无载体基底的干涉层系统、其制造方法及其用途技术方案

本发明专利技术涉及一种干涉层系统，该干涉层系统包括多个光学透明层，其中，该干涉层系统不具有载体基底，并且这些光学透明层广延地彼此上下设置，其中，这些光学透明层选自由电介质、金属以及以上的组合组成的组，至少一个第一光学透明层具有折射率n1并且至少一个第二光学透明层具有折射率n2，并且第一折射率n1和第二折射率n2相差至少0.1。本发明专利技术还涉及干涉层系统的生产和用途。的生产和用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无载体基底的干涉层系统、其制造方法及其用途


[0001]本专利技术涉及一种包括多个光学透明层的干涉层系统。本专利技术进一步涉及一种用于生产这种干涉层系统的方法及这种干涉层系统的用途。

技术介绍

[0002]光学干涉层系统早已为人所知，并用于各种各样不同的目的。所有光学干涉层系统的共同点是采用的层的厚度大约是光波长的量级。例如，层厚根据光学干涉层系统被设计用于短波长（比如UV光谱范围）还是用于较长波长（比如红外（IR）光谱范围）而不同。光学干涉层系统由具有不同折射率的层堆组成。根据目标，层堆以不同数量的单独层、不同数量的不同层材料和不同的层厚度为特征。
[0003]基于掌控光学干涉层的物理定律，可以以定义的方式修改用于光的表面的光学特性，以允许实现特定的技术要求。示例是表面的反射性降低，这种干涉层系统的应用也被称为抗反射层。
[0004]在可见光谱范围内，即约380 nm至约780 nm，例如，具有n = 1.5的折射率的玻璃的反射率为约4%。
[0005]通过应用被设计为抗反射层的干涉层系统，可以将可见光谱范围内的反射率降低到低于1%的值。这种抗反射层广泛用于光学系统中，每个镜片表面都接纳有这种抗反射层。如从EP 2 437 084 A1已知的，抗反射层也用于眼镜片上。
[0006]除了抗反射效用之外，适当设计的干涉层系统也广泛用于增强反射率的应用，比如用于镜面层系统中；用于波长过滤中，比如在滤色器中；用于将光流分成2个偏振部分，比如用于偏振分束器中；用于波长范围的划分中，比如用于长通或短通滤波器中；以及用于产生定义的相移。所有这些应用的共同点是干涉层系统应用于基底。除了用于干涉层系统的基底的纯载体功能之外，许多基底还通过充当例如镜片、成像镜、分束器片或分束器立方体而有助于光学系统的光学成像。在作用模式方面，这些基底不是光学干涉层系统的组成部分，因为这些基底通常比所采用的光的相干长度更厚。一般表示的光的相干长度是电磁波能够干涉的长度。如果层或基底比这个长度更厚，则这个层或基底对光学干涉没有贡献。
[0007]需要能够从比如太阳光的照射光中滤除或反射选择性地定义的波长范围的光学滤波器。还需要在要过滤或反射的光谱范围方面可选择性调整的光学滤波器，比如，这种光学滤波器不仅对太阳光中的UV
‑
A部分具有反射器效果，而且还对可见光的蓝色光谱范围具有滤波器效果，或者，例如对太阳光的IR部分具有选择性滤波器效果。附加地需要可以容易地减小尺寸的滤波器。尤其期望这种滤波器能够在例如粉碎后用于应用介质中，并且对人类和环境无害。
[0008]为了在比如涂料或印刷油墨等应用介质中应用，EP 0 950 693 A1披露了珠光颜料形式的干涉层系统，这些干涉层系统具有内部、居中设置的载体基底并且在观看者中引发颜色印象。
[0009]在从EP 0 950 693 A1已知的珠光颜料的情况下，高折射率层和低折射率层以湿
化学方式被施加并包封到基底薄片上，示例是SiO2薄片等。对于观看者而言，珠光颜料通常产生感知到的与角度有关的颜色。因此，典型地，在珠光颜料的情况下，该系统在基底薄片的顶侧和底侧包括层结构，这个层结构与基底薄片对称，由于包封，高折射率层和低折射率层在边缘区域是封闭的。最外层包封下一个内层，下一个内层进而包封下一个内层等。然而，在EP 0 950 693 A1中描述的应用的情况下，缺点是调整光谱特性的可能性是有限的，因为例如在这些颜料的生产期间只能够沉积有限数量的层。
[0010]EP 1 270 683 A2涉及一种基于金属基底的多层光学系统，其上施加了至少一个折射率为n ≤ 1.8的无色介电层和折射率为n > 1.8的无色介电层，连同选择性或非选择性吸收层。
[0011]DE 41 24 937 A1披露了一种具有介电层和/或金属层的干涉层系统，其中该层系统在边缘区中包括层保持器。
[0012]US 2002/0171936 A1涉及一种多层干涉滤波器，其中滤波器的中心区域基本上不受力且无支撑。滤波器具有包围中心区域的框架。
[0013]US 2004/0070833 A1涉及一种法布里
‑
珀罗滤波器（Fabry
‑
P
é
rot filter），其中多层系统设置在第一反射器与第二反射器之间。

