Schichten, da Na₅Al₃F₁₄ sehr glatt aufwächst.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird als letzte Schicht der Multischicht eine Al₂O₃-Schicht aufgebracht.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass durch das Aufbringen einer Aluminiumoxidschicht eine optimale Passivierung der Oberfläche gegenüber Feuchtigkeit ermöglicht wird.
Das erfindungsgemäße optische Bauelement und die erfindungsgemäße Laseranordnung weisen die durch das erfindungsgemäße Verfahren hervorgerufenen Eigen schaften der Oberflächenbeschichtung des optischen Bauelements auf, deren vorteilhafte Wirkung zuvor beschrieben worden ist.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen:
1A einen schematischen Profilausschnitt eines optischen Bauelements im Querschnitt mit einer Oberflächenbeschichtung auf ersten Flächen;
1B einen weiteren schematischen Profilausschnitt des optischen Bauelements in 1A im Querschnitt mit einer Oberflächenbeschichtung auf ersten und zweiten Flächen;
2 eine schematische Darstellung einer Aufdampfanlage;
3 eine schematische Darstellung zweier Bedampfungskonfigurationen eines Oberflächenabschnitts des optischen Bauelements in 1A, 1B;
4 eine Darstellung von Aufbringwinkeln ε, η für die Oberflächenbeschichtung während eines Beschichtungsvorgangs;
5 eine Darstellung eines Abschattungsfaktors f der ersten Flächen während des Beschichtungsvorgangs in 4;
6 ein Ausführungsbeispiel der Oberflächenbeschichtung in 1A, 1B;
7 eine wellenlängenabhängige Reflektivität des optischen Bauelements mit der Oberflächenbeschichtung in 6;
8 Beugungseffizienzen des optischen Bauelements für verschiedenen Schichtdicken der Oberflächenbeschichtung in 6;
9 berechnete Reflektivitäten des optischen Bauelements mit und ohne Interferenzeffekt;
10 eine relative Schichtdickenänderung der Oberflächenbeschichtung in 6;
11 Beugungseffizienzen des optischen Bauelements für einen Beschichtungsvorgang mit und ohne einer Blende; und
12 eine Laseranordnung mit dem optischen Bauelement in 1A, 1B.
In 1A, 1B ist ein schematischer Profilausschnitt eines mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehenen optisches Bauelements dargestellt. Solch ein optisches Bauelement 10 ist insbesondere ein Schelle-Gitter für eine Laseranordnung, mit dem ein Lichtstrahl einer definierten Wellenlänge erzeugt werden kann. Hierbei ist das Schelle-Gitter in Littrow-Anordnung in der Laseranordnung aufgenommen, um durch wellenlängenselektive Reflexion eine Bandbreite eines auf das optische Bauelement 10 einfallenden Lichtstrahls zu reduzieren.
Um bspw. in Reflexionsanordnung verwendet werden zu können, muss eine Oberfläche des optischen Bauelements 10 eine hohe Reflektivität, d. h. eine hohe Beugungseffizienz, aufweisen. Ferner muss eine Absorption von einfallenden Lichtstrahlen auf die Oberfläche des optischen Bauelements 10 möglichst gering sein, um eine optische Schädigung der Oberfläche des optischen Bauelements 10 zu minimieren.
Das optische Bauelement 10 kann bspw. durch Ionenstrahlätzen eines Rillenprofils in seine Oberfläche oder im Kopierverfahren eines bereits vorhandenen optischen Bauelements 10 bereitgestellt sein.
Das optische Bauelement weist ein Substrat 12 auf, auf dessen Oberfläche 14 eine Metallschicht 16 aus bspw. Aluminium aufgebracht ist. Die Oberfläche 14 des optischen Bauelements 10 weist parallele, periodisch strukturierte Oberflächenabschnitte 18 auf, wobei jeder Oberflächenabschnitt 18 eine erste Fläche 20 und eine zweite Fläche 22 aufweist. Im Fall, dass das optische Bauelement 10 ein Schelle-Gitter ist, wird die erste Fläche 20 üblicherweise Blazefläche und die zweite Fläche 22 Antiblazefläche genannt. Die erste Fläche 20 und die zweite Fläche 22 sind unter einem sogenannten Apexwinkel γ gegeneinander geneigt, der bspw. für das Schelle-Gitter etwa 85° betragen kann. Ein Blazewinkel α zwischen der ersten Fläche 20, d. h. der Blazefläche, und einer Grundfläche 24 ist wesentlich größer als ein Antiblazewinkel β zwischen der zweiten Fläche 22, d. h. der Antiblazefläche, und der Grundfläche 24, so dass die erste Fläche 20 kleiner als die zweite Fläche 22 ausgebildet ist. Die Blaze- und Antiblazewinkel α und β betragen bspw. etwa 80° bzw. 15°. Die Oberflächenabschnitte 18 sind derart dicht angeordnet, dass eine Gitterweite des Oberflächenrillenprofils des optischen Bauelements 10 im Bereich von wenigen Mikrometern erreicht werden kann.
