Aufdampftechnologien

Konventionelle Aufdampftechnik / e-beam

Unter konventioneller Beschichtung versteht man das thermische Verdampfen des Beschichtungsmaterials unter Vakuum, mit Hilfe eines Widerstandsverdampfers oder einer Elektronenstrahlkanone (daher die Bezeichnung «e-beam coating»).

Durch das Heizen der Substrate auf etwa 280°C lässt sich die Haftfestigkeit sowie die Härte und Dichte und damit auch der Brechwert der aufgedampften Schichten deutlich erhöhen. Aus diesem Grunde werden dielektrische Schichten in der Regel «heiss» aufgedampft. Dabei kommen zumeist Fluoride und Metalloxide als Aufdampfmaterialien zum Einsatz. Metalloxide werden reaktiv, unter Zugabe von Sauerstoff, aufgedampft.

Mit dieser kostengünstigen Technik kann eine Vielzahl hochwertiger und effizienter Beschichtungen hergestellt werden.

Ion Plating / RLVIP

Beim Ion Plating (eigentlich: Reactive Low Voltage Ion Plating, kurz RLVIP) handelt es sich um eine ionen- und plasmagestützte Beschichtungstechnik.

Dabei wird ein Niederspannungsbogen von einer heissen, mit Argon umspülten Kathode (Plasmaquelle) auf den Tiegel mit Verdampfungsmaterial einer speziell modifizierten Elektronenstrahlverdampfungsvorrichtung gezündet. Als Arbeitsgas dient Argon, bei oxidischen Schichten wird von getrenntem Einlass Sauerstoff als Reaktivgas zugegeben.

Durch das positive Potential am Tiegel und das negative Potential am isolierten Substrathalter erhalten die positiven Ionen eine hohe kinetische Energie. Diese liegt bei etwa 30 eV bis 50 eV und führt zu maximaler Packungsdichte (nahezu 100%, auch ohne Substratheizung) und somit zu höchstmöglichen Brechwerten. Die Schichten haften hervorragend, sind extrem hart und nehmen weder Gase- noch Wasserdampf auf.

Die optischen Eigenschaften einer durch Ion-Plating-Technologie hergestellten Beschichtung sind völlig stabil, unabhängig von Faktoren wie etwa Temperatur oder Luftfeuchtigkeit. Mit ihrer geringen Absorption sind IP-Schichten für höchste Laserleistungen geeignet, Streuverluste sind wegen der glatten Oberflächen äusserst klein. Das Einsatzgebiet derartiger Beschichtungen wird zusätzlich durch die hohe Umweltbeständigkeit (abriebfest, weltraumtauglich und salzwasserbeständig) und eine mögliche thermische Maximalbelastung bis zu 550°C (auf Quarz oder Saphir) sehr stark erweitert.

Die hohe Verdichtung führt zu einer grösseren mechanischen Druckspannung in den Schichten. Diese kann auf beidseitig polierten, planparallelen Substraten durch eine Ausgleichsschicht auf der Rückseite mit beliebiger optischer Funktion kompensiert werden.

Für sehr anspruchsvolle Schichtsysteme sind nur spezielle Gläser und Kristalle als Substrat geeignet, wie etwa Quarzglas, Schott Borofloat, D263 T, Saphir, Silizium, YAG, LiNbO3 oder vergleichbare Materialien.