技术实现思路

[0014]相对于已知的现有技术，需要提供一种具有改进的滤波器特性的滤波器系统。
[0015]本专利技术所基于的目的是通过提供一种干涉层系统来实现的，该干涉层系统包括多个如权利要求1所述的光学透明层，其中干涉层系统没有载体基底，并且其中，光学透明层广延地彼此上下设置，其中，光学透明层选自由电介质、金属以及以上的组合组成的组，至少一个第一光学透明层具有折射率n1并且至少一个第二光学透明层具有折射率n2，并且第一折射率n1和第二折射率n2相差至少0.1。
[0016]本专利技术所基于的目的还通过提供如权利要求23所述的干涉层系统来实现。优选的发展在从属权利要求24至29中进行了详细说明。
[0017]根据本专利技术，干涉层系统在300 nm至800 nm波长范围内的反射率曲线具有至少两个反射率不同的区域。在干涉层系统的设计中，可以在300 nm至800 nm的波长范围内以定义的方式选择或调整这至少两个反射率不同的区域。因此，本专利技术允许提供一种干涉层系统，其中，可以自由地选择和/或定制反射率不同的至少两个波长范围以满足300 nm至800 nm的波长曲线上的要求。
[0018]在本专利技术的意义上，“光学透明层”或“多个光学透明层”被理解为表示该层或这些层不吸收或基本上不吸收可见光谱范围内的光，优选地不吸收可见光谱范围内的光，和/或基本上不吸收没有IR范围内的辐射，优选地不吸收IR范围内的辐射。“基本上不吸收”被理解为是指极少吸收。该或这些光学透明层对于可见光谱范围内的光或IR范围内的辐射是或优选地是透明的。该或这些光学透明层基本上仅对于可见光谱范围内的光是透明的或优选地是透明的。该或这些光学透明层基本上仅对于IR范围内的辐射是透明的或优选地是透明的。“光学透明层”或“多个光学透明层”在本专利技术的意义上、更优选地根据本专利技术的一个实施例被理解为是指构成该层或这些层的材料在可见光谱范围内优选地仅极小吸收、更优选地不吸收。
[0019]可见光谱范围涵盖380 nm至780 nm的波长范围。
[0020]IR范围（IR：红外辐射）在本专利技术的意义上涵盖800 nm至1100 nm波长范围内的近IR。
[0021]UV
‑
A范围（UV：紫外线辐射）在本专利技术的意义上涵盖315 nm到400 nm的波长范围。
[0022]单独层“透明”在本专利技术的意义上被理解为是指入射到光学透明层上的可见光或IR辐射的至少20%穿过该层。层的透明度优选地在25%至100%、更优选地30%至98%、更优选地40%至95%、更优选地45%至90%、更优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种干涉层系统，包括多个光学透明层，该干涉层系统不具有载体基底，并且其中，这些光学透明层广延地彼此上下设置，其中，这些光学透明层选自由电介质、金属以及以上的组合组成的组，至少一个第一光学透明层具有折射率n1并且至少一个第二光学透明层具有折射率n2，并且第一折射率n1和第二折射率n2相差至少0.1，其特征在于，该干涉层系统在300 nm至800 nm波长范围内的反射率曲线具有至少两个反射率不同的区域。2.如权利要求1所述的干涉层系统，其特征在于，每个光学透明层的层厚在5 nm至500 nm的厚度范围内。3.如权利要求1或2所述的干涉层系统，其特征在于，这些光学透明层均包含电介质、优选地金属氧化物，分别基于相应光学透明层的总重量，这些电介质的量为95至100 wt%。4.如权利要求1至3中任一项所述的干涉层系统，其特征在于，该干涉层系统具有：至少2个低折射率光学透明层，具有折射率n
1 < 1.8；以及至少两个高折射率光学透明层，具有折射率n
2 ≥ 1.8。5.如权利要求1至4中任一项所述的干涉层系统，其特征在于，该干涉层系统包括4至100个光学透明层或由这些光学透明层组成。6.如权利要求1至5中任一项所述的干涉层系统，其特征在于，该低折射率光学透明层具有1.3至1.78范围的折射率n1并且优选地选自由氧化硅、氧化铝、氟化镁以及以上的混合物组成的组。7.如权利要求1至6中任一项所述的干涉层系统，其特征在于，该高折射率光学透明层具有2.0至2.9范围的折射率n2并且优选地选自由氧化钛、氧化铁、氧化铌、氧化钽、氧化锆、氧化铬、氧化铈、氧化钴以及以上的混合物组成的组。8.如权利要求1至7中任一项所述的干涉层系统，其特征在于，每个光学透明层仅仅由金属氧化物组成。9.如权利要求1至8中任一项所述的干涉层系统，其特征在于，该低折射率光学透明层和该高折射率光学透明层彼此上下交替设置并且优选地彼此接界。10.如权利要求1至9中任一项所述的干涉层系统，其特征在于，该干涉层系统是箔片、膜或颗粒。11.如权利要求1至10中任一项所述的干涉层系统，
其特征在于，该干涉层系统的反射率曲线至少在半峰全宽（FWHM）的至少60%的第一区域中具有优选地至少70%的反射率，其中FWHM = (0.6 · λ0)
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170 nm，其中λ
0 = 380 nm至600 nm。12.如权利要求11所述的干涉层系统，其特征在于，该半峰全宽（FWHM）的计算具有10%的相对误差。13.如权利要求1至12中任一项所述的干涉层系统，其特征在于，该干涉层系统的反射率曲线至少在≥ 1.1 · λ0至≤ 800 nm的第二区域内具有≤ 20%的反射率，其中λ
0 = 380 nm至600 nm。14.如权利要求1至13中任一项所述的干涉层系统，其特征在于，该干涉层系统包括至少20个光学透明层，相邻两个层的折射率差是至少0.90。15.如权利要求1至14中任一项所述的干涉层系统，其特征在于，该干涉层系统的反射率曲线是针对0
°
至15
°
的入射角范围内的非偏振光确定的。16.如权利要求1至15中任一项所述的干涉层系统，其特征在于，该干涉系统在以下光入射和出射介质中在彼此对应的区域的优选地10个百分点的区域内具有相同的反射特性：
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在550 nm处折射率为n = 1.000的空气，或
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在550 nm处折射率为n = 1.330...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：卡尔蔡司光学国际有限公司，
类型：发明
国别省市：