Auf die Oberfläche 14 des optischen Bauelements 10, d. h. auf die Metallschicht 16, kann mittels bspw. Elektronenstrahlverdampfens eine Oberflächenbeschichtung 26 aufgebracht werden, die aus einer weiteren Metallschicht 28, vorzugsweise aus einer Aluminiumschicht, und einer dielektrischen Multischicht 30 gebildet wird. Die Metallschichten 16, 28 dienen als reflektierende Schichten auf der Oberfläche 14 des optischen Bauelements 10, während die dielektrische Multischicht 30 zum einen als Reflexionsverstärkung dient und zum anderen eine Oberflächenpassivierung des optischen Bauelements 10 bewirkt, um die Oberfläche 14 vor bspw. Feuchtigkeit oder Oxidation zu schützen.
Die Oberflächenbeschichtung 26 ist zumindest teilweise auf zumindest die erste Fläche 20 jedes Oberflächenabschnitts 18 aufgebracht. Die zweite Fläche 22 der Oberflächenabschnitte 18 ist vorzugsweise nicht beschichtet (siehe 1A). Sie kann aber auch eine Oberflächenbeschichtung 26 aufweisen, dessen Schichtdicke 32 kleiner, bspw. um zumindest die Hälfte kleiner, als eine Schichtdicke 34 der Oberflächenbeschichtung 26 der ersten Fläche 20 ist (vgl. 1B). Die Oberflächenbeschichtung 26 auf den zweiten Flächen 22 kann bspw. ungewollt während des Beschichtungsvorgangs der ersten Flächen 20 erfolgen oder gezielt während des Beschichtungsvorgang der Oberflächenabschnitte 18 des optischen Bauelements 10 aufgebracht werden.
2 zeigt eine Aufdampfanlage 36 zum zumindest teilweisen Aufbringen der Oberflächenbeschichtung 26 auf zumindest die erste Fläche 20 jedes Oberflächenabschnitts 18 des optischen Bauelements 10. Die Aufdampfanlage 36 weist ein Gehäuse in Form von bspw. einer Kammer 38 auf, an der eine Vakuumpumpe 40 angeordnet ist, um einen Innenraum der Kammer 38 auf zumindest 10^–12 bar abzupumpen. Ferner ist in der Kammer 38 eine Halterung 42 angeordnet, in der das optische Bauelement 10 aufgenommen ist. Mittels der Halterung 42 kann ein Kippwinkel δ bezüglicher der Horizontalen, d. h. bezüglich einer zu einer Oberfläche 44 einer als Tiegel 46 ausgebildeten Materialquelle parallelen Ebene 48, eingestellt werden. Unter einen Kippwinkel δ = 0 ist die horizontale Anordnung des optischen Bauelements 10 in der Aufdampfanlage 36 zu verstehen. Zur Ausrichtung des optischen Bauelements 10 bezüglich des Tegels 46 ist es ebenfalls möglich, eine Anordnung des Tiegels 46 bezüglich des optischen Bauelements 10 durch bspw. Drehen, Verschieben oder Verkippen zu verändern.
Ferner ist zwischen dem Tiegel 46 und dem optischen Bauelement 10 zumindest eine Blende 50 zur Begrenzung von Aufdampfstrahlen angeordnet. Die Blende 50 weist eine geeignete Form auf, mit der das optische Bauelement 10 während eines Beschichtvorgangs zumindest teilweise verdeckt werden kann. Die Blende 50 ist aus einer zur Ebene 48 parallelen Ebene 52 verkippbar und in der Ebene 52 verschiebbar.
Ein Beschichten der Oberfläche 14 des optischen Bauelements 10 erfolgt mittels Elektronenstrahlverdampfens. Hierzu ist in der Kammer 38 ein Elektronenverdampfer 54 mit einer zugehörigen Stromquelle 56 angeordnet. Von dem Elektronenverdampfer 54 emittierte Elektronen 58 treffen auf den Tiegel 46 und schmelzen das in dem Tiegel 46 angeordnetes Beschichtungsmaterial zum Bedampfen der Oberfläche 14 des optischen Bauelements 10. Aus dem Tiegel 46 verdampfte Materialteilchen 60 treffen auf die Oberfläche 14 des optischen Bauelements 10 und setzen sich auf ihr ab, wodurch die Oberflächenbeschichtung 26 des optischen Bauelements 10 auf die Oberfläche des optischen Bauelements 10 aufgebracht wird. Um den Beschichtungsvorgang zu steuern, weist die Aufdampfanlage 36 einen Schwingquarz 62 auf, der etwa senkrecht über dem Tiegel 46 angeordnet ist. Der Beschichtungsvorgang der Oberfläche 14 des optischen Bauelements 10 erfolgt vorzugsweise bei Zimmertemperatur, so dass der Innenraum der Kammer 38 nicht aufgeheizt werden muss.
Abhängig vom eingestellten Kippwinkel δ variieren Aufbringwinkel ε, η der Oberflächenbeschichtung 26 für die erste Fläche 20 und die zweite Fläche 22 entlang einer Erstreckung der Oberfläche 14 des optischen Bauelements 10. 3 zeigt beispielhaft zwei verschiedene Bedampfungskonfigurationen A, B bei einem definierten Kippwinkel δ, die zu Veranschaulichungszwecken an einem Oberflächenabschnitt 18 dargestellt sind. Die Aufbringwinkel ε, η sind jeweils als Zwischenwinkel zwischen einer Oberflächennormalen 64 bzw. 66 der ersten Fläche 20 bzw. der zweiten Fläche 22 und einem Aufdampfstrahl 68, 70 der zwei Bedampfungskonfigurationen A, B definiert, die sich aus einer räumlichen Position x entlang der Oberflächenausdehnung des optischen Bauelements 10 ergeben. Bei der Bedampfungskonfiguration A verläuft der Aufdampfstrahl 68 parallel zu der zweiten Fläche 22, so dass die Aufbringwinkel ε, η entsprechend den zuvor genannten Winkeln α, β und γ etwa 5° bzw. 90° betragen. Bei der Bedampfungskonfiguration B betragen die Aufbringwinkel ε, η etwa 0° bzw. 95°, so dass es zu einer Abschattung der ersten Fläche 20 in einem ersten Bereich 72 zwischen der ersten Fläche 20 und der zweiten Fläche 22 kommt. Folglich wird bei der Bedampfungskonfiguration B nur ein zweiter Bereich 74 der ersten Fläche 20 beschichtet.
Vorzugsweise wird der Kippwinkel δ derart eingestellt, dass der Aufbringwinkel ε der Oberflächenbeschichtung 26 für die erste Fläche 20 unter 10°, weiter vorzugsweise unter 5° und der Aufbringwinkel η der Oberflächenbeschichtung 26 für die zweite Fläche 22 über 85°, weiter vorzugsweise über 90° beträgt.
4 zeigt beispielhaft für ein Schelle-Gitter der Länge 250 mm, der Breite 30 mm und der Höhe 30 mm die erreichbaren Aufbringwinkel ε, η der Oberflächenbeschichtung 26 für die erste Fläche 20 und die zweite Fläche 22 entlang der Position x, wobei der Kippwinkel δ des optischen Bauelements 10 auf 50° eingestellt worden ist. Ferner beträgt während des Beschichtungsvorgangs ein Abstand 76 zwischen einer Ebene 78, in der die Oberfläche 44 des Tiegels 46 aufgenommen ist, und der Ebene 52, in der die Blende 50 angeordnet ist, etwa 56 cm (vgl. 2). Ein vertikaler Abstand 80 bzw. 82 zwischen der Ebene 78 und eines am weitesten von dem Tiegel 46 entfernten Endes 84 des optischen Bauelements 10 bzw. einer zum Tiegel 46 weisenden Oberfläche 86 des Schwingquarzes 62 beträgt etwa 85 cm bzw. 78 cm. Ein horizontaler Abstand 88 von einer Mitte der Oberfläche 44 des Tiegels 46 zum Ende 84 des optischen Bauelements 10 beträgt etwa 47 cm.
Eine Position x = 0 in 4 entspricht der Bedampfungskonfiguration A in 3, wobei hierunter die entsprechend in 2 am nächsten zum Tiegel 46 liegende Position auf der Oberfläche 14 des optischen Bauelements 10 zu verstehen ist. Die Position x = 10 entspricht der Bedampfungskonfiguration B und bezeichnet die von dem Tiegel 46 am weitesten entfernte Position auf der Oberfläche 14 des optischen Bauelements 10. Die Aufbringwinkel ε, η nehmen mit zunehmender Position x, d. h. mit zunehmender Entfernung von dem Tiegel 46, etwa linear von etwa 5° auf etwa 0° ab bzw. von etwa 90° auf etwa 95° zu. Mit zunehmender Position x wird die zweite Fläche 22 im Allgemeinen nicht mehr beschichtet, wobei ab einen Aufbringwinkel η = 90° keine Beschichtung der zweite Fläche 22 stattfindet. Ferner wird die erste Fläche 14 zunehmend abgeschattet, so dass der unbeschichtete Bereich 72 im Vergleich zu einer Gesamterstreckung der ersten Fläche 20 zunimmt.
Wie in 5 dargestellt, nimmt entsprechend für dieses Beispiel ein relativer Abschattungsfaktor f, der als Verhältnis des Bereichs 72 zur Gesamterstreckung der ersten Fläche 20 definiert ist, mit zunehmender Position x etwa linear von 0,05 auf 0,3 zu.
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Oberflächenbeschichtung 26, die auf die Aluminiumschicht 16 aufgebracht wird. Die zuerst aufgebrachte Metallschicht 28 der Oberflächenbeschichtung 26 ist ebenfalls aus Aluminium ausgebildet. Auf diese Aluminiumschicht 90 ist die dielektrische Multischicht 30 aufgebracht, die mehrere in abwechselnder Reihenfolge aufgebrachte Schichten aus einem ersten Material und aus einem zweiten Material aufweist. Vorzugsweise weist die dielektrische Multischicht, wie in 6 dargestellt, abwechselnd vier Schichten 92a–d aus dem ersten Material Chiolith (Na₅Al₃F₁₄) und vier Schichten 94a–d aus dem zweiten Material Aluminiumoxid (Al₂O₃) auf, wobei als letzte Schicht 94d eine Aluminiumoxidschicht aufgebracht ist. Eine Schichtdicke 96 der Aluminiumschicht 90 ist etwa doppelt so groß wie eine Schichtdicke 98 der Schichten 92b–d ausgebildet. Ferner entspricht eine Schichtdicke 100 der zuerst aufgebrachten Schicht 92a aus dem ersten Material einer Schichtdicke 102 der Schichten 94a–d, die etwa halb so groß wie die Schichtdicke 98 der Schichten 92b–d ausgebildet ist. Beispielsweise betragen die Schichtdicke 96 der Aluminiumschicht 90, die Schichtdicke 100 der zuerst aufgebrachten Chiolithschicht 92a, die Schichtdicke 102 der Aluminiumoxidschichten 94a–d sowie die Schichtdicke 98 der später aufgebrachten Chiolithschichten 92b–d etwa 70 nm, 26 nm, 23 nm bzw. 41 nm.
7 zeigt einen wellenlängenabhängigen Reflexionsverlauf einer Messplatte mit der in 6 beschriebenen Oberflächenbeschichtung 26. Die Oberflächenbeschichtung 26 ist durch Bedampfen der Messplatte in der Aufdampfanlage 36 für einen Kippwinkel δ = 50° an der Position x = 5 aufgebracht worden, wobei die Messplatte entsprechend dem Blazewinkel α angeordnet worden ist. Die Messung ist an einem Spektrometer unter 10° und p-polarisiertem Licht (TM-Polarisation) durchgeführt worden. Für eine Wellenlänge von etwa 193 nm, die einem ArF-Laser entspricht, weist der Reflexionsverlauf ein Maximum auf und beträgt etwa 92%. Mit zunehmender Wellenlänge nimmt die Reflexion auf einen Minimalwert von etwa 79% bei etwa 228 nm ab. Bei einer Wellenlänge von 248 nm, die einem KrF-Laser entspricht, nimmt die Reflexion auf etwa 88% zu und bleibt im weiteren Verlauf etwa konstant um einen Wert von 86%.
8 zeigt drei Effizienzverläufe 104–108 von drei beschichteten optischen Bauelementen 10 in Abhängigkeit der Position x für einen Kippwinkel δ = 50°, wobei die den Effizienzverläufen 104, 106 zugrunde liegenden Oberflächenbeschichtungen 26 der in 6 beschriebenen Oberflächenbeschichtung 26 entsprechen. Der Effizienzverlauf 108 wird durch eine Oberflächenbeschichtung 26 mit um etwa 7% größere Schichtdicken 96–102 als in 6 beschrieben hervorgerufen. Die Effizienzverläufe 104, 106 weisen etwa bei der Position x = 4 ein Effizienzmaximum von etwa 73% auf, das einer um etwa 10% höheren als aus dem Stand der Technik bekannten Effizienz entspricht. Der Effizienzverlauf 108 weist etwa bei der Position x = 5 ein Maximum von etwa 70% auf, so dass größere Schichtdicken 96–102 zu einer geringfügigen Reduzierung der Effizienz führen.
Die Effizienzverläufe 104–108 der Oberflächenbeschichtungen 26 lassen sich durch in 9 dargestellte Reflexionsverläufe 110, 112 erklären. Die Reflexionsverläufe 110, 112 sind an Messplatten gemessen worden, die während des Beschichtvorgangs derart in der Aufdampfanlage 36 angeordnet waren, dass an der Position x = 5, d. h. an einer Mitte des optischen Bauelements 10, ein optimaler Reflexionsverlauf erhalten wird (vgl. 7).
Eine Abweichung der Schichtdicke 34 der Oberflächenbeschichtung 26 der ersten Fläche 20 bezüglich der Mitte des optischen Bauelements 10, wie sie beispielhaft als relative Schichtdickenänderung in 9 dargestellt ist, führt zu einer Verschiebung der in 7 dargestellten Reflexionskurve zu höheren Wellenlängen und folglich zu einer Änderung des Reflexionswerts bei einer Wellenlänge von 193 nm. Basierend auf dieser in 9 dargestellten relativen Schichtdickenänderung ergibt sich rechnerisch der Reflexionsverlauf 110 in Abhängigkeit der Position x. Der Reflexionsverlauf 110 weist im Bereich der Positionen x = 3 bis x = 6 ein Intensitätsmaximum von etwa 95% auf und beschreibt die tatsächlichen Effizienzverläufe 104, 106 unzureichend.
Ein weiterer für die Reflexionsverläufe 110, 112 zu berücksichtigender Beitrag ist der in 5 dargestellte Abschattungsfaktor f der ersten Fläche 14. Ist die erste Fläche 14 nur teilweise beschichtet, d. h. sie weist nur im Bereich 74 die Oberflächenbeschichtung 26 auf (vgl. 3), so führt eine Reflexion von Lichtstrahlen an dem beschichteten Bereich 74 der ersten Fläche 14 und an dem unbeschichteten Bereich 72 der ersten Fläche 14 zu einer Interferenz der reflektierten Lichtstrahlen gemäß RINT = (1 – f)2·RB + f2·RA + (1 – f)·√R A R B·cos(Δφ),wobei R_INT der durch Interferenz entstehenden Reflexion entspricht und R_A bzw. R_B die Reflexion an dem unbeschichteten Bereich 72 bzw. an dem beschichteten Bereich 74 der ersten Fläche 14 beschreibt. Ein Phasenunterschied Δφ tritt zum einem zwischen den unbeschichteten und beschichteten Bereichen 72, 74 und zu anderen in dem beschichteten Bereich 74 entsprechend der doppelt aufgebrachten Schichtdicken 92–102 auf. Der basierend auf diesem Interferenzeffekt und den gewählten Schichtdicken 96–102 berechnete Reflexionsverlauf 112 entspricht annähernd dem tatsächlich beobachteten Effizienzverlauf 108 in 8.
Um eine annähernd konstante Effizienz des optischen Bauelements 10 über seine gesamte Erstreckung zu erreichen, wird die zumindest eine Blende 50 der geeigneten Form zwischen dem Tiegel 46 und dem optischen Bauelement 10 während des Beschichtungsvorgangs eingesetzt. 11 zeigt einen Effizienzverlauf 114, 116 vor und nach einem Beschichtvorgang mit der Blende 50. Der Effizienzverlauf 116 weist um etwa 10% höhere Effizienzwerte als der Effizienzverlauf 114 auf. Ferner ist der Effizienzverlauf 116 im Vergleich zu den Effizienzverläufen 104, 106 in 8 deutlich breiter, so dass eine annähernd konstante Effizienz im Bereich von etwa x = 1 bis x = 5 erreicht wird.
12 zeigt eine schematische Laseranordnung 118, die einen Laserresonator 120, einen Strahlaufweiter 122, das optische Bauelement 10 in Form des Schelle-Gitters 124 und je eine Blende 126, 128 an je einem Endbereich 130, 132 des Laserresonators 120 aufweist. In dem Laserresonator 120 werden Lichtstrahlen 134 eines schmalen Wellenlängenbandes erzeugt, die dann durch den Endbereich 132 aus dem Laserresonator 120 austreten. Nach einer Kollimation durch die Blende 128 und einer Strahlaufweitung durch den Strahlaufweiter 122 treffen die Lichtstrahlen 134 auf die ersten Flächen 20 des in Littrow-Anordnung angeordneten Schelle-Gitters 124, so dass sie an diesem wellenlängenselektiv reflektiert werden. Hierdurch werden Lichtstrahlen einer definierten Wellenlänge, bspw. einer Wellenlänge von 193 nm oder 248 nm, erzeugt, die dann nach erneutem Durchlaufen des Strahlaufweiters 122, der Blende 128 und des Laserresonators 120 aus dessen Endbereich 130 austreten und vor einer weiteren Nutzung durch die Blende 126 kollimiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 99/16555 A1 [0008]
- US 2005/0030627 A1 [0009]

Claims

Verfahren zum Beschichten eines optischen Bauelements (10) für eine Laseranordnung (118), mit den Schritten: (a) Bereitstellen des optischen Bauelements (10), wobei eine Oberfläche (14) des optischen Bauelements (10) mit parallelen, periodisch strukturierten Oberflächenabschnitten (18) ausgebildet ist, die jeweils eine erste Fläche (20) und zweite Fläche (22) aufweisen, wobei die erste Fläche (20) und die zweite Fläche (22) jedes Oberflächenabschnitts (18) gegeneinander geneigt sind, und wobei die erste Fläche (20) kleiner als die zweite Fläche (22) ausgebildet ist; (b) Zumindest teilweises Aufbringen einer Oberflächenbeschichtung (26) auf zumindest die erste Fläche (20) jedes Oberflächenabschnitts (18), wobei die Oberflächenbeschichtung (26) eine Metallschicht (28) und eine dielektrische Multischicht (30) aufweist, wobei die Metallschicht (28) vor der dielektrischen Multischicht (30) aufgebracht wird, wobei die zweite Fläche (22) nicht beschichtet oder mit einer Schichtdicke (32) beschichtet wird, die kleiner als eine Schichtdicke (34) der Oberflächenbeschichtung (26) der ersten Fläche (20) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenbeschichtung (26) mittels Elektronenstrahlverdampfens auf die Oberflächenabschnitte (18) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Aufbringwinkel ε relativ zu einer Oberflächennormalen (64) der ersten Fläche (20) für die Oberflächenbeschichtung (26) der ersten Fläche (20) unter 10°, vorzugsweise unter 5° und ein Aufbringwinkel η relativ zu einer Oberflächennormalen (66) der zweiten Fläche (22) für die Oberflächenbeschichtung (26) der zweiten Fläche (22) über 85°, vorzugsweise über 90° beträgt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei zum Einstellen des Aufbringwinkels ε, η für die Oberflächenbeschichtung (26) ein Kippwinkel δ des optischen Bauelements (10) bezüglich der Horizontalen verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei je nach Aufbringwinkel ε für die Oberflächenbeschichtung (26) der ersten Fläche (20) maximal 30% der ersten Fläche (20) nicht beschichtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei während des Beschichtens zumindest eine Blende (50) zwischen dem optischen Bauelement (10) und einer Materialquelle (46) für die Metallschicht (28) und für die dielektrische Multischicht (30) zur Begrenzung von Aufdampfstrahlen (68, 70) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Oberflächenbeschichtung (26) bei Zimmertemperatur aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei als Metallschicht (26) eine Aluminiumschicht (90) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei als dielektrische Multischicht (30) mehrere Schichten (92a–d, 94a–d) aus einem ersten Material und aus einem zweiten Material in abwechselnder Reihenfolge aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei jeweils vier Schichten (92a–d, 94a–d) aus dem ersten und dem zweiten Material aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei eine Schichtdicke (98) der Schichten (92b–d) aus dem ersten Material etwa doppelt so groß wie eine Schichtdicke (102) der Schichten (94a–d) aus dem zweiten Material ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei eine Schichtdicke (100) der zuerst aufgebrachten Schicht (92a) aus dem ersten Material etwa der Schichtdicke (102) der Schichten (94a–d) aus dem zweiten Material entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei eine Schichtdicke (96) der Metallschicht (28) etwa doppelt so groß wie die Schichtdicke (98) der Schichten (92b–d) aus dem ersten Material ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das erste Material Na₅Al₃F₁₄ und das zweite Material Al₂O₃ aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei als letzte Schicht (94d) der Multischicht (30) eine Al₂O₃-Schicht aufgebracht wird.
Optisches Bauelement zum Auswählen einer definierten Wellenlänge für eine Laseranordnung (118), mit einer Oberfläche (14), die parallele, periodisch strukturierte Oberflächenabschnitte (18) aufweist, wobei jeder Oberflächenabschnitt (18) eine erste Fläche (20) und eine zweite Fläche (22) aufweist, die gegeneinander geneigt sind, wobei die erste Fläche (20) kleiner als die zweite Fläche (22) ausgebildet ist, und wobei ferner zumindest die erste Fläche (20) jedes Oberflächenabschnitts (18) zumindest teilweise eine Oberflächenbeschichtung (26) aus einer Metallschicht (28) und einer danach aufgebrachten dielektrischen Multischicht (30) aufweist, wobei die zweite Fläche (22) nicht beschichtet oder mit einer Schichtdicke (32) beschichtet ist, die kleiner als eine Schichtdicke (34) der Oberflächenbeschichtung (26) der ersten Fläche (20) ist.
Optisches Bauelement nach Anspruch 16, wobei je nach Aufbringwinkel ε relativ zu einer Oberflächennormalen (64) der ersten Fläche (20) für die Oberflächenbeschichtung (26) der ersten Fläche (20) maximal 30% der ersten Fläche (20) nicht beschichtet ist.
Optisches Bauelement nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Metallschicht (28) aus Aluminium ausgebildet ist.
Optisches Bauelement nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Multischicht (30) mehrere Schichten (92a–d, 94a–d) aus einem ersten Material und einem zweiten Material aufweist, die in abwechselnder Reihenfolge aufgebracht sind.
Optisches Bauelement nach Anspruch 19, wobei die Multischicht (30) jeweils vier Schichten (92a–d, 94a–d) aus dem ersten und dem zweiten Material aufweist.
Optisches Bauelement nach Anspruch 19 oder 20, wobei eine Schichtdicke (98) der Schichten (92b–d) aus dem ersten Material etwa doppelt so groß wie eine Schichtdicke (102) der Schichten (94a–d) aus dem zweiten Material ist.
Optisches Bauelement nach einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei eine Schichtdicke (100) der zuerst aufgebrachten Schicht (92a) aus dem ersten Material etwa die Schichtdicke (102) der Schichten (94a–d) aus dem zweiten Material aufweist.
Optisches Bauelement nach einem der Ansprüche 19 bis 22, wobei eine Schichtdicke (96) der Metallschicht (28) etwa doppelt so groß wie die Schichtdicke (98) der Schichten (92b–d) aus dem ersten Material ist.
Optisches Bauelement nach einem der Ansprüche 19 bis 23, wobei das erste Material Na₅Al₃F₁₄ und das zweite Material Al₂O₃ ist.
Optisches Bauelement nach einem der Ansprüche 16 bis 24, wobei die letzte Schicht (94d) der Multischicht (30) aus Al₂O₃ ausgebildet ist.
Optisches Bauelement nach einem der Ansprüche 16 bis 25, wobei das optische Bauelement (10) ein Schelle-Gitter (124) für die Laseranordnung (118) ist.
Optisches Bauelement nach einem der Ansprüche 16 bis 26, wobei die erste Fläche (20) eine Blazefläche und die zweite Fläche (22) eine Antiblazefläche ist, die jeweils unter einem Blazewinkel α und einem Antiblazewinkel β gegen eine Grundfläche (24) und unter einem Apexwinkel γ zueinander geneigt sind.
Laseranordnung zum Erzeugen eines Lichtstrahls einer definierter Wellenlänge, mit einem optischen Bauelement (10) in Reflexionsanordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 